CN111785113A - 基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆故障仿真培训技术领域，更具体地，涉及一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统。包括电缆故障定位仪、智能交互装置以及电缆故障定位VR系统；所述的智能交互装置，用于识别和采集电缆故障定位仪的检测结果和信号，将采集和识别的信号传送给电缆故障定位VR系统；所述的电缆故障定位VR系统，系统内包含典型的电缆故障的案例库、声纹特征库和波形特征库；用于接收智能交互装置传送的信号，通过特征匹配获取近似案列，通过智能的故障诊断算法，判别电缆故障类型，同时识别声纹和波纹特征，计算得到故障位置。本发明实现电缆故障定位仿真过程与实际现场操作过程的智能交互，提升电缆典型故障的仿真培训工作的效率。

Description

基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统

技术领域

本发明属于电缆故障仿真培训技术领域，更具体地，涉及一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统。

背景技术

国内外广泛应用的脉冲波形方法解决一般电缆故障的定位问题，而且与其它方法相比具有诸多优点，但由于脉冲波形方法诊断故障的有效性、快速性和准确性差，一般只用于故障位置的初步探测，还必须进一步采用声学或音频方法进行故障位置的精确定位。同时定位的技术缺乏智能化，现在大多数的方式只是将故障波形采集下来，通过示波器的方式显示出来，由于电缆埋设和故障的复杂性，单靠记录波形是无法判断具体的情况的，需要技术人员参与查找具体位置，往往这样技术人员的劳动强度很大，特别是对于初学者来说困难很大，上手很慢，导致故障解决的效率不高。

国内外的专家学者都在寻找切实可行的方法来实现电力电缆故障的精确智能定位以及更有效的故障定位过程的仿真培训。随着电子信息技术的发展和理念的更新，实验手段的完备，数学与理论模型的丰富，软件智能化的大量运用，电力电缆定位与培训技术必然向可视化智能交互仿真培训系统平台发展。

专利CN103617754B，提出了一种电力电缆故障模拟测试仿真系统，能够有效实现电缆故障仿真模拟，但是故障定位的仿真过程主要依赖于故障波形，信息单一，且仅仅聚焦于故障预定位步骤，故障定位的数据事先设置，仿真过程没有反馈和交互，智能化程度不高。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，实现电缆故障定位仿真过程与实际现场操作过程的智能交互，提升电缆典型故障的仿真培训工作的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，包括电缆故障定位仪、智能交互装置以及电缆故障定位VR系统；所述的智能交互装置，用于识别和采集电缆故障定位仪的检测结果和信号，将采集和识别的信号传送给电缆故障定位VR系统；所述的电缆故障定位VR系统，系统内包含典型的电缆故障的案例库、声纹特征库和波形特征库；用于接收智能交互装置传送的信号，通过特征匹配获取近似案列，通过智能的故障诊断算法，判别电缆故障类型，同时识别声纹和波纹特征，计算得到故障位置。

本发明结合电缆故障定位全过程的各类数据，包括电阻、脉冲波形、声磁信号等，进行信息融合，建立电缆典型故障与电缆故障定位仪关键参数关联关系，结合电缆故障案例库、特征值提取技术及故障诊断技术，将故障现象与故障原因建立诊断模型，分析评判电缆状态、诊断电缆故障原因、辅助确定电缆故障位置，提高典型电缆故障定位的检测、识别、分类以及智能定位能力。同时，通过语音与图像的智能识别，结合电缆实物与VR技术，实现电缆故障定位仿真过程与实际现场操作过程的智能交互，提升电缆典型故障的仿真培训工作的效率。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置包括采集模块、存储模块、识别模块、通讯模块以及语音对讲模块；所述的采集模块用于通过图像感知设备采集电缆故障定位仪的数据；所述的存储模块用于储存采集的信息；所述的识别模块用于通过智能图像识别算法识别数据；所述的通讯模块用于将识别的数据结果返回给电缆故障定位VR系统；所述的语音对讲模块用于从通讯模块接收结果根据结构发出语音指导学员操作。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置与电缆故障定位VR系统之间通过无线路由的方式传输数据。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置与电缆故障定位VR系统之间通过3G网络、4G网络、5G网络、或无线wifi进行数据传输。

在其中一个实施例中，所述的图像感知设备为摄像头。

在其中一个实施例中，所述的语音对讲模块包括扬声器和话筒。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置为可穿戴结构。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置为智能手机、智能手环、智能手表或ipad。

在其中一个实施例中，所述的电缆故障定位VR系统在服务器、台式电脑或笔记本电脑上运行。

与现有技术相比，有益效果是：

1.本发明提供的一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，通过语音与图像的智能识别，结合电缆实物与VR技术，实现电缆故障定位仿真过程与实际现场操作过程的智能交互，提升电缆典型故障的仿真培训工作的效率。

