CN111191828A - 基于动态、静态维修站的配电系统及其配置方法 - Google Patents

基于动态、静态维修站的配电系统及其配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于动态、静态维修站的配电系统，包括分布设置在景区内的配电箱、维修站、客流采集装置，以及设置在监控中心的管理计算机；维修站包括静态维修站和动态维修站，每个维修站均与多个配电箱存在对应关系；动态维修站接收并解析管理计算机发送的巡检策略，按照巡检策略中所包含的巡检路线进行巡检，巡检过程中，动态维修站对应的配电箱编号根据动态维修站所处位置实时变化。本发明能够根据结合景区内的电力设施的电力风险特性和实时客流信息，及时调整每个配电箱的监控策略，提高采集数据的有效性，继而提高监测效果；结合景区内电力设施的分布特性和电力风险特性，合理配置静态和动态维修站，在确保监控和维修效果的前提下，尽可能减少监控和维修成本。

Description

基于动态、静态维修站的配电系统及其配置方法
技术领域
本发明涉及配电系统安装技术领域，具体而言涉及一种基于动态、静态维修站的配电系统及其配置方法。
背景技术
景区内存在着大量的电力设施，部分电力设施由于长期暴露在室外环境下、电力负载大、使用频繁等原因，很容易损坏或发生异常，给游客的人身安全带来威胁。
为了确保游客的人身安全，景区对部分主要电力设施的电流数据连接专门的监测设备进行实时监控，如果只针对其中部分设备监测，监测目标范围过小，仍然会给游客带来风险，而如果针对全部设备进行监控，监控成本高，监控数据量大，尤其是其中大部分数据属于无效数据，给工作人员带来困扰的同时也使其容易忽视真正异常的数据。
而对于某些景点较为分散的大型景区，如何在控制成本、有效监控的前提下合理规划监控设备和配点设备，如何合理分配维修资源是一个亟需解决的难题。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于动态、静态维修站的配电系统及其配置方法，根据景区内的电力设施的电力风险特性，分布设置多个带有电力设施独立监控功能的配电箱，以及与配电箱对应设置的维修站，每个配电箱的监控策略与客流数据、电力设施特性息息相关，以根据客流信息及时调整每个配电箱的监控策略，提高采集数据的有效性，继而提高监测效果；结合景区内电力设施的分布特性和电力风险特性，合理配置静态维修站和动态维修站资源，在确保监控和维修效果的前提下，尽可能减少监控和维修成本。
为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于动态、静态维修站的配电系统，所述配电系统包括分布设置在景区内的配电箱、维修站、客流采集装置，以及设置在监控中心的管理计算机；
所述管理计算机分别与配电箱、维修站、客流采集装置连接；所述配电箱具有对应的配电箱编号，所述维修站具有对应的维修站编号；
所述维修站包括静态维修站和动态维修站，每个维修站均与多个配电箱存在对应关系；所述动态维修站接收并解析管理计算机发送的巡检策略，按照巡检策略中所包含的巡检路线进行巡检，巡检过程中，动态维修站对应的配电箱编号根据动态维修站所处位置实时变化；
所述配电箱内设置有监控装置，用以监控连接至配电箱内的每个电力设施的实时电力参数，将实时电力参数按照设定的检测周期发送至管理计算机；所述管理计算机接收并分析实时电力参数，如果出现异常电力参数，生成针对该配电箱的故障信息，将故障信息发送至对应的维修站；
所述客流采集装置用于采集进入景区的客流信息，将采集到的客流信息发送至管理计算机，所述管理计算机接收并统计进入景区的客流信息，导入设施运行预估模型；
所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块，所述客流处理模块用于结合每个电力设施对应的用户群体特性，对采集到到客流信息进行处理，计算得到每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，将计算结果导入运行预估模块，所述运行预估模块用于结合每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，以及每个电力设施的固有特性，调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略。
基于前述配电系统，本发明还提及一种基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，所述配置方法包括：
S1：获取景区内所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估；
S2：结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象，其余作为静态巡检对象，所述动态巡检对象中不包括最高电力风险等级的电力设施；
S3：结合动态巡检对象相关信息，以下述第一优化目标为限制条件：(1)第一配电箱数量最小，(2)动态维修站数量最小，(3)每个第一配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个动态维修站对应的动态巡检对象的数量不超过预设的动态巡检对象数量阈值，(5)每个动态维修站的最大巡检路线长度不超过设定巡检路线长度阈值，计算得到针对动态巡检对象的第一配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数；
