CN113505282A - 一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法及系统，包括用于收集高压断路器运行状态数据的断路器数据采集模块、用于根据采集的数据进行断路器工作状态诊断识别的专家诊断模块和用于辅助专家诊断模块进行分析的数据库模块以及基于专家系统的高压断路器状态识别方法。本发明通过断路器数据采集模块收集高压断路器运行状态数据，将收集的高压断路器运行状态数据传输给数据库模块，现象数据单元存储采集的断路器状态数据，专家诊断模块根据诊断结果通过处理意见数据单元和原因数据单元得出相应的处理意见和故障原因分析，达到运用专家系统对高压断路器的工作状态进行准确识别的效果。
Description
技术领域
本发明涉及高压断路器技术领域，具体涉及一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法及系统。
背景技术
高压断路器的误操作会影响电网安全，从而影响人民对美好生活的体验感，因此有必要建立高压断路器工作状态识别模型，降低误操作事件的发生。高压断路器工作状态主要有检修、运行、冷备、热备四个状态，目前电网常常需要人判断高压断路器的工作状态，当高压断路器工作状态识别系统的识别部分采用人力进行识别判断时，因人力识别具有较大的随机性，根据识别人员经验程度的不同具有不同的准确性，无法满足电网对安全的需求。
如中国专利CN211629009U，公开日2020年10月2日，一种断路器工作状态的采集机构，设置于电动操作机构的驱动轴旁，在所述的驱动轴上设置一触发件，所述的触发件随着驱动轴的转动而转动，在所述的驱动轴旁设置至少两个采集微动开关，所述的触发件转动先后与各个采集微动开关接触，每个所述的采集微动开关分别采集断路器的不同工作状态或者至少两个采集微动开关配合采集不同的工作状态。其通过设置两个及以上的采集微动开关，在本地以及远程判断断路器处于合闸、分闸以及脱扣三种状态，通过采集到的状态信号对电动操作机构进行远程控制，同时利用状态信号判断电动操作机构的工作状态并进行反馈和保护。其只是针对断路器工作状态的采集模块进行优化，对于高压断路器工作状态的判断分析部分并没有相应的优化，若仍需人力进行识别判断，仍存在高压断路器工作状态判断失误的可能性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前的高压断路器工作状态识别系统对于收集到的高压断路器数据信息采用人力进行判断分析，易导致高压断路器误操作的技术问题。提出了一种运用专家系统增强高压断路器工作状态识别准确度的基于专家系统的高压断路器状态识别方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，包括如下步骤：
S1：断路器数据采集模块采集高压断路器的数据信息；
S2：专家诊断模块提取数据库中的高压断路器的数据信息；
S3：专家诊断模块根据诊断规则得出诊断结果；
S4：专家诊断模块根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因。断路器数据采集模块可通过拍摄，扫描等方式获取高压断路器的图像和电压电流等数据信息，断路器数据采集模块将采集的高压断路器信息传输给数据库模块。
作为优选，所述专家诊断模块获取高压断路器的数据信息的方式还包括通过交互单元获取高压断路器的数据信息，专家诊断模块通过交互单元进行诊断的过程为：专家诊断模块接收到交互单元输入的高压断路器的数据信息，专家诊断模块根据诊断规则得出诊断结果，专家诊断模块根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因，专家诊断模块通过交互单元向使用者反馈诊断结果、处理意见和故障原因。交互单元是用户进行具体操作的环境，为用户提供直接、方便的人机交互。用户可通过交互单元向系统输入原始数据，然后等待专家系统对数据进行诊断推理后，再将诊断结果和处理意见显示出来，即用户可通过向专家诊断模块输入高压断路器的数据信息或变化趋势，得专家系统的反馈，有助于及时了解高压断路器是否存在安全隐患。
作为优选，所述步骤S4包括如下步骤：
S41：专家诊断模块将诊断结果与处理意见数据单元中的处理意见相匹配；
S42：将匹配到的处理意见中优先度最高的两个处理意见反馈给使用者；
S43：若诊断结果判断断路器出现故障，则专家诊断模块将从数据库中分析出的故障原因反馈给使用者。处理意见数据单元设有优先度等级，不同的诊断结果对应多个处理意见，在匹配到的处理意见中，处理意见数据单元与采集的高压断路器的数据信息进行对比识别，根据处理意见对应的高压断路器状态设置处理意见的优先度，继而将匹配到的处理意见中优先度最高的两个处理意见反馈给使用者。
作为优选，所述步骤S43包括如下步骤：
A1：专家诊断模块根据诊断结果判断断路器是否出现故障，若是，则进行步骤A2，若不是，则进行步骤A5；
