CN111884348A - 一种物联网电力检测与预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物联网电力检测与预警系统，通过多个现场检测设备能够及时的获取检测信息，确定漏电状态，然后选择对应的站点进行应急处理；站点设备和预警设备同时对监测信息进行处理，将现有的预警系统与监测系统进行融合，提供冗余的管控网络，由此提高了漏电检测的效率以及预警的有效性，以及提示的及时性；分布在地铁总服务中心的数据中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单，由此提高了工单的生成效率。

Description

一种物联网电力检测与预警系统
技术领域
本发明涉及一种物联网电力检测与预警系统。
背景技术
随着智慧城市的发展，物联网技术被广泛的应用到各个领域，特别是在智能轨道交通系统中。地铁作为人们日常交通常用的工具，地铁的运行需要大量的供电设备及其线路，而这些供电设备分布在地铁站点以及隧道的各个地方，由此保证地铁的正常运行。然而，现有技术中，监测系统构建较为单一，与现有的监控网络确实融合、协作机制。
由于地铁运行、设备、线路老化以及周围环境的影响，会出现漏电的情况，而漏电严重时，会产生严重的影响，甚至影响地铁的正常运行，造成重大的经济损失，同时也给人们的日常出行带来危害和不便。因此，对地铁供电漏电的有效监测及预警是目前关注的重点。
目前，对于供电漏电的检测，主要还是需要人工的参与，而且是定期的检测，由此对于一些位置的检测是不方便的，同时无法做到及时预警；由此可见，现有的检测技术实时性要求差，检测效率低，人工成本高，而且，无法及时的进行预警，并进行处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中监测系统与预警系统通常独立设置，没有融合机制，以及地铁供电漏电检测过程中存在的技术问题，提供一种物联网电力检测与预警系统。
所述系统包括：
多个现场检测设备，非均匀分布在地铁区域中，用于实现漏电检测，获取检测信息，其中，所述检测信息包括供电设备及线路的状态信息和/或漏电预警信息；
多个站点设备，分布在各个地铁站点，用于从现场检测设备获取检测信息，以确定是否需要进行应急处理；
预警设备集群，分布在各个地铁站点，根据现场检测设备的监测信息确定所需的预警策略进行预警提醒；
数据中心，分布在地铁总服务中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单；
其中，所述现场检测设备和站点设备为不同类型的物联网设备。
其中，当现场检测设备检测到漏电信息时，计算当前漏电信息对临近站点造成的影响度L，其中，L与危险系数W、到站点的距离D、以及该时段站点的客流量R、站点权限Q有关，即，
Figure 24204DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，根据漏电严重程度C、温度T、湿度H、粉尘密度F确定指示引发灾害的可能性的危险系数W；
Figure 883576DEST_PATH_IMAGE002
；a、b、c为常系数；
当危险系数达到一定阈值时，根据影响度L选择应急站点，站点权限受客流量影响，客流量越大，站点的权限越大。
其中，所述系统包括现场应急自清理子系统，利用自清理子系统进行清洁处理。
其中，根据危险系数确定是否需要启动应急监控站点，所述应急监控站点对应急站点的应急处理策略以及应急处理的执行情况进行实时监控，
当现场检测设备接收到应急处理策略以及相关指令后，每隔一较小时间间隔计算一次 危险系数
Figure 492412DEST_PATH_IMAGE003
…
Figure 728221DEST_PATH_IMAGE004
，并上报至应急监控站点，当危险系数为持续下降时，特定时间后，应急 监控站点根据原危险系数
Figure 738902DEST_PATH_IMAGE005
，各间隔危险系数
Figure 706858DEST_PATH_IMAGE003
…
Figure 865307DEST_PATH_IMAGE004
，以及当前危险系数
Figure 576911DEST_PATH_IMAGE006
计算危 险降低指数
Figure 504416DEST_PATH_IMAGE007
，
即
Figure 643273DEST_PATH_IMAGE008
然后根据危险降低指数确定是否根据需要设置辅助应急策略，如果，则不启动辅助应急策略，否则启动辅助应急策略；
当危险系数增加时，则立即启动辅助应急策略，同时发送通知信息至数据中心以及应急站点。
其中，现场检测设备根据发射信号强度RSSI、到候选下一跳节点的距离d、噪声s、粉尘浓度F、湿度H选择传输下一跳节点；
