CN113702764A - 一种架空线缆断线监测与判别方法 - Google Patents
一种架空线缆断线监测与判别方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请属于铁路电网供电技术领域,具体而言,涉及一种架空线缆断线监测与判别方法,通过安装在架空线缆上的集成模块采集、分析、传输数据,其中通过安装在架空线缆上的加速度传感器采集架空线缆受外力产生运动的加速度数据,通过加速度传感器的微控制单元MCU对加速度数据进行初步处理得到被监测架空线缆发生断线事件的初步结果,并将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器,由终端服务器根据被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定被监测架空线缆是否真正发生断线事件,并进行警示,从而提升抢修效率,降低损失。
Description
技术领域
本申请涉及铁路电网供电技术领域,具体而言,涉及一种架空线缆断线监测与判别方法。
背景技术
架空电缆在国民经济中极其常用,在不同的领域发挥着不同的作用。尤其在电力和铁路行业,架空线缆是各种系统的重要组成部分,线缆因故断线会造成各种损失,在长距离的架空线缆系统中,确定断线位置是一件比较困难的事情。单在现有技术中,并没有专门对线缆断线事件进行实时监测的装置。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种架空线缆断线监测与判别方法,能够实时监测供电网中的架空线缆是否发生断线事件,并进行定位。
本申请实施例提供的一种架空线缆断线监测与判别方法,包括以下步骤:
加速度传感器在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
所述MCU在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
终端服务器根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前和加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
在一些实施例中,所述MCU在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,包括以下步骤:
所述MCU将被监测架空线缆的当前加速度数据输入到加速度数据模型中,通过所述加速度数据模型对被监测架空线缆的当前加速度数据进行一次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的一次处理结果;其中,所述加速度数据包括加速度值,所述加速度值包括X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值;
其中,所述加速度数据模型包括第一函数和预设的第一阈值,所述第一函数用于建立时间与加速度值之间的内在联系,若在以一时间段内被监测架空线缆的加速度值的变化情况符合预设加速度模型且达到第一阈值,则得到的一次处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件;
所述MCU根据所述被监测架空线缆发生断线事件的一次处理结果,对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果。
在一些实施例中,所述MCU对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,以获取加速度传感器的位移变化,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,包括以下步骤:
对被监测架空线缆的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值进行低通滤波、均值回归、去趋势项处理,得到优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值;
将优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值输入到第二函数,通过所述第二函数分别得到一时间段内加速度传感器在三轴方向的位移;
若加速度传感器在任一轴方向的位移超过预设的第二阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
在一些实施例中,所述MCU对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,以获取加速度传感器的姿态变化,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,包括以下步骤:
基于重力加速度g在三轴上的投影值计算加速度传感器相对于各轴的当前倾角值;
提取加速度传感器安装在被监测架空线缆上的初始倾角值;
若所述当前倾角值相对所述初始倾角值超过预设的第三阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
在一些实施例中,还包括以下步骤:
若得到的初步处理结果为被监测架空线缆未断线事件,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果不发送至终端服务器。
在一些实施例中,通过以下方式将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器,包括以下步骤:
加速度传感器的微控制单元MCU先将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至中继模块,其中,一个中继模块用于接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果;
所述中继模块再将接收的所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器。
在一些实施例中,终端服务器通过以下方式对所述当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件:
将所述被监测架空线缆的历史加速度数据与当前加速度数据进行对比,以及将所述被监测架空线缆的历史加速度数据与一定区域内的其他被监测架空线缆的历史加速度数据进行对比,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件。
在一些实施例中,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆之后,还包括以下步骤:
基于加速度传感器的唯一标识确定所述断线架空线缆的位置,并发送警示信息。
在一些实施例中,还提供一种监测架空线缆断线的系统,包括:加速度传感器模块和终端服务器,所述加速度传感器模块包括加速度传感器和MCU,其中,
加速度传感器,用于在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
MCU,用于在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
终端服务器,用于根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
