CN115115352B - 基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统 - Google Patents

基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及设备数字管理技术领域，公开了基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，包括电力数据采样模块、核心工作温度检测模块、区域温差检测模块、信息处理整合模块、健康状态识别模块、设备服务中心，对目标设备的实时电力数据、核心工作温度和区域平均温度进行获取，然后通过预设整合规则将实时电力数据、核心工作温度和实时温差值整合为图片形式的综合特征图片，供经过训练的健康状态识别模块进行识别判断，既能够方便工作人员以比较直观的方式对目标设备进行可视化监控管理，又能够保证对目标设备进行快速且准确的工作状态监控判断，及时对有问题的目标设备进行诊断维护处理，防患于未然。

Description

基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统
技术领域
本发明涉及设备数字管理技术领域，具体涉及基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是“TheInternetofthings”，是指物物相连的互联网。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，物联网使得基于用户终端的互联网延伸和扩展到了用户终端与物品、物品与物品之间的信息交换和通信。
现有关于公共设备的物联网控制基本上都是基于数字化城市这概念进行设计，这样做的好处是能够很方便的对公共设备进行统一的监控管理，有利于提升运行维护的便捷度，降低使用成本，提升响应速度。
但是，目前公共设备的管理维护虽然已经实现的数字化管理，但是由于不同设备存在不同的要求，且参数种类复杂多样，通过人工进行数值监视时需要耗费大量的人力物力，且难以保证监视的精准度，需要较多的人手进行监管值班，且成数字表格形式进行显示的各项设备参数监管起来并不直观，函待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，解决以下技术问题：
如何提供一种能够直观反映设备运行情况并对设备进行准确高效的运行状态判断的设备运行控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，包括：
电力数据采样模块，用于获取目标设备的实时电力数据；
核心工作温度检测模块，用于实时获取所述目标设备的核心工作温度；
区域温差检测模块，用于实时获取所述目标设备的预设范围位置的区域平均温度，得到所述核心工作温度与所述区域平均温度的实时温差值；
信息处理整合模块，用于根据所述实时电力数据、所述核心工作温度和所述实时温差值按照预设整合规则生成综合特征图片；
健康状态识别模块，用于根据所述综合特征图片输出对所述目标设备的工作状况；
设备服务中心，用于储存所述目标设备的基本信息；
其中，所述健康状态识别模块为经过训练的神经网络模型，所述工作状况包括正常和异常。
通过上述技术方案，对目标设备的实时电力数据、核心工作温度和区域平均温度进行获取，从而能够得到实时温差值，实时温差值越大，说明其因工作导致的温升越高，因此越容易出现故障；然后通过预设整合规则将实时电力数据、核心工作温度和实时温差值整合为图片形式的综合特征图片，供经过训练的健康状态识别模块进行识别判断，因为工作人员也可以直接查看综合特征图片，根据经验进行判断，所以本发明既能够方便工作人员以比较直观的方式对目标设备进行可视化监控管理，又能够保证对目标设备进行快速且准确的工作状态监控判断，及时对有问题的目标设备进行诊断维护处理，防患于未然。
作为本发明进一步的方案：所述实时电力数据包括实时用电功率、电压畸变指数和所述实时温差值；所述电压畸变指数表示每秒出现的电压畸变的数量；
所述预设整合规则包括：
生成预设尺寸的空白图和坐标轴；
根据所述实时用电功率、所述电压畸变指数和所述实时温差值分别生成实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线；
根据所述实时电力数据所对应的拟合曲线按照预设顺序从上至下依次设置在所述空白图上，得到对应的所述综合特征图片。