即现场检测设备计算各节点的权重P，即
Figure 289018DEST_PATH_IMAGE009
，选 择P较大的作为下一跳节点进行传输；
其中候选下一跳节点是根据现场检测设备的覆盖半径r确定，即选择大于0.6r且小于r范围内的节点。
本发明的有益效果是，本发明提供的系统，通过多个现场检测设备能够及时的获取检测信息，确定漏电状态，然后选择对应的站点进行应急处理；站点设备和预警设备同时对监测信息进行处理，将现有的预警系统与监测系统进行融合，提供冗余的管控网络，由此提高了漏电检测的效率以及预警的有效性，以及提示的及时性；分布在地铁总服务中心的数据中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单，由此提高了工单的生成效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的 的优选实施例的系统的结构框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
为克服现有技术中监测系统与预警系统通常独立设置，没有融合机制，以及地铁供电漏电检测过程中存在的技术问题，提供一种用于实现地铁供电漏电检测的物联网电力检测与预警系统。如图1所示。
所述系统包括：多个现场检测设备，非均匀分布在地铁区域中，与站点设备通过其他现场检测设备进行多跳近距离传输，同时还包括与站点设备之间直接连接的远距离传输；用于实现漏电检测，获取检测信息，其中，所述检测信息包括供电设备及线路的状态信息和/或漏电预警信息；其中，上述检测设备在保证供电设备以及线路全覆盖的基础上，在保证设备间能够有效通信的基础上非均匀的分布在地铁站点以及隧道中，由此提供了全方位的检测，在检测过程中，可以根据站点或是数据中心的指令调整监控周期或是实时性检测，由此提高了数据的检测效率以及预警的实时性。
多个站点设备，分布在各个地铁站点，用于从现场检测设备获取检测信息，以确定是否需要进行应急处理；站点设备根据检测信息，判断其中是否包括预警信息，如果不包括，则说明检测信息为常规的检测，由此获取状态信息，然后上报数据中心；如果包括预警信息，则根据预警信息的级别确定是否需要进行应急处理，如果需要，则指定应急策略，并下发执行，同时将上述预警信息以及应急策略上报数据中心；如果不需要，则直接上报数据中心，然后根据数据中心的指示进行预警处理。由此提高了预警的处理效率，将可能存在的危害降到最低。其中，所述现场检测设备和站点设备为不同类型的物联网设备。
预警设备集群，分布在各个地铁站点，根据现场检测设备的监测信息确定所需的预警策略进行预警；在每个站点具有一个预警设备集群；预警设备与监测设备以及数据中心连接，实现了数据的交互，以及网络的融合。
所述预警设备集群中的预警设备，以冗余分簇的方式构建预警网络；冗余分簇的方式构建网络能够保证网络覆盖的冗余性，防止异常设备导致的覆盖不全，以及链路的单一性，有效保证数据传输的稳定性和可靠性。
当第一预警设备接收到检测信息后，根据接收到的检测信息，判断其中是否包括漏电预警信息，如果是，则根据漏电预警信息确定预警方式进行预警提示。其中上述过程还可以包括，预警设备获取的监测信息可以从站点设备获取，即站点设备接收到监测信息后，在确定其中包括预警信息时，以广播的方式发送给预警设备，预警设备接收到预警信息后，根据其从监测信息中提取的预警信息的比较，确定预警信息的准确性，当两者相同时，获取所需的预警策略进行预警提示。
其中，当判断检测信息中包括漏电预警信息时，第一预警设备向分别处于冗余网络中的预警设备发送包括根据预警信息确定的预警方式的标识以及漏电预警信息的数据包，通过冗余网络向数据中心进行转发；
当数据中心接收到来自冗余网络的多个转发数据包后，比较数据包中的标识以及漏电预警信息的一致性，如果一致，则数据中心根据漏电预警信息验证预警方式的准确性，如果确定准确时，则将其下发至预警设备集群进行预警处理。所述预警方式包括通过语音的方式指示危险区域，和/或声光进行区域指示，由此便于指导乘客远离危险点，提高乘客的安全意识。
数据中心，分布在地铁总服务中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单。数据中心接收到常规的检测信息后，对设备以及线路的状态进行评估，预估可能出现的问题，并下发维护指示；如果接收到预警信息以及应急策略，则首先确定应急策略的安全性，如果安全，则根据预警信息生成进一步的维护方案，并生成工单进行下发；如果接收到的仅包括预警信息，则通过对预警信息的分布，确定是否需要人工干预，如果需要，则生成人工工单下发至对应的维护人员；如果不需要人工干预，生成自动工单下发至站点，由站点通知检测设备和或其他相关设备执行对应的维护操作。由此根据不同的信息确定不同的维护方案，不仅保证了信息的有效性，而且，能够及时的应对可能出现的问题，降低了危害发生的可能性，提高了系统的工作效率。