A2：原因数据单元读取现象数据单元中断路器对应的信息数据；
A3：专家诊断模块将诊断结果与原因数据单元中的故障原因相匹配；
A4：将匹配到的故障原因中优先度最高的故障原因反馈给使用者；
A5：向使用者反馈断路器未发现故障。现象数据单元中可查询断路器对应的信息数据，断路器对应的信息数据包括断路器型号、同类型常出现的故障问题、是否有历史故障原因记录等数据，专家诊断模块根据诊断结果匹配多个故障原因时，原因数据单元根据现象数据单元中断路器对应的信息数据为故障原因分配优先度，如某一故障原因经常是该类型断路器常出现故障的原因，则该故障原因具有较高的优先度，专家诊断模块将匹配到的故障原因中优先度最高的故障原因反馈给使用者。
一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，利用上述方法，其特征在于，包括用于收集高压断路器运行状态数据的断路器数据采集模块、用于根据采集的数据进行断路器工作状态诊断识别的专家诊断模块和用于辅助专家诊断模块进行分析的数据库模块，所述断路器数据采集模块和所述专家诊断模块均与所述数据库模块连接。一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，通过断路器数据采集模块收集高压断路器运行状态数据，将收集的高压断路器运行状态数据传输给数据库模块，数据库模块包括现象数据单元、规则数据单元、原因数据单元和处理意见数据单元四部分，现象数据单元存储采集的断路器状态数据以及断路器型号、使用过程记录等数据，规则数据单元用于存储专家诊断模块所需的诊断规则，专家诊断模块根据诊断结果通过处理意见数据单元和原因数据单元得出相应的处理意见和故障原因分析，达到运用专家系统对高压断路器的工作状态进行准确识别的效果。
作为优选，所述数据库模块包括现象数据单元、规则数据单元、原因数据单元和处理意见数据单元，所述现象数据单元与所述断路器数据采集模块连接，所述规则数据单元、所述原因数据单元和所述处理意见数据单元均与所述专家诊断模块连接。数据库模块包括现象数据单元、规则数据单元、原因数据单元和处理意见数据单元四部分，现象数据单元存储采集的断路器状态数据以及断路器相关信息，断路器相关信息包括断路器型号、使用年限、检修状况和相关备用设备等数据，规则数据单元用于存储专家诊断模块所需的诊断规则，原因数据单元和处理意见数据单元用于辅助专家诊断模块得出处理意见和故障原因。
作为优选，所述断路器数据采集模块包括数据采集单元和断路器实时监控单元，所述断路器实时监控单元与所述数据采集单元连接,所述数据采集单元与所述现象数据单元连接。数据采集单元将采集数据传输给现象数据单元，断路器实时监控单元对数据采集单元采集的数据进行实时监测，当检测到采集的数据如断路器电流波形出现较大幅度变化或没有相关指令断路器仍进行动作时，断路器实时监控单元可通过无线传输方式向专家诊断模块反馈，专家诊断模块开始进行快速反应处理。
作为优选，所述专家诊断模块包括分析推理单元和诊断咨询单元，所述分析推理单元分别与所述现象数据单元、所述规则数据单元和所述诊断咨询单元连接，所述诊断咨询单元分别与所述原因数据单元和所述处理意见数据单元连接。分析推理单元用于通过规则数据单元中的诊断规则得出诊断结果，诊断咨询单元根据诊断结果分析处理意见和故障原因。
作为优选，所述专家诊断模块还包括交互单元，所述交互单元分别与所述分析推理单元和所述诊断咨询单元连接。用户可通过向专家诊断模块输入高压断路器的数据信息或变化趋势，得专家系统的反馈，有助于及时了解高压断路器是否存在安全隐患。
本发明的实质性效果是：本发明通过断路器数据采集模块收集高压断路器运行状态数据，将收集的高压断路器运行状态数据传输给数据库模块，数据库模块包括现象数据单元、规则数据单元、原因数据单元和处理意见数据单元四部分，现象数据单元存储采集的断路器状态数据以及断路器型号、使用过程记录等数据，规则数据单元用于存储专家诊断模块所需的诊断规则，专家诊断模块根据诊断结果通过处理意见数据单元和原因数据单元得出相应的处理意见和故障原因分析，达到运用专家系统对高压断路器的工作状态进行准确识别的效果。
附图说明
图1为本实施例主要实施步骤的流程图；
图2为本实施例步骤S43的流程图；
图3为本实施例的组成示意图。
其中：1、断路器数据采集模块，2、专家诊断模块，3、数据库模块，4、现象数据单元，5、规则数据单元，6、原因数据单元，7、处理意见数据单元，8、数据采集单元，9、断路器实时监控单元，10、分析推理单元，11、诊断咨询单元，12、交互单元。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：断路器数据采集模块1采集高压断路器的数据信息；