S4：结合静态巡检对象相关信息，以下述第二优化目标为限制条件：(1)第二配电箱数量最小，(2)静态维修站数量最小，(3)每个第二配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个第二配电箱到最近静态维修站的距离均小于设定距离阈值，计算得到针对静态巡检对象的第二配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数；
其中，所述第一配电箱配置参数包括第一配电箱数量、每个第一配电箱的安装位置、每个第一配电箱对应的电力设施的编号，所述动态维修站配置参数包括动态维修站数量、每个动态维修站的最大巡检路线和不同巡检位置对应的配电箱编号；所述第二配电箱配置参数包括第二配电箱数量、每个第二配电箱的安装位置、每个第二配电箱对应的电力设施的编号，所述静态维修站配置参数包括静态维修站数量、每个静态维修站的安装位置。
进一步的实施例中，步骤S1中，所述获取景区中所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估的过程包括以下步骤：
S11：获取景区中所有电力设施的相关信息，所述电力设施的相关信息包括电力参数、设备寿命损耗比、故障率、预设工作时间范围，根据其对应的电力参数、设备寿命损耗比和故障率评估初始电力风险等级；
S12：对景区客流信息进行预估，根据预估结果和电力设施的预设工作时间范围计算得到每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段；
S13：结合计算得到的每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段，对初始电力风险等级进行修正，得到最终的电力风险等级。
进一步的实施例中，步骤S12中，基于大数据技术对景区客流信息进行预估。
进一步的实施例中，步骤S2中，所述结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象的过程包括：
S21：将每个电力设施所对应的部署区域看作一个监控点，绘制景区地图，在景区地图上标注出所有的监控点，其中，最高电力风险等级对应的监控点被定义成关键监控点；
S22：以每个关键监控点为中心，设定距离长度为半径，筛选出每个关键监控点的影响力范围；
S23：将关键监控点影响力范围之外的区域定义成准动态区域；
S24：采用图像密度分析方法，统计上准动态区域上所有监控点的分布规律；
S25：将分布密度小于设定密度阈值的准动态区域上的监控点对应的电力设施定义成动态巡检对象。
进一步的实施例中，所述第一优化目标为：
Figure BDA0002332934000000031
其中，n1是第一配电箱的数量，m1是动态维修站的数量，
Figure BDA0002332934000000032
是第i个第一配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M1,q为单个第一配电箱中允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Ci是第i个第一配电箱对应的电力设施的总数，M1是第一配电箱允许匹配的电力设施的最大数值；δl是第l个动态维修站对应的动态巡检对象的数量，δ0是每个维修站允许对应的最大电力设施数量阈值，σl是第l个动态维修站对应的最大巡检路线长度，σ0是每个维修站允许的最大巡检路线长度阈值，
Figure BDA0002332934000000033
是第l个动态维修站对应的第lg个动态巡检对象在一次巡检周期内的巡检总时长，ε为设定比例阈值，T0是最大巡检周期时长阈值，i＝1,2,…,n1，l＝1,2,…,m1，q＝1,2,…,Q，Q是电力风险等级数量，g＝1,2,…,δl。
进一步的实施例中，所述第二优化目标为：
Figure BDA0002332934000000041
其中，n2是第二配电箱的数量，m2是静态维修站的数量，
Figure BDA0002332934000000042
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M2,q为第二配电箱中允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Cj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总数，M2是第二配电箱允许匹配的电力设施的最大数值；
Aj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总部署区域范围，∑Aj＝A总，A总是景区内所有动态巡检对象之外的其他所有电力设施的影响力区域范围之和；j＝1,2,…,n2；
Dj′是采用第j个第二配电箱对应的电力设施的电力风险等级对第j个第二配电箱至最近的静态维修站的实际路径距离进行修正后得到的修正路径距离，
Figure BDA0002332934000000043
Dj是第j个第二配电箱Fj至最近的静态维修站Rk的实际路径距离，k＝1,2,…,m2，Dj＝mindistance‖Fj-Rk‖，D0是设定距离阈值，εq是对应的权重因子，
Figure BDA0002332934000000044
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量。
进一步的实施例中，所述配置方法还包括：
S5：结合景区预估客流信息，确定每个配电箱的初始监控策略，以及
根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略；