在一些实施例中,还包括中继模块,其中,一个中继模块用于接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果。
本申请所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,通过安装在架空线缆上的加速度传感器采集架空线缆受外力产生运动的加速度数据,通过加速度传感器的微控制单元MCU对加速度数据进行初步处理得到被监测架空线缆发生断线事件的初步结果,并将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器,由终端服务器根据被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定被监测架空线缆是否真正发生断线事件,若在被监测架空线缆真正发生断线事件时,终端服务器及时定位被监测架空线缆的位置,并进行警示,从而提升抢修效率,降低损失。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例提供的架空线缆断线监测与判别方法的流程图;
图2示出了本申请实施例提供的发生某种断线事件时加速度数据模型函数S(t)的示意图;
图3示出了本申请实施例提供的基于加速度传感器的位移变化得到被监测架空线缆断线事件初步处理结果的流程图;
图4示出了本申请实施例提供的基于加速度传感器的姿态变化得到被监测架空线缆断线事件初步处理结果的流程图;
图5示出了本申请实施例所述提供的监测架空线缆断线系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,应当理解,本申请中附图仅起到说明和描述的目的,并不用于限定本申请的保护范围。另外,应当理解,示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解,流程图的操作可以不按顺序实现,没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外,本领域技术人员在本申请内容的指引下,可以向流程图添加一个或多个其他操作,也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请实施例中将会用到术语“包括”,用于指出其后所声明的特征的存在,但并不排除增加其它的特征。
在国民经济中,线缆多种多样,发挥着各种重要作用,其中,架空线缆设置也越来越多。但是现有技术中,并没有一个实时监测架空线缆断线事件的良好方法,只能依靠技术人员的经验亦或者对每一段线路进行检测,才能发现是电力网中的哪一段线路发生了断线事件,抢修效率极低。
为解决上述问题,如说明书附图1所示,本申请提出一种架空线缆断线监测与判别方法,包括以下步骤:
S1、加速度传感器在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
S2、所述MCU在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
S3、终端服务器根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前和加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
在所述步骤S1中,供电网中的每段架空线缆上都设置加速度传感器,加速度传感器固定安装在架空线缆上,加速度传感器随架空线缆一起运动,从而可采集到架空线缆受外力产生运动时的加速度信息。其中,安装在架空线缆上的加速度传感器在静止或者小幅度运动的情况下,正常处于休眠状态,只有加速度传感器在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,才唤醒加速度传感器的微控制单元MCU,继而连续采集被监测架空线缆的加速度信息,这种工作模式一方面能够滤除一些不具有参考价值的加速度信息,另一方面能够降低功耗。
在一实施例中,采用三轴加速度传感器安装在带有拉力装置和制动装置的架空线缆上,三轴加速度传感器采集的三维加速度信息,即X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值,可以反映出其所处位置的速度、位移、姿态等信息。若架空线缆连接于拉力装置上,架空线缆断线时会被拉力装置拉动,而在三轴加速度的某个轴上产生特定类型的加速度。如果三轴加速度传感器水平固定,三轴加速度传感器的X轴方向平行于架空线缆方向,则拉力作用产生的加速度函数S(t)如说明书附图2所示,架空线缆发生断线时,沿架空线缆方向的拉力使得三轴加速度传感器仅在X轴方向加速运动,运动到一定位置,架空线缆被制动装置制动而停止运动,会出现短时的反向加速度。则可以把三轴加速度传感器在X轴方向发生跳变的加速度值设置为唤醒条件。若三轴加速度传感器采集到的X轴方向的加速度值超过设置的加速度值,即唤醒速度传感器的微控制单元MCU。
在所述步骤S2中,MCU在被唤醒后持续采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,具体的,所述初步处理包括一次处理和二次处理。其中,MCU将被监测架空线缆的当前加速度数据输入到加速度数据模型中,通过所述加速度数据模型对被监测架空线缆的当前加速度数据进行一次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的一次处理结果;所述加速度数据模型包括第一函数和预设的第一阈值,所述第一函数用于建立时间与加速度值之间的内在联系,若在以一时间段内被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件的次数超过第一阈值,则得到的一次处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
在一实施例中,三轴加速度传感器在X轴方向发生跳变的加速度值接近接近g或接近-g,三轴加速度传感器的微控制单元MCU被唤醒,然后持续采集被监测架空线缆的当前加速度数据,若在100ms内X轴方向持续出现接近g或接近-g的加速度值超过100次,则得到的一次处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
当得到的一次处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件,则MCU对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,以获取加速度传感器的位移变化或者姿态变化,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果。具体的,如说明书附图3所示,基于加速度传感器的位移变化得到被监测架空线缆断线事件初步处理结果,包括以下步骤:
S201、对被监测架空线缆的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值进行低通滤波、均值回归、去趋势项处理,得到优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值;
S202、将优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值输入到第二函数,通过所述第二函数分别得到一时间段内加速度传感器在三轴方向的位移;
S203、若加速度传感器在任一轴方向的位移超过预设的第二阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