2.本发明可与实际现场的电缆故障定位过程结合，后端系统与前端智能设备交互，显著的提升培训效果；可同时在室内或者室外现场进行培训，操作简便、配置灵活。

3.本发明通过案例库，声纹特征库以及波形特征库的设置和累积，能够不断的进行系统优化，提升诊断定位的精度和智能化程度。

附图说明

图1是本发明各个结构时间的结构关系示意图。

图2是本发明流程示意图。

图3是本发明培训时各个装置之间的关系示意图。

其中，1为被测电缆；2为电缆故障定位仪；3为智能交互装置；4为电缆故障定位VR系统。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1、2所示，一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，包括电缆故障定位仪2、智能交互装置3以及电缆故障定位VR系统4；所述的智能交互装置3，用于识别和采集电缆故障定位仪2的检测结果和信号，将采集和识别的信号传送给电缆故障定位VR系统4；所述的电缆故障定位VR系统4，系统内包含典型的电缆故障的案例库、声纹特征库和波形特征库；用于接收智能交互装置3传送的信号，通过特征匹配获取近似案列，通过智能的故障诊断算法，判别电缆故障类型，同时识别声纹和波纹特征，计算得到故障位置。

本发明结合电缆故障定位全过程的各类数据，包括电阻、脉冲波形、声磁信号等，进行信息融合，建立电缆典型故障与电缆故障定位仪2关键参数关联关系，结合电缆故障案例库、特征值提取技术及故障诊断技术，将故障现象与故障原因建立诊断模型，分析评判电缆状态、诊断电缆故障原因、辅助确定电缆故障位置，提高典型电缆故障定位的检测、识别、分类以及智能定位能力。同时，通过语音与图像的智能识别，结合电缆实物与VR技术，实现电缆故障定位仿真过程与实际现场操作过程的智能交互，提升电缆典型故障的仿真培训工作的效率。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置3包括采集模块、存储模块、识别模块、通讯模块以及语音对讲模块；所述的采集模块用于通过图像感知设备采集电缆故障定位仪2的数据；所述的存储模块用于储存采集的信息；所述的识别模块用于通过智能图像识别算法识别数据；所述的通讯模块用于将识别的数据结果返回给电缆故障定位VR系统4；所述的语音对讲模块用于从通讯模块接收结果根据结构发出语音指导学员操作。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置3与电缆故障定位VR系统4之间通过无线路由的方式传输数据。

在另一个实施例中，所述的智能交互装置3与电缆故障定位VR系统4之间通过3G网络、4G网络、5G网络、或无线wifi进行数据传输。

在其中一个实施例中，所述的图像感知设备为摄像头。

在其中一个实施例中，所述的语音对讲模块包括扬声器和话筒。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置3为可穿戴结构。

在其中一个实施例中，所述的智能交互装置3为智能手机。

在其中一个实施例中，所述的电缆故障定位VR系统4在服务器、台式电脑或笔记本电脑上运行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，包括电缆故障定位仪(2)、智能交互装置(3)以及电缆故障定位VR系统(4)；所述的智能交互装置(3)，用于识别和采集电缆故障定位仪(2)的检测结果和信号，将采集和识别的信号传送给电缆故障定位VR系统(4)；所述的电缆故障定位VR系统(4)，系统内包含典型的电缆故障的案例库、声纹特征库和波形特征库；用于接收智能交互装置(3)传送的信号，通过特征匹配获取近似案列，通过智能的故障诊断算法，判别电缆故障类型，同时识别声纹和波纹特征，计算得到故障位置。

2.根据权利要求1所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)包括采集模块、存储模块、识别模块、通讯模块以及语音对讲模块；所述的采集模块用于通过图像感知设备采集电缆故障定位仪(2)的数据；所述的存储模块用于储存采集的信息；所述的识别模块用于通过智能图像识别算法识别数据；所述的通讯模块用于将识别的数据结果返回给电缆故障定位VR系统(4)；所述的语音对讲模块用于从通讯模块接收结果根据结构发出语音指导学员操作。

3.根据权利要求2所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)与电缆故障定位VR系统(4)之间通过无线路由的方式传输数据。

4.根据权利要求2所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)与电缆故障定位VR系统(4)之间通过3G网络、4G网络、5G网络、或无线wifi进行数据传输。

5.根据权利要求2所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的图像感知设备为摄像头。

6.根据权利要求2所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的语音对讲模块包括扬声器和话筒。

7.根据权利要求2至6任一项所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)为可穿戴结构。

8.根据权利要求7所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)为智能手机。

9.根据权利要求7所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的智能交互装置(3)智能手环、智能手表或ipad。

10.根据权利要求7所述的基于多维信息融合的智能电缆典型故障定位仿真培训系统，其特征在于，所述的电缆故障定位VR系统(4)在服务器、台式电脑或笔记本电脑上运行。

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