所述配电箱的监控策略包括每个电力设备的监测频率和对应的电力参数阈值信息，所述动态维修站的巡检策略包括动态维修站的巡检路线。
进一步的实施例中，所述根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略的过程包括以下步骤：
S31：创建设施运行预估模型，所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块；
S32：采集若干个历史客流信息和其对应的设施使用关系，构建第一样本数据集，将第一样本数据集导入客流处理模块，对客流处理模块进行训练和测试；
S33：采集所有电力设施的历史异常电力参数，分析每个历史异常电力参数发生时、对应电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合电力设施的固有特性，计算得到不同情形下每个电力设施出现异常的概率和频率、对应的配电箱的最优监控策略、和动态维修站的巡检策略，生成第二样本数据集，将第二样本数据集导入运行预估模块，对运行预估模块进行训练和测试；
S34：实时采集客流信息，导入设施运行预估模型，计算得到目前在景区内的所有游客可能使用到的电力设施信息，和每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，继而根据每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合每个电力设施的固有特性，输出每个配电箱的最优监控策略和动态维修站的巡检策略；
S35：按照输出的每个配电箱的最优监控策略，驱使每个配电箱对连接至该配电箱内的每个电力设施的实时电力参数进行监控，并且将监控得到的实时电力参数按照对应的检测周期发送至管理计算机；
按照输出的动态维修站的巡检策略，调整每个动态维修站的巡检路线。
进一步的实施例中，所述客流信息包括游客年龄、性别、是否团队成员。
以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：
(1)根据景区内的电力设施的电力风险特性，分布设置多个带有电力设施独立监控功能的配电箱，以及与配电箱对应设置的维修站，每个配电箱的监控策略与客流数据、电力设施特性息息相关，以根据客流信息及时调整每个配电箱的监控策略，提高采集数据的有效性，继而提高监测效果。
(2)结合景区内电力设施的分布特性和电力风险特性，合理配置配电站资源和维修站资源，在确保监控和维修效果的前提下，尽可能减少监控和维修成本，同时，便于电力设施监控区域图绘制以及工作人员在分区的基础上做针对性监控。
(3)当发现异常电力数据时，及时通知对应的维修站进行处理，维修站和配电箱存在对应关系，可确保维修成本的前提下，尽可能的缩短维修路径，使维修人员尽快赶赴故障现场，及时排障。
(4)配电箱与电力设施存在对应关系，结合电力风险特性和分布特性确定，避免配电箱检测任务分配不均，部分配电箱长期无人问津，而部分配电箱因需要排障影响同一配电箱内其他电力设施的正常工作。
(5)基于历史数据创建设施运行预估模型，加快运算速度。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是本发明的基于动态、静态维修站的配电系统的结构示意图。
图2是本发明的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法流程图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
结合图1，本发明提及一种基于动态、静态维修站的配电系统，所述配电系统包括分布设置在景区内的配电箱、维修站、客流采集装置，以及设置在监控中心的管理计算机。
所述管理计算机分别与配电箱、维修站、客流采集装置连接；所述配电箱具有对应的配电箱编号，所述维修站具有对应的维修站编号。
所述维修站包括静态维修站和动态维修站，每个维修站均与多个配电箱存在对应关系；所述动态维修站接收并解析管理计算机发送的巡检策略，按照巡检策略中所包含的巡检路线进行巡检，巡检过程中，动态维修站对应的配电箱编号根据动态维修站所处位置实时变化。
所述配电箱内设置有监控装置，用以监控连接至配电箱内的每个电力设施的实时电力参数，将实时电力参数按照设定的检测周期发送至管理计算机；所述管理计算机接收并分析实时电力参数，如果出现异常电力参数，生成针对该配电箱的故障信息，将故障信息发送至对应的维修站。
所述客流采集装置用于采集进入景区的客流信息，将采集到的客流信息发送至管理计算机，所述管理计算机接收并统计进入景区的客流信息，导入设施运行预估模型。
所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块，所述客流处理模块用于结合每个电力设施对应的用户群体特性，对采集到到客流信息进行处理，计算得到每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，将计算结果导入运行预估模块，所述运行预估模块用于结合每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，以及每个电力设施的固有特性，调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略。
监控装置有两种实现方式：
第一种方式，在配电箱内每个电力设施的连接线路上另接一监控模块，再汇总每个监控模块的采集数据发送给管理计算机，达到每个电力设施独立监控互不干扰的目的，当其中一个电力设施或监控模块发生故障时，不影响其他电力设施的监控功能。该种方式比较适合风险等级较高需要严密实时监控的电力设施。