在所述步骤S201中,其中可以采用EMD算法对当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值ax,、ay、az进行低通滤波,得到优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值axi、ayi、azi;在所述步骤S202中,对优化后的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值axi、ayi、azi进行从时刻0到t的二次积分,计算如下:
分别得到加速度传感器在三轴方向的位移dxi(t)、dyi(t)、dzi(t),其中,对加速度传感器在三轴方向的位移dxi(t)、dyi(t)、dzi(t)同一设置或者分别设置第二阈值,在所述步骤S203中,将计算出的加速度传感器在三轴方向的位移dxi(t)、dyi(t)、dzi(t)分别与第二阈值相比,如第二阈值为10cm,若加速度传感器在任一轴方向的位移超过10cm,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
进一步的,在对优化后的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值axi、ayi、azi进行从时刻0到t的二次积分,以得到加速度传感器在三轴方向的位移dxi(t)、dyi(t)、dzi(t)的过程中,是先要经过一次积分得到加速度传感器在三轴方向的速度vxi(t)、vyi(t)、vzi(t),得到速度后才进行二次积分得到位移。而在进行二次积分前,同样需要对得到的三轴方向的速度进行低通滤波,从而让得到的三轴方向的位移更加精准。
如说明书附图4所示,基于加速度传感器的姿态变化得到被监测架空线缆断线事件初步处理结果,包括以下步骤:
S204、基于重力加速度g在三轴上的投影值计算加速度传感器相对于各轴的当前倾角值;
S205、提取加速度传感器安装在被监测架空线缆上的初始倾角值;
S206、若所述当前倾角值相对所述初始倾角值超过预设的第三阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
在所述步骤S204中,令加速度传感器与水平面的夹角为α,与水平面的夹角为β,与水平面的夹角为γ,而加速度传感器才采集的X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值ax,、ay、az的矢量和等于g,表示如下:
α=arcsin(ax/g);
β=arccos(ay/g);
γ=arctan(az/g);
从而可以计算出加速度传感器相对于各轴的当前倾角值α、β、γ,并且如所述步骤S205所述,在起初在将加速度传感器安装于被监测架空线缆时,记录有其初始倾斜角,在获取加速度传感器的的当前倾角值后,提取当前倾角值,然后执行所述步骤S206,将加速度传感器的当前倾角值与当前倾角值相对比,若当前倾角值相对初始倾角值超过预设的第三阈值,如15°,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
则MCU在基于加速度传感器的位移变化或者姿态变化,得到被监测架空线缆断线事件初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件后,将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器。具体的,加速度传感器的微控制单元MCU先将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至中继模块,通过中继模块再将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器。
其中,中继模块安装于适合覆盖多个加速度传感器的地点,用于在加速度传感器和终端服务器之间转发数据。即一个中继模块能够接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果。
在所述步骤S3中,终端服务器在收到中继模块发送过来的被监测架空线缆的当前加速度数据后,提取中继模块在一定时间范围内该被监测架空线缆的历史加速度数据,如距离当前时间一年内中继模块向终端服务器发送,且由终端服务器存储的该被监测架空线缆的加速度数据。终端服务器通过将当前加速度数据与历史加速度数据进行对比,通过两者之间的相似度进一步确定被监测架空线缆是否真正发生断线事件;亦或者,终端服务器在收到中继模块发送过来的被监测架空线缆的当前加速度数据后,提取中继模块在一定时间和一定区域内其他被监测架空线缆的历史加速度数据,所述一定区域可以是供电网中与该被监测架空线缆所处环境相似的其它架空线缆,也可以是同一区域内由同一中继模块管理的其它架空线缆,终端服务器通过将当前加速度数据与历史加速度数据进行对比,通过两者之间的相似度进一步确定被监测架空线缆是否真正发生断线事件。
其中,终端服务器将中继模块每次发送过来的加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果进行存储,形成历史数据。
当终端服务器最终确定被监测架空线缆发生了断线事件,立马发送警示信息,并且能够通过加速度传感器的标识能够快速确定发送断线事件的架空线缆位置。
本申请提供的架空线缆断线监测与判别方法,主要通过固定于被测线缆上的在线模块采集、处理、判别、传输数据。在线模块集成了采集加速度数据的传感器、处理和传输数据的微处理器(MCU)以及太阳能供电电路,称为加速度传感器模块。其中,通过在供电网中的架空线缆上安装加速度传感器,以监测架空线缆受外力产生运动的加速度信息,通过加速度传感器的微控制单元MCU对加速度数据进行初步处理:基于加速度值的突变情况做一次处理,基于获取加速度传感器的位移变化或者姿态变化做二次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果;然后加速度传感器的微控制单元MCU将当前加速度数据和被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器,由终端服务器根据被监测架空线缆的历史数据,或者其它被监测架空线缆的历史数据进行对比,最终确定被监测架空线缆是否真正发生断线事件,对于发生断线事件的架空线缆进行示警并及时定位。从而能够提升抢修效率,降低损失。
如说明书附图5所示,本申请实施例还提供一种监测架空线缆断线的系统,包括:加速度传感器模块501和终端服务器503,所述加速度传感器模块包括加速度传感器和MCU,其中,
加速度传感器,用于在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
MCU,用于在被唤醒后采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
终端服务器503,用于根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
进一步的,本申请实施例提供的监测架空线缆断线的系统,还包括中继模块502,其中,一个中继模块用于接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果。在一实施例中,中继模块502安装于适合覆盖多个加速度传感器的地点,多个加速度传感器组网,即单个加速度传感器可以监测自身所在的架空线缆是否断线,多个加速度传感器组网,对每个加速度传感器进行位置标定,即可监测供电网中所有架空线缆何时何处出现断线事件。