通过上述技术方案，可在空白图中统一的对实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线进行展示，拟合曲线的走向不断变化，出现异常时会与正常状态下的拟合曲线存在较大的差异，因此可通过训练后的实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线对综合特征图片进行判断，快速给出结果，综合特征图片本身也可由工作人员进行直接观察分析判断，非常直观，有利于工作人员在第一时间给出相应的解决方案。
作为本发明进一步的方案：所述预设整合规则包括：
所述实时功率拟合曲线、所述电压畸变拟合曲线和所述实时温差拟合曲线的颜色互不相同。
通过上述技术方案，颜色互不相同的拟合曲线不仅可以帮助工作人员在拿到综合特征图片时尽快的对不同拟合曲线进行区分，还可以有助于降低健康状态识别模块的训练难度，只需要相对更少的样本便能够达到相当的识别精准度。
作为本发明进一步的方案：所述预设整合规则包括：
与所述实时功率拟合曲线、所述电压畸变拟合曲线和所述实时温差拟合曲线所分别对应的所述坐标轴的纵轴颜色互不相同，所述纵轴颜色的深浅程度与对应数值大小相关。
通过上述技术方案，如果坐标轴纵轴的刻度设置不同，则相同走势的拟合曲线所反映的数值变化肯定不同，而在图片形式的综合特征图片中对坐标轴纵轴进行设定时，若采用数字标注的办法，还需要对健康状态识别模块进行大量的数字识别训练，非常麻烦，因此在本发明中通过对纵轴颜色及其深浅程度进行设定，由颜色的不同来对相应拟合曲线进行区分，由颜色的深浅代表数值的大小，如此可以大大降低健康状态识别模块的训练难度，提升训练效率，而且避免了数字识别训练，降低了出错率，相当于提升了工作状况的识别精准度。
作为本发明进一步的方案：所述预设整合规则包括：
设置正常畸变阈值区间和正常温差阈值区间；
剔除落入所述正常畸变阈值区间的所述电压畸变拟合曲线部分和落入所述正常温差阈值区间的所述实时温差拟合曲线部分，并同步剔除所述实时功率拟合曲线中对应的曲线部分；
将剩余的所述实时电力数据所对应的拟合曲线按照时间顺序进行合并。
通过上述技术方案，可将属于正常阈值区间的相关拟合曲线部分进行剔除，相当于减小了综合特征图片所包含的信息量，但是提升了综合特征图片所包含有用信息占总信息的占比；因此，如果对综合特征图片的尺寸统一要求，还可以继续向综合特征图片对应的空白图片中添加拟合曲线得到符合尺寸要求的综合特征图片，使得该综合特征图片具有更多的有用信息量，有利于降低健康状态识别模块的训练难度，提升健康状态识别模块的识别精准度上限。
作为本发明进一步的方案：所述基本信息包括设备的安装位置、安装时间、安全使用时间。
作为本发明进一步的方案：所述健康状态识别模块包括统计模块，当判断所述目标设备的工作状况为不合格时，所述统计模块对所述预设顺序进行调整，得到至少5张与所述综合特征图片不同的综合特征图片，统计输出工作状况判断概率占比最大的结果作为最终的工作状况。
通过上述技术方案，当判断目标设备的工作状况为不合格时，可引入复核机制，利用对预设顺序的设置调整，可在同一时间区间针对同一目标设备获得至少5张不同的综合特征图片，然后将该5张综合特征图片逐个输送至健康状态识别模块中进行识别，得到至少5个判断结果，若其中3个为不合格，则最终的工作状态判断为不合格。
作为本发明进一步的方案：还包括可视化显示模块，用于将所述目标设备的工作状况通过不同颜色的可视化标签进行实时展示。
本发明的有益效果：
（1）对目标设备的实时电力数据、核心工作温度和区域平均温度进行获取，从而能够得到实时温差值，实时温差值越大，说明其因工作导致的温升越高，因此越容易出现故障；然后通过预设整合规则将实时电力数据、核心工作温度和实时温差值整合为图片形式的综合特征图片，供经过训练的健康状态识别模块进行识别判断，因为工作人员也可以直接查看综合特征图片，根据经验进行判断，所以本发明既能够方便工作人员以比较直观的方式对目标设备进行可视化监控管理，又能够保证对目标设备进行快速且准确的工作状态监控判断，及时对有问题的目标设备进行诊断维护处理，防患于未然；
（2）可在空白图中统一的对实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线进行展示，拟合曲线的走向不断变化，出现异常时会与正常状态下的拟合曲线存在较大的差异，因此可通过训练后的实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线对综合特征图片进行判断，快速给出结果，综合特征图片本身也可由工作人员进行直接观察分析判断，非常直观，有利于工作人员在第一时间给出相应的解决方案；