第二种方式，在配电箱内设置一个或多个监控模块，每个监控模块对应多个电力设施，通过轮询的方式对每个电力设施上的电力数据进行采集，再根据预设的发送策略将采集到的电力数据实时或定期发送至管理计算机。该种方式比较适合于风险等级较低，定时监控即可满足监控需求的电力设施。
在实际应用中，前述两种监控装置的实现方式还可以混合采用，针对配电箱中风险等级较高的电力设施，为其单独配置监控模块，针对配电箱中风险等级较低的电力设施，通过一对多的方式配置一个或几个监控模块，以减少成本支出和采集数据量。
客流采集装置包括设置在景区总入口处的售票设备、设置在景区各景点入口处的检票设备，或在景区各处设置拍摄装置，对经过的人群图像进行采集，结合现有图像分析软件，对采集到的图像上的客流信息进行解析，甚至可以结合通信基站，通过匹配范围内的手机信号，获取对应的客流信息等等。
不同的客流信息对应的电力设施的使用状态不同，而电力设施的使用状态和电力设施的自身固有特性会直接影响到其所对应的监控需求。例如，正在使用的电力设施、尤其是使用频率高的电力设施，无疑需要更为密切地对其进行监控。本发明正是基于这一特性，提出结合实时采集的游客信息，对每个配电箱的监控策略进行实时调整，以实现监控数据的优化，减少无效数据采集占比，优化整个配电系统的运行效率，提高故障识别率和对应的排障效率。
针对部分大型景区，其部分景点占地面积大却又太过分散。对于这类景点中的电力设施，如果另行布设配电箱和维修站，为了便于布线和日常维护，可能需要设置很多个配电箱或维修站，带来成本的增加，尤其是，这其中所包含的电力设施的电力风险等级不一，难以合理配置维修资源。因此，本发明提出，采用动态维修站、静态维修站相结合的方式，对整个景区的维修资源进行合理分配，结合基于电力风险等级和客流信息配置的配电箱，实现对整个景区所包含的电力设施的有效监控；同时，实时采集当前客流信息，根据客流信息预测电力设施的使用状态，基于预测结果，动态调整配电箱中监控装置的监控策略、以及动态维修站的巡检策略，提高监控数据的有效性，使监控目标更加具有实时性、针对性，继而提高整体监控效率。
如图1中，对于某个景区，包括主景区和分景区，其中分景区中不包括电力风险等级最高的电力设施，主景区中从地域分布上又分为东区和西区。由于电力设施数量有限且对应的电力风险等级分布合理，将东区的所有电力设施分别设置在第一配电箱#1和第一配电箱#2中，将西区的所有电力设施集中在第一配电箱#3和第一配电箱#4中。为了确保排障效率，针对第一配电箱#1、#2对应于静态维修站#01，第一配电箱#3、#4对应于静态维修站#02。而针对较偏远的分景区，由于其包括的区域范围有限，只设置一个动态维修站#3即可完成巡检任务，另外参考前述配置原理，将所有电力设施分别设置在第二配电箱#5、#6、#7中。
基于前述配置结构，当大部分游客集中在东区时，分景区中的游客还较少时，可相应的增加第一配电箱#1和第一配电箱#2的监控数据的上传频次，适应性地减少第二配电箱#5、#6、#7的监控数据的上传频次，使工作人员将更多的精力放在东区电力设施上。优选的，还可以针对第一配电箱#1和第一配电箱#2各自对应的电力设施做进一步的精调，例如，当游客信息显示游客长时间停留在东区某一景点时，而该景点对应于第一配电箱#1，此时可遥控第一配电箱#1中的监控装置，提高对该景点所对应的电力设施的电力参数采集频次。当游客信息发生变化时，可参考前述策略调整原理进行调控。例如，随着时间推移，分景区中的游客渐多，此时可以相应增加第二配电箱#5、#6、#7的监控频率，并针对大部分游客的停留地点适应性的增加动态维修站#3在对应第二配电箱周围的巡检时长等等。
另外，该方式能够有效结合景点分布特性，对景点内的电力设施做区域划分，便于工作人员快速定位到相应的电力设施进行监控管理。
应当理解，前述监控策略和巡检策略的调整只是其中的一种优选例，在实际应用中，可以根据每个景区的特性做调整设置。
结合图2，基于前述配电系统，本发明还提及一种基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，所述方法包括：
S1：获取景区内所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估。
S2：结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象，其余作为静态巡检对象，所述动态巡检对象中不包括最高电力风险等级的电力设施。
S3：结合动态巡检对象相关信息，以下述第一优化目标为限制条件：(1)第一配电箱数量最小，(2)动态维修站数量最小，(3)每个第一配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个动态维修站对应的动态巡检对象的数量不超过预设的动态巡检对象数量阈值，(5)每个动态维修站的最大巡检路线长度不超过设定巡检路线长度阈值，计算得到针对动态巡检对象的第一配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数。
S4：结合静态巡检对象相关信息，以下述第二优化目标为限制条件：(1)第二配电箱数量最小，(2)静态维修站数量最小，(3)每个第二配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个第二配电箱到最近静态维修站的距离均小于设定距离阈值，计算得到针对静态巡检对象的第二配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数。