以上仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,包括以下步骤:
加速度传感器在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
所述MCU在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
终端服务器根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前和加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
2.根据权利要求1所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,所述MCU在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,包括以下步骤:
所述MCU将被监测架空线缆的当前加速度数据输入到加速度数据模型中,通过所述加速度数据模型对被监测架空线缆的当前加速度数据进行一次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的一次处理结果;其中,所述加速度数据包括加速度值,所述加速度值包括X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值;
其中,所述加速度数据模型包括第一函数和预设的第一阈值,所述第一函数用于建立时间与加速度值之间的内在联系,若在以一时间段内被监测架空线缆的加速度值的变化情况符合预设加速度模型且达到第一阈值,则得到的一次处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件;
所述MCU根据所述被监测架空线缆发生断线事件的一次处理结果,对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果。
3.根据权利要求2所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,所述MCU对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,以获取加速度传感器的位移变化,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,包括以下步骤:
对被监测架空线缆的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值进行低通滤波、均值回归、去趋势项处理,得到优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值;
将优化的当前X轴加速度值、Y轴加速度值和Z轴加速度值输入到第二函数,通过所述第二函数分别得到一时间段内加速度传感器在三轴方向的位移;
若加速度传感器在任一轴方向的位移超过预设的第二阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
4.根据权利要求3所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,所述MCU对被监测架空线缆的当前加速度数据进行二次处理,以获取加速度传感器的姿态变化,得到被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,包括以下步骤:
基于重力加速度g在三轴上的投影值计算加速度传感器相对于各轴的当前倾角值;
提取加速度传感器安装在被监测架空线缆上的初始倾角值;
若所述当前倾角值相对所述初始倾角值超过预设的第三阈值,则得到的初步处理结果为被监测架空线缆发生了断线事件。
5.根据权利要求4所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,还包括以下步骤:
若得到的初步处理结果为被监测架空线缆未断线事件,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果不发送至终端服务器。
6.根据权利要求5所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,通过以下方式将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器,包括以下步骤:
加速度传感器的微控制单元MCU先将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至中继模块,其中,一个中继模块用于接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果;
所述中继模块再将接收的所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器。
7.根据权利要求6所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,终端服务器通过以下方式对所述当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件:
将所述被监测架空线缆的历史加速度数据与当前加速度数据进行对比,以及将所述被监测架空线缆的历史加速度数据与一定区域内的其他被监测架空线缆的历史加速度数据进行对比,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件。
8.根据权利要求7所述的一种架空线缆断线监测与判别方法,其特征在于,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆之后,还包括以下步骤:
基于加速度传感器的唯一标识确定所述断线架空线缆的位置,并发送警示信息。
9.一种架空线缆断线监测与判别系统,其特征在于,包括:加速度传感器模块和终端服务器,所述加速度传感器模块包括加速度传感器和MCU,其中,
加速度传感器,用于在确定被监测架空线缆的加速度值的变化情况满足唤醒条件时,唤醒加速度传感器的微控制单元MCU;其中,所述加速度传感器安装于所述被监测架空线缆上;
MCU,用于在被唤醒后在线采集所述被监测架空线缆的当前加速度数据,对所述当前加速度数据进行初步处理,并在基于初步处理得到所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果时,将所述当前加速度数据和所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果发送至终端服务器;
终端服务器,用于根据所述被监测架空线缆发生断线事件的初步处理结果,对所述当前加速度数据进行时间和空间上的最终处理,确定所述被监测架空线缆是否真正发生断线事件;并在被监测架空线缆真正发生断线事件时,将所述被监测架空线缆标记为断线架空线缆。
10.一种架空线缆断线监测与判别系统,其特征在于,还包括中继模块,其中,一个中继模块用于接收一定区域内所有加速度传感器的微控制单元MCU发送的所述被监测架空线缆当前加速度数据和发生断线事件的初步处理结果。
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