（3）颜色互不相同的拟合曲线不仅可以帮助工作人员在拿到综合特征图片时尽快的对不同拟合曲线进行区分，还可以有助于降低健康状态识别模块的训练难度，只需要相对更少的样本便能够达到相当的识别精准度；
（4）如果坐标轴纵轴的刻度设置不同，则相同走势的拟合曲线所反映的数值变化肯定不同，而在图片形式的综合特征图片中对坐标轴纵轴进行设定时，若采用数字标注的办法，还需要对健康状态识别模块进行大量的数字识别训练，非常麻烦，因此在本发明中通过对纵轴颜色及其深浅程度进行设定，由颜色的不同来对相应拟合曲线进行区分，由颜色的深浅代表数值的大小，如此可以大大降低健康状态识别模块的训练难度，提升训练效率，而且避免了数字识别训练，降低了出错率，相当于提升了工作状况的识别精准度；
（5）可将属于正常阈值区间的相关拟合曲线部分进行剔除，相当于减小了综合特征图片所包含的信息量，但是提升了综合特征图片所包含有用信息占总信息的占比；因此，如果对综合特征图片的尺寸统一要求，还可以继续向综合特征图片对应的空白图片中添加拟合曲线得到符合尺寸要求的综合特征图片，使得该综合特征图片具有更多的有用信息量，有利于降低健康状态识别模块的训练难度，提升健康状态识别模块的识别精准度上限。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中公共设备运行控制系统的模块连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，包括：
电力数据采样模块，用于获取目标设备的实时电力数据；
核心工作温度检测模块，用于实时获取目标设备的核心工作温度；
区域温差检测模块，用于实时获取目标设备的预设范围位置的区域平均温度，得到核心工作温度与区域平均温度的实时温差值；
信息处理整合模块，用于根据实时电力数据、核心工作温度和实时温差值按照预设整合规则生成综合特征图片；
健康状态识别模块，用于根据综合特征图片输出对目标设备的工作状况；
设备服务中心，用于储存目标设备的基本信息；
其中，健康状态识别模块为经过训练的神经网络模型，工作状况包括正常和异常。
对目标设备的实时电力数据、核心工作温度和区域平均温度进行获取，从而能够得到实时温差值，实时温差值越大，说明其因工作导致的温升越高，因此越容易出现故障；然后通过预设整合规则将实时电力数据、核心工作温度和实时温差值整合为图片形式的综合特征图片，供经过训练的健康状态识别模块进行识别判断，因为工作人员也可以直接查看综合特征图片，根据经验进行判断，所以本发明既能够方便工作人员以比较直观的方式对目标设备进行可视化监控管理，又能够保证对目标设备进行快速且准确的工作状态监控判断，及时对有问题的目标设备进行诊断维护处理，防患于未然。
作为本发明进一步的方案：实时电力数据包括实时用电功率、电压畸变指数和实时温差值；电压畸变指数表示每秒出现的电压畸变的数量；
预设整合规则包括：
生成预设尺寸的空白图和坐标轴；
根据实时用电功率、电压畸变指数和实时温差值分别生成实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线；
根据实时电力数据所对应的拟合曲线按照预设顺序从上至下依次设置在空白图上，得到对应的综合特征图片。
通过上述技术方案，可在空白图中统一的对实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线进行展示，拟合曲线的走向不断变化，出现异常时会与正常状态下的拟合曲线存在较大的差异，因此可通过训练后的实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线对综合特征图片进行判断，快速给出结果，综合特征图片本身也可由工作人员进行直接观察分析判断，非常直观，有利于工作人员在第一时间给出相应的解决方案。
作为本发明进一步的方案：预设整合规则包括：
实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线的颜色互不相同。
通过上述技术方案，颜色互不相同的拟合曲线不仅可以帮助工作人员在拿到综合特征图片时尽快的对不同拟合曲线进行区分，还可以有助于降低健康状态识别模块的训练难度，只需要相对更少的样本便能够达到相当的识别精准度。
作为本发明进一步的方案：预设整合规则包括：