其中，所述第一配电箱配置参数包括第一配电箱数量、每个第一配电箱的安装位置、每个第一配电箱对应的电力设施的编号，所述动态维修站配置参数包括动态维修站数量、每个动态维修站的最大巡检路线和不同巡检位置对应的配电箱编号；所述第二配电箱配置参数包括第二配电箱数量、每个第二配电箱的安装位置、每个第二配电箱对应的电力设施的编号，所述静态维修站配置参数包括静态维修站数量、每个静态维修站的安装位置。
如前所述，首先是对景区内所有电力设施的电力风险等级进行评估，评估后结合电力设施的分布规律和电力风力等级，将所有电力设施划分成两类：动态巡检对象和静态巡检对象，分别对应于动态维修站和静态维修站。在此基础上，结合动态巡检对象的相关信息，设置第一配电箱和动态维修站，结合静态巡检对象的相关信息，设置第二配电箱和静态维修站。
为了确保监控效率，每个配电箱对应的电力设施的数量、以及电力风险等级分布特性均有限制，以避免监控装置对部分电力设施不能做到及时监控；同样的，为了确保排障效率，维修站和对应配电箱的距离较近，一旦有电力设施发生故障，维修人员可快速到达故障现场。
作为其中的一个优选例，步骤S1中，所述获取景区中所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估的过程包括以下步骤：
S11：获取景区中所有电力设施的相关信息，所述电力设施的相关信息包括电力参数、设备寿命损耗比、故障率、预设工作时间范围，根据其对应的电力参数、设备寿命损耗比和故障率评估初始电力风险等级。
S12：对景区客流信息进行预估，根据预估结果和电力设施的预设工作时间范围计算得到每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段。
S13：结合计算得到的每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段，对初始电力风险等级进行修正，得到最终的电力风险等级。
电力设施的电力风险等级由两个因素决定：(1)客流信息对应的使用状态，(2)电力设施的固有特性，结合这两个因素一起评估，得到最终的电力风险等级结果。优选的，评估电力风险等级的评估因子还可以包括故障后的损伤严重程度等等。在某些情况下，可以基于大数据技术对景区客流信息进行预估。
作为其中的另一个优选例，步骤S2中，所述结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象的过程包括：
S21：将每个电力设施所对应的部署区域看作一个监控点，绘制景区地图，在景区地图上标注出所有的监控点，其中，最高电力风险等级对应的监控点被定义成关键监控点。
S22：以每个关键监控点为中心，设定距离长度为半径，筛选出每个关键监控点的影响力范围。
S23：将关键监控点影响力范围之外的区域定义成准动态区域。
S24：采用图像密度分析方法，统计上准动态区域上所有监控点的分布规律。
S25：将分布密度小于设定密度阈值的准动态区域上的监控点对应的电力设施定义成动态巡检对象。
这一步骤可以结合现有的图像分析软件实现，例如样本密度分析软件等。优选的，本发明做了如下设定：最高电力风险等级对应的监控点被定义成关键监控点。这是为了确保电力风险等级高的电力设施不至于因为过于分散，而被设定成动态巡检对象，在某些时刻，过于远离动态维修站。
作为其中的一个优选例，所述第一优化目标为：
Figure BDA0002332934000000091
其中，n1是第一配电箱的数量，m1是动态维修站的数量，
Figure BDA0002332934000000092
是第i个第一配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M1,q为允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Ci是第i个第一配电箱对应的电力设施的总数，M1是第一配电箱允许匹配的电力设施的最大数值；δl是第l个动态维修站对应的动态巡检对象的数量，δ0是预设的动态巡检对象数量阈值，σl是第l个动态维修站对应的最大巡检路线长度，σ0是设定巡检路线长度阈值，
Figure BDA0002332934000000101
是第l个动态维修站对应的第lg个动态巡检对象在一次巡检周期内的巡检总时长，ε为设定比例阈值，T0是最大巡检周期时长阈值，i＝1,2,…,n1，l＝1,2,…,m1，q＝1,2,…,Q，Q是电力风险等级数量，g＝1,2,…,δl。
作为其中的另一个优选例，所述第二优化目标为：
Figure BDA0002332934000000102
其中，n2是第二配电箱的数量，m2是静态维修站的数量，
Figure BDA0002332934000000103
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M2,q为第二配电箱中允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Cj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总数，M2是第二配电箱允许匹配的电力设施的最大数值。
Aj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总部署区域范围，∑Aj＝A总，A总是景区内所有动态巡检对象之外的其他所有电力设施的影响力区域范围之和；j＝1,2,…,n2。
Dj′是采用第j个第二配电箱对应的电力设施的电力风险等级对第j个第二配电箱至最近的静态维修站的实际路径距离进行修正后得到的修正路径距离，