S2：专家诊断模块2提取数据库中的高压断路器的数据信息；专家诊断模块2获取高压断路器的数据信息的方式还包括通过交互单元12获取高压断路器的数据信息，专家诊断模块2通过交互单元12进行诊断的过程为：专家诊断模块2接收到交互单元12输入的高压断路器的数据信息，专家诊断模块2根据诊断规则得出诊断结果，专家诊断模块2根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因，专家诊断模块2通过交互单元12向使用者反馈诊断结果、处理意见和故障原因。交互单元12是用户进行具体操作的环境，为用户提供直接、方便的人机交互。用户可通过交互单元12向系统输入原始数据，然后等待专家系统对数据进行诊断推理后，再将诊断结果和处理意见显示出来，即用户可通过向专家诊断模块2输入高压断路器的数据信息或变化趋势，得专家系统的反馈，有助于及时了解高压断路器是否存在安全隐患。
S3：专家诊断模块2根据诊断规则得出诊断结果；
S4：专家诊断模块2根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因。断路器数据采集模块1可通过拍摄，扫描等方式获取高压断路器的图像和电压电流等数据信息，断路器数据采集模块1将采集的高压断路器信息传输给数据库模块3。步骤S4包括如下步骤：
S41：专家诊断模块2将诊断结果与处理意见数据单元7中的处理意见相匹配；
S42：将匹配到的处理意见中优先度最高的两个处理意见反馈给使用者；
S43：若诊断结果判断断路器出现故障，则专家诊断模块2将从数据库中分析出的故障原因反馈给使用者。处理意见数据单元7设有优先度等级，不同的诊断结果对应多个处理意见，在匹配到的处理意见中，处理意见数据单元7与采集的高压断路器的数据信息进行对比识别，根据处理意见对应的高压断路器状态设置处理意见的优先度，继而将匹配到的处理意见中优先度最高的两个处理意见反馈给使用者。步骤S43如图2所示，包括如下步骤：
A1：专家诊断模块2根据诊断结果判断断路器是否出现故障，若是，则进行步骤A2，若不是，则进行步骤A5；
A2：原因数据单元6读取现象数据单元4中断路器对应的信息数据；
A3：专家诊断模块2将诊断结果与原因数据单元6中的故障原因相匹配；
A4：将匹配到的故障原因中优先度最高的故障原因反馈给使用者；
A5：专家诊断模块2向使用者反馈断路器未发现故障。现象数据单元4中可查询断路器对应的信息数据，断路器对应的信息数据包括断路器型号、同类型常出现的故障问题、是否有历史故障原因记录等数据，专家诊断模块2根据诊断结果匹配多个故障原因时，原因数据单元6根据现象数据单元4中断路器对应的信息数据为故障原因分配优先度，如某一故障原因经常是该类型断路器常出现故障的原因，则该故障原因具有较高的优先度，专家诊断模块2将匹配到的故障原因中优先度最高的故障原因反馈给使用者。
一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，如图3所示，利用上述方法，其特征在于，包括用于收集高压断路器运行状态数据的断路器数据采集模块1、用于根据采集的数据进行断路器工作状态诊断识别的专家诊断模块2和用于辅助专家诊断模块2进行分析的数据库模块3，断路器数据采集模块1包括数据采集单元8和断路器实时监控单元9，断路器实时监控单元9与数据采集单元8连接,数据采集单元8与现象数据单元4连接。数据采集单元8将采集数据传输给现象数据单元4，断路器实时监控单元9对数据采集单元8采集的数据进行实时监测，当检测到采集的数据如断路器电流波形出现较大幅度变化或没有相关指令断路器仍进行动作时，断路器实时监控单元9可通过无线传输方式向专家诊断模块2反馈，专家诊断模块2开始进行快速反应处理。
断路器数据采集模块1和专家诊断模块2均与数据库模块3连接。数据库模块3包括现象数据单元4、规则数据单元5、原因数据单元6和处理意见数据单元7，现象数据单元4与断路器数据采集模块1连接，规则数据单元5、原因数据单元6和处理意见数据单元7均与专家诊断模块2连接。数据库模块3包括现象数据单元4、规则数据单元5、原因数据单元6和处理意见数据单元7四部分，现象数据单元4存储采集的断路器状态数据以及断路器相关信息，断路器相关信息包括断路器型号、使用年限、检修状况和相关备用设备等数据，规则数据单元5用于存储专家诊断模块2所需的诊断规则，原因数据单元6和处理意见数据单元7用于辅助专家诊断模块2得出处理意见和故障原因。
专家诊断模块2包括分析推理单元10和诊断咨询单元11，分析推理单元10分别与现象数据单元4、规则数据单元5和诊断咨询单元11连接，诊断咨询单元11分别与原因数据单元6和处理意见数据单元7连接。分析推理单元10用于通过规则数据单元5中的诊断规则得出诊断结果，诊断咨询单元11根据诊断结果分析处理意见和故障原因。专家诊断模块2还包括交互单元12，交互单元12分别与分析推理单元10和诊断咨询单元11连接。用户可通过向专家诊断模块2输入高压断路器的数据信息或变化趋势，得专家系统的反馈，有助于及时了解高压断路器是否存在安全隐患。