其中，当现场检测设备检测到漏电信息时，计算当前漏电信息对临近站点造成的影响度L，其中，L与危险系数W、到站点的距离D、以及该时段站点的客流量R、站点权限Q有关，即，
Figure 538734DEST_PATH_IMAGE010
；当检测到的漏电信息发生在站点处时，D=0；
其中，根据漏电严重程度C、温度T、湿度H、粉尘密度F确定引发灾害的可能性—危险系数W；
Figure 586324DEST_PATH_IMAGE011
；a、b、c为常系数，本领域技术人员可以根据各个参数的影 响度进行分析确定；
当危险系数达到一定阈值时，根据影响度L选择应急站点，站点权限受客流量影响，客流量越大，站点的权限越大，同时，上述权限还可以是指站点应急处理的权限；由于不同的站点对于可以执行的应急操作不同，因此，对于不同的站点设置有不同的权限等级，由此在节约实际成本的基础上，保证了各项应急操作的顺利进行，具体权限的设置，可以根据实际的场景进行设置。
其中，所述系统包括现场应急自清理子系统，利用自清理子系统进行清洁处理；由于操作漏电的原因会设计温湿度以及粉尘等的影响，因此，在进行应急处理时，可以利用通风、粉尘清理、温湿度调节等系统进行温湿度调整，粉尘清理等操作，由此降低漏电的影响。
其中，根据危险系数确定是否需要启动应急监控站点，所述应急监控站点对应急站点的应急处理策略以及应急处理的执行情况进行实时监控，当某个应急站点执行应急操作时，会通知临近的站点，临近的站点可以根据上述通知确定是否需要对于应急操作进行监控，并在发生异常时，及时上报监控中心，或是启动应急辅助策略，通过多个站点的相互协作进行应急处理，提高了应急处理的效率，并保证了应急处理的有效性。
其中，应急监控站点也可以根据现场检测设备获取的危险系数确定是否启动应急处理的实时监控。
当启动应急策略后，应急监控站点将会建立与现场检测设备的通信链路，并获取 对应的数据。当现场检测设备接收到应急处理策略以及相关指令后，每隔一较小时间间隔 计算一次危险系数
Figure 896083DEST_PATH_IMAGE003
…
Figure 29124DEST_PATH_IMAGE004
，并上报至应急监控站点，当危险系数为持续下降时，在特定 时间后，应急监控站点，根据原危险系数
Figure 82531DEST_PATH_IMAGE005
，各间隔危险系数
Figure 922311DEST_PATH_IMAGE003
…
Figure 465288DEST_PATH_IMAGE004
，以及当前危险系 数
Figure 757729DEST_PATH_IMAGE006
计算危险降低指数
Figure 677143DEST_PATH_IMAGE007
，
即
Figure 371430DEST_PATH_IMAGE012
然后根据危险降低指数确定是否根据需要设置辅助应急策略，如果，则不启动辅助应急策略，否则启动辅助应急策略；
当危险系数增加时，则立即启动辅助应急策略，同时发送通知信息至数据中心以及应急站点。
应急监控站点根据实际的应急处理效果确定执行的操作，在保证应急处理有效进行的情况下，还能够实现辅助的应急处理，提高了应急处理效率。
其中，现场设备根据检测信息包括的内容确定传输方式，如果其中不包括预警信息，仅包括状态信息，则进行多跳传输；如果包括预警信息，则根据预警信息以及危害信息确定是否需要直接传输到站点还是继续使用多跳信息；当采用多跳传输时，
现场检测设备根据发射信号强度RSSI、到候选下一跳节点的距离d、噪声s、粉尘浓度F、湿度H选择传输下一跳节点；
即现场检测设备计算各节点的权重P，即
Figure 85308DEST_PATH_IMAGE013
，选择P较大 的作为下一跳节点进行传输；
其中候选下一跳节点是根据现场检测设备的覆盖半径r确定，即选择大于0.6r且小于r范围内的节点；传输过程中，从候选下一跳节点中选择下一跳节点提高了节点的选择效率，同时保证的传输的稳定性。
多跳传输时，各个中转节点需要将接收的数据与本节点数据融合后进行传输，由此提高了检测过程中的数据传输效率。
其中，本发明所涉及参数可以依据本领域的公知的含义进行设置，也可以通过自定义的方式进行量化设置。
本发明的有益效果是，本发明提供的系统，通过多个现场检测设备能够及时的获取检测信息，确定漏电状态，然后选择对应的站点进行应急处理；站点设备和预警设备同时对监测信息进行处理，将现有的预警系统与监测系统进行融合，提供冗余的管控网络，由此提高了漏电检测的效率以及预警的有效性，以及提示的及时性；分布在地铁总服务中心的数据中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单，由此提高了工单的生成效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种物联网电力检测与预警系统，其特征在于，所述系统包括：