Figure BDA0002332934000000104
Dj是第j个第二配电箱Fj至最近的静态维修站Rk的实际路径距离，k＝1,2,…,m2，Dj＝mindistance‖Fj-Rk‖，D0是设定距离阈值，εq是对应的权重因子，
Figure BDA0002332934000000105
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量。
在该例子中，配电箱(包括第一配电箱和第二配电箱)和维修站(包括动态维修站和静态维修站)的设置原则如下：
每个配电箱内，不同电力风险等级的电力设施的数量不超过对应的数量阈值，例如，针对第二配电箱，可以设置成最高电力风险等级的电力设施的数量不超过2个，次高电力风险等级的电力设施的数量不超过4个，电力设施的总数不超过15个等。而针对第一配电箱，由于不包括最高电力风险等级的电力设施，可以对允许数量范围做对应的调整。这是由于在本发明中，主要依赖设置在配电箱内的监控装置对电力设施的电力参数进行采集，为了确保监控效率，对不同电力风险等级的电力设施的最大数量做了限制，避免监控装置对部分电力设施不能做到及时监控。在此基础上，尽量控制配电箱的数量最少，节约监控成本。
配电箱对应的电力设施的总部署区域范围在对应的部署区域范围阈值内，以避免配电箱与其所对应的电力设施的部署范围过大，为后续维修站的设置带来难点，同时，前述设计利于绘制配电箱部署地图，可以使工作人员更为直观的了解到每个配电箱对应的部署区域范围内的电力设施状态。
电力设施出现故障的原因包括三个方面：电力设施本身、配电箱处的供电线路、电力设置与配电箱之间的输电线路。基于前述部署区域范围的设置，本发明提出，以每个配电箱到最近维修站的距离均小于设定距离阈值作为限制条件来设置维修站。维修站是用于提供排障服务的，因此维修站与配电箱的距离越近，越容易排除故障，而另一个限制条件是维修站的数量，维修站的数量越小，监控成本越低，结合前述两个限制条件和已配置的配电箱，对维修站进行设置。
基于前述限制条件，动态维修站和静态维修站由于其自身固有特性不同，在配置方法上也做了区分。
对于静态维修站，由于其静止不动，因此可以直接选用第二配电箱和静态维修站之间的实际物理距离，优选的，本发明还提出，考虑每个第二配电箱内的电力设施的状态不同，采用第二配电箱对应的电力设施的电力风险等级对第二配电箱至维修站的实际路径距离进行修正后得到的修正路径距离与设定距离阈值的比对结果作为判别条件。
对于动态维修站，可以采用装载有维修人员的巡检车的形式，由于其一直在巡检路线上移动，在不同巡检路段对应的电力设施的编号也不相同，因此本发明提出，首先从巡检路线和巡检周期两个方面对其做限制，确保在一个较短的巡检周期内可以完全巡视一次所有与之匹配的配电箱；其次，从匹配的动态巡检对象数量对其进行限制，以避免同一个动态维修站对应的动态巡检对象太多，难以兼顾，优选的，可以如前述修正配电箱与维修站的距离一样，结合电力风险等级对每个动态维修站匹配的动态巡检对象的数量进行修正；最后，针对每个动态巡检对象(或第一配电箱)与动态维修站处于可快速维修状态的时长占整个巡检周期的比例对巡检策略进行限制，以避免部分动态巡检对象(或第一配电箱)只是简单略过，得不到有效监控。优选的，动态巡检对象(或第一配电箱)与动态维修站处于可快速维修状态是根据两者之间的距离参数或结合电力风险等级修正后的距离参数确定。
在动态维修站的实际运行过程中，巡检策略跟随客流信息不断调整，为游客提供最好的设备监控服务。
例如，所述配置方法还包括：
S5：结合景区预估客流信息，确定每个配电箱的初始监控策略，以及根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略。
所述配电箱的监控策略包括每个电力设备的监测频率和对应的电力参数阈值信息，所述动态维修站的巡检策略包括动态维修站的巡检路线。例如，当负载越大时，电力参数的阈值也越大，相应的，监测频率也越高等等。优选的，同一个检测策略内的监测频率可以为动态数值，包含用户对设备的使用时段信息等。
作为其中的一个优选例，为了优化检测策略的调整效果，加快策略运算过程，本发明还提出，所述根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略的过程包括以下步骤：
S31：创建设施运行预估模型，所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块。
S32：采集若干个历史客流信息和其对应的设施使用关系，构建第一样本数据集，将第一样本数据集导入客流处理模块，对客流处理模块进行训练和测试。
S33：采集所有电力设施的历史异常电力参数，分析每个历史异常电力参数发生时、对应电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合电力设施的固有特性，计算得到不同情形下每个电力设施出现异常的概率和频率、对应的配电箱的最优监控策略、和动态维修站的巡检策略，生成第二样本数据集，将第二样本数据集导入运行预估模块，对运行预估模块进行训练和测试。
S34：实时采集客流信息(例如游客年龄、性别、是否团队成员等)，导入设施运行预估模型，计算得到目前在景区内的所有游客可能使用到的设施信息，和每个设施的使用概率、使用频次、使用时段，继而根据每个设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合每个电力设施的固有特性，输出每个配电箱的最优监控策略和动态维修站的巡检策略。
S35：按照输出的每个配电箱的最优监控策略，驱使每个配电箱对连接至该配电箱内的每个电力设施的实时电力参数进行监控，并且将监控得到的实时电力参数按照对应的检测周期发送至管理计算机。