本实施例通过断路器数据采集模块1收集高压断路器运行状态数据，将收集的高压断路器运行状态数据传输给数据库模块3，数据库模块3包括现象数据单元4、规则数据单元5、原因数据单元6和处理意见数据单元7四部分，现象数据单元4存储采集的断路器状态数据以及断路器型号、使用过程记录等数据，规则数据单元5用于存储专家诊断模块2所需的诊断规则，专家诊断模块2根据诊断结果通过处理意见数据单元7和原因数据单元6得出相应的处理意见和故障原因分析，达到运用专家系统对高压断路器的工作状态进行准确识别的效果。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：断路器数据采集模块（1）采集高压断路器的数据信息；
S2：专家诊断模块（2）提取数据库中的高压断路器的数据信息；
S3：专家诊断模块（2）根据诊断规则得出诊断结果；
S4：专家诊断模块（2）根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因。
2.根据权利要求1所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，其特征在于，所述专家诊断模块（2）获取高压断路器的数据信息的方式还包括通过交互单元（12）获取高压断路器的数据信息，专家诊断模块（2）通过交互单元（12）进行诊断的过程为：专家诊断模块（2）接收到交互单元（12）输入的高压断路器的数据信息，专家诊断模块（2）根据诊断规则得出诊断结果，专家诊断模块（2）根据诊断结果对比数据库中的数据分析处理意见和故障原因，专家诊断模块（2）通过交互单元（12）向使用者反馈诊断结果、处理意见和故障原因。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：
S41：专家诊断模块（2）将诊断结果与处理意见数据单元（7）中的处理意见相匹配；
S42：将匹配到的处理意见中优先度最高的两个处理意见反馈给使用者；
S43：若诊断结果判断断路器出现故障，则专家诊断模块（2）将从数据库中分析出的故障原因反馈给使用者。
4.根据权利要求3所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别方法，其特征在于，所述步骤S43包括如下步骤：
A1：专家诊断模块（2）根据诊断结果判断断路器是否出现故障，若是，则进行步骤A2，若不是，则进行步骤A5；
A2：原因数据单元（6）读取现象数据单元（4）中断路器对应的信息数据；
A3：专家诊断模块（2）将诊断结果与原因数据单元（6）中的故障原因相匹配；
A4：将匹配到的故障原因中优先度最高的故障原因反馈给使用者；
A5：向使用者反馈断路器未发现故障。
5.一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，利用如权利要求1-4所述的任意一项方法，其特征在于，包括用于收集高压断路器运行状态数据的断路器数据采集模块（1）、用于根据采集的数据进行断路器工作状态诊断识别的专家诊断模块（2）和用于辅助专家诊断模块（2）进行分析的数据库模块（3），所述断路器数据采集模块（1）和所述专家诊断模块（2）均与所述数据库模块（3）连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，其特征在于，所述数据库模块（3）包括现象数据单元（4）、规则数据单元（5）、原因数据单元（6）和处理意见数据单元（7），所述现象数据单元（4）与所述断路器数据采集模块（1）连接，所述规则数据单元（5）、所述原因数据单元（6）和所述处理意见数据单元（7）均与所述专家诊断模块（2）连接。
7.根据权利要求5或6所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，其特征在于，所述断路器数据采集模块（1）包括数据采集单元（8）和断路器实时监控单元（9），所述断路器实时监控单元（9）与所述数据采集单元（8）连接，所述数据采集单元（8）与所述现象数据单元（4）连接。
8.根据权利要求5或6所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，其特征在于，所述专家诊断模块（2）包括分析推理单元（10）和诊断咨询单元（11），所述分析推理单元（10）分别与所述现象数据单元（4）、所述规则数据单元（5）和所述诊断咨询单元（11）连接，所述诊断咨询单元（11）分别与所述原因数据单元（6）和所述处理意见数据单元（7）连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于专家系统的高压断路器状态识别系统，其特征在于，所述专家诊断模块（2）还包括交互单元（12），所述交互单元（12）分别与所述分析推理单元（10）和所述诊断咨询单元（11）连接。
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