多个现场检测设备，非均匀分布在地铁区域中，用于实现漏电检测，获取检测信息，其中，所述检测信息包括供电设备及线路的状态信息和/或漏电预警信息；
多个站点设备，分布在各个地铁站点，用于从现场检测设备获取检测信息，以确定是否需要进行应急处理；
预警设备集群，分布在各个地铁站点，根据现场检测设备的监测信息确定所需的预警策略进行预警提醒；
数据中心，分布在地铁总服务中心，在获取到检测信息后，记录供电设备及线路的状态信息，并根据预警信息生成工单；
其中，所述现场检测设备和站点设备为不同类型的物联网设备。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当现场检测设备检测到漏电信息时，计算当前漏电信息对临近站点造成的影响度L，其中，L与危险系数W、到站点的距离D、以及该时段站点的客流量R、站点权限Q有关，即，
Figure 544327DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，根据漏电严重程度C、温度T、湿度H、粉尘密度F确定指示引发灾害的可能性的危险系数W；
Figure 943079DEST_PATH_IMAGE002
；a、b、c为常系数；
当危险系数达到一定阈值时，根据影响度L选择应急站点。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统包括现场应急自清理子系统，利用自清理子系统进行清洁处理。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，根据危险系数确定是否需要启动应急监控站点，所述应急监控站点对应急站点的应急处理策略以及应急处理的执行情况进行实时监控，
当现场检测设备接收到应急处理策略以及相关指令后，每隔一较小时间间隔计算一次 危险系数
Figure 372923DEST_PATH_IMAGE003
…
Figure 489915DEST_PATH_IMAGE004
，并上报至应急监控站点，当危险系数为持续下降时，应急监控站点根据 原危险系数
Figure 640405DEST_PATH_IMAGE005
，各间隔危险系数
Figure 283876DEST_PATH_IMAGE006
…
Figure 494408DEST_PATH_IMAGE004
，以及当前危险系数
Figure 223330DEST_PATH_IMAGE007
计算危险降低指数
Figure 177510DEST_PATH_IMAGE008
，
即
Figure 550854DEST_PATH_IMAGE009
然后根据危险降低指数确定是否根据需要设置辅助应急策略；当危险系数增加时，则立即启动辅助应急策略，同时发送通知信息至数据中心以及应急站点。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，现场检测设备根据发射信号强度RSSI、到候选下一跳节点的距离d、噪声s、粉尘浓度F、湿度H选择传输下一跳节点；
即现场检测设备计算各节点的权重P，即
Figure 322501DEST_PATH_IMAGE010
，选择P较大的作为 下一跳节点进行传输；
其中候选下一跳节点是根据现场检测设备的覆盖半径r确定。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在每个站点具有一个预警设备集群；
所述预警设备集群中的预警设备，以冗余分簇的方式构建预警网络；当第一预警设备接收到检测信息后，
根据接收到的检测信息，判断其中是否包括漏电预警信息；
如果是，则根据漏电预警信息确定预警方式进行预警。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，当判断检测信息中包括漏电预警信息时，第一预警设备向分别处于冗余网络中的预警设备发送包括根据预警信息确定的预警方式的标识以及漏电预警信息的数据包，通过冗余网络向数据中心进行转发；
当数据中心接收到来自冗余网络的多个转发数据包后，比较数据包中的标识以及漏电预警信息的一致性，如果一致，则数据中心根据漏电预警信息验证预警方式的准确性，如果确定准确时，则将其下发至预警设备集群进行预警处理。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预警方式包括通过语音的方式指示危险区域。
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