按照输出的动态维修站的巡检策略，调整每个动态维修站的巡检路线。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于动态、静态维修站的配电系统，其特征在于，所述配电系统包括分布设置在景区内的配电箱、维修站、客流采集装置，以及设置在监控中心的管理计算机；
所述管理计算机分别与配电箱、维修站、客流采集装置连接；所述配电箱具有对应的配电箱编号，所述维修站具有对应的维修站编号；
所述维修站包括静态维修站和动态维修站，每个维修站均与多个配电箱存在对应关系；所述动态维修站接收并解析管理计算机发送的巡检策略，按照巡检策略中所包含的巡检路线进行巡检，巡检过程中，动态维修站对应的配电箱编号根据动态维修站所处位置实时变化；
所述配电箱内设置有监控装置，用以监控连接至配电箱内的每个电力设施的实时电力参数，将实时电力参数按照设定的检测周期发送至管理计算机；所述管理计算机接收并分析实时电力参数，如果出现异常电力参数，生成针对该配电箱的故障信息，将故障信息发送至对应的维修站；
所述客流采集装置用于采集进入景区的客流信息，将采集到的客流信息发送至管理计算机，所述管理计算机接收并统计进入景区的客流信息，导入设施运行预估模型；
所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块，所述客流处理模块用于结合每个电力设施对应的用户群体特性，对采集到到客流信息进行处理，计算得到每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，将计算结果导入运行预估模块，所述运行预估模块用于结合每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，以及每个电力设施的固有特性，调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略。
2.一种基于权利要求1所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述配置方法包括：
S1：获取景区内所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估；
S2：结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象，其余作为静态巡检对象，所述动态巡检对象中不包括最高电力风险等级的电力设施；
S3：结合动态巡检对象相关信息，以下述第一优化目标为限制条件：(1)第一配电箱数量最小，(2)动态维修站数量最小，(3)每个第一配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个动态维修站对应的动态巡检对象的数量不超过预设的动态巡检对象数量阈值，(5)每个动态维修站的最大巡检路线长度不超过设定巡检路线长度阈值，计算得到针对动态巡检对象的第一配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数；
S4：结合静态巡检对象相关信息，以下述第二优化目标为限制条件：(1)第二配电箱数量最小，(2)静态维修站数量最小，(3)每个第二配电箱对应的各类电力风险等级的电力设施在各自对应的设施数量阈值范围内，(4)每个第二配电箱到最近静态维修站的距离均小于设定距离阈值，计算得到针对静态巡检对象的第二配电箱配置参数和对应的动态维修站配置参数；
其中，所述第一配电箱配置参数包括第一配电箱数量、每个第一配电箱的安装位置、每个第一配电箱对应的电力设施的编号，所述动态维修站配置参数包括动态维修站数量、每个动态维修站的最大巡检路线和不同巡检位置对应的配电箱编号；所述第二配电箱配置参数包括第二配电箱数量、每个第二配电箱的安装位置、每个第二配电箱对应的电力设施的编号，所述静态维修站配置参数包括静态维修站数量、每个静态维修站的安装位置。
3.根据权利要求2所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，步骤S1中，所述获取景区中所有电力设施的相关信息，结合景区预估客流信息，对每个电力设施的电力风险等级进行评估的过程包括以下步骤：
S11：获取景区中所有电力设施的相关信息，所述电力设施的相关信息包括电力参数、设备寿命损耗比、故障率、预设工作时间范围，根据其对应的电力参数、设备寿命损耗比和故障率评估初始电力风险等级；
S12：对景区客流信息进行预估，根据预估结果和电力设施的预设工作时间范围计算得到每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段；
S13：结合计算得到的每个电力设施对应的负载信息、使用频次、使用时段，对初始电力风险等级进行修正，得到最终的电力风险等级。
4.根据权利要求3所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，步骤S12中，基于大数据技术对景区客流信息进行预估。
5.根据权利要求2所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，步骤S2中，所述结合电力设施的分布规律和电力风险等级，筛选出其中部分电力设施作为动态巡检对象的过程包括：
S21：将每个电力设施所对应的部署区域看作一个监控点，绘制景区地图，在景区地图上标注出所有的监控点，其中，最高电力风险等级对应的监控点被定义成关键监控点；
S22：以每个关键监控点为中心，设定距离长度为半径，筛选出每个关键监控点的影响力范围；
S23：将关键监控点影响力范围之外的区域定义成准动态区域；
S24：采用图像密度分析方法，统计上准动态区域上所有监控点的分布规律；
S25：将分布密度小于设定密度阈值的准动态区域上的监控点对应的电力设施定义成动态巡检对象。
6.根据权利要求2所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述第一优化目标为：
Figure FDA0002332933990000031
其中，n1是第一配电箱的数量，m1是动态维修站的数量，
Figure FDA0002332933990000032
是第i个第一配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M1,q为单个第一配电箱中允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Ci是第i个第一配电箱对应的电力设施的总数，M1是第一配电箱允许匹配的电力设施的最大数值；δl是第l个动态维修站对应的动态巡检对象的数量，δ0是每个维修站允许对应的最大电力设施数量阈值，σl是第l个动态维修站对应的最大巡检路线长度，σ0是每个维修站允许的最大巡检路线长度阈值，
Figure FDA0002332933990000033
是第l个动态维修站对应的第lg个动态巡检对象在一次巡检周期内的巡检总时长，ε为设定比例阈值，T0是最大巡检周期时长阈值，i＝1,2,…,n1，l＝1,2,…,m1，q＝1,2,…,Q，Q是电力风险等级数量，g＝1,2,…,δl。
7.根据权利要求5所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述第二优化目标为：
Figure FDA0002332933990000034
其中，n2是第二配电箱的数量，m2是静态维修站的数量，
Figure FDA0002332933990000035
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量，M2,q为第二配电箱中允许包含的电力风险等级为Sq的电力设施的最大数量阈值，Cj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总数，M2是第二配电箱允许匹配的电力设施的最大数值；
Aj是第j个第二配电箱对应的电力设施的总部署区域范围，∑Aj＝A总，A总是景区内所有动态巡检对象之外的其他所有电力设施的影响力区域范围之和；j＝1,2,…,n2；
Dj′是采用第j个第二配电箱对应的电力设施的电力风险等级对第j个第二配电箱至最近的静态维修站的实际路径距离进行修正后得到的修正路径距离，
Figure FDA0002332933990000041
Dj是第j个第二配电箱Fj至最近的静态维修站Rk的实际路径距离，k＝1,2,…,m2，Dj＝min distance‖Fj-Rk‖，D0是设定距离阈值，εq是对应的权重因子，
Figure FDA0002332933990000042
是第j个第二配电箱对应的电力风险等级为Sq的电力设施的数量。
8.根据权利要求2所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述配置方法还包括：
S5：结合景区预估客流信息，确定每个配电箱的初始监控策略，以及
根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略；
所述配电箱的监控策略包括每个电力设备的监测频率和对应的电力参数阈值信息，所述动态维修站的巡检策略包括动态维修站的巡检路线。
9.根据权利要求8所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述根据景区实际客流信息，实时调整每个配电箱的监控策略以及动态维修站的巡检策略的过程包括以下步骤：
S31：创建设施运行预估模型，所述设施运行预估模型包括客流处理模块和运行预估模块；
S32：采集若干个历史客流信息和其对应的设施使用关系，构建第一样本数据集，将第一样本数据集导入客流处理模块，对客流处理模块进行训练和测试；
S33：采集所有电力设施的历史异常电力参数，分析每个历史异常电力参数发生时、对应电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合电力设施的固有特性，计算得到不同情形下每个电力设施出现异常的概率和频率、对应的配电箱的最优监控策略、和动态维修站的巡检策略，生成第二样本数据集，将第二样本数据集导入运行预估模块，对运行预估模块进行训练和测试；
S34：实时采集客流信息，导入设施运行预估模型，计算得到目前在景区内的所有游客可能使用到的电力设施信息，和每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，继而根据每个电力设施的使用概率、使用频次、使用时段，结合每个电力设施的固有特性，输出每个配电箱的最优监控策略和动态维修站的巡检策略；
S35：按照输出的每个配电箱的最优监控策略，驱使每个配电箱对连接至该配电箱内的每个电力设施的实时电力参数进行监控，并且将监控得到的实时电力参数按照对应的检测周期发送至管理计算机；
按照输出的动态维修站的巡检策略，调整每个动态维修站的巡检路线。
10.根据权利要求8所述的基于动态、静态维修站的配电系统的配置方法，其特征在于，所述客流信息包括游客年龄、性别、是否团队成员。
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