与实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线所分别对应的坐标轴的纵轴颜色互不相同，纵轴颜色的深浅程度与对应数值大小相关。
通过上述技术方案，如果坐标轴纵轴的刻度设置不同，则相同走势的拟合曲线所反映的数值变化肯定不同，而在图片形式的综合特征图片中对坐标轴纵轴进行设定时，若采用数字标注的办法，还需要对健康状态识别模块进行大量的数字识别训练，非常麻烦，因此在本发明中通过对纵轴颜色及其深浅程度进行设定，由颜色的不同来对相应拟合曲线进行区分，由颜色的深浅代表数值的大小，如此可以大大降低健康状态识别模块的训练难度，提升训练效率，而且避免了数字识别训练，降低了出错率，相当于提升了工作状况的识别精准度。
作为本发明进一步的方案：预设整合规则包括：
设置正常畸变阈值区间和正常温差阈值区间；
剔除落入正常畸变阈值区间的电压畸变拟合曲线部分和落入正常温差阈值区间的实时温差拟合曲线部分，并同步剔除实时功率拟合曲线中对应的曲线部分；
将剩余的实时电力数据所对应的拟合曲线按照时间顺序进行合并。
通过上述技术方案，可将属于正常阈值区间的相关拟合曲线部分进行剔除，相当于减小了综合特征图片所包含的信息量，但是提升了综合特征图片所包含有用信息占总信息的占比；因此，如果对综合特征图片的尺寸统一要求，还可以继续向综合特征图片对应的空白图片中添加拟合曲线得到符合尺寸要求的综合特征图片，使得该综合特征图片具有更多的有用信息量，有利于降低健康状态识别模块的训练难度，提升健康状态识别模块的识别精准度上限。
作为本发明进一步的方案：基本信息包括设备的安装位置、安装时间、安全使用时间。
作为本发明进一步的方案：健康状态识别模块包括统计模块，当判断目标设备的工作状况为不合格时，统计模块对预设顺序进行调整，得到至少5张与综合特征图片不同的综合特征图片，统计输出工作状况判断概率占比最大的结果作为最终的工作状况。
通过上述技术方案，当判断目标设备的工作状况为不合格时，可引入复核机制，利用对预设顺序的设置调整，可在同一时间区间针对同一目标设备获得至少5张不同的综合特征图片，然后将该5张综合特征图片逐个输送至健康状态识别模块中进行识别，得到至少5个判断结果，若其中3个为不合格，则最终的工作状态判断为不合格。
比如，本发明在使用时，针对目标设备，得到实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线3条拟合曲线，将实时功率拟合曲线及其对应纵向坐标轴设置为红色，将电压畸变拟合曲线及其对应纵向坐标轴设置为蓝色，将实时温差拟合曲线及其对应纵向坐标轴设置为绿色，以实时功率拟合曲线为例，其对应纵坐标轴从下到上颜色逐渐加深，从浅蓝到深蓝渐变，以渐变的程度代表数字刻度单位，在空白图片中，可按照预设顺序从上到下依次设置实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线，得到对应的综合特征图片；如此，当3条拟合曲线从上至下的排列顺序发生变化时，即使拟合曲线的走势没有改变，其对应的综合特征图片也发生变化。
作为本发明进一步的方案：还包括可视化显示模块，用于将目标设备的工作状况通过不同颜色的可视化标签进行实时展示。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，其特征在于，包括：电力数据采样模块，用于获取目标设备的实时电力数据；核心工作温度检测模块，用于实时获取所述目标设备的核心工作温度；区域温差检测模块，用于实时获取所述目标设备的预设范围位置的区域平均温度，得到所述核心工作温度与所述区域平均温度的实时温差值；信息处理整合模块，用于根据所述实时电力数据、所述核心工作温度和所述实时温差值按照预设整合规则生成综合特征图片；健康状态识别模块，用于根据所述综合特征图片输出所述目标设备的工作状况；设备服务中心，用于储存所述目标设备的基本信息；其中，所述健康状态识别模块为经过训练的神经网络模型，所述工作状况包括正常和异常；所述实时电力数据包括实时用电功率、电压畸变指数和所述实时温差值；所述电压畸变指数表示每秒出现的电压畸变的数量；所述预设整合规则包括：生成预设尺寸的空白图和坐标轴；根据所述实时用电功率、所述电压畸变指数和所述实时温差值分别生成实时功率拟合曲线、电压畸变拟合曲线和实时温差拟合曲线；根据所述实时电力数据所对应的拟合曲线按照预设顺序从上至下依次设置在所述空白图上，得到对应的所述综合特征图片；所述实时功率拟合曲线、所述电压畸变拟合曲线和所述实时温差拟合曲线的颜色互不相同；与所述实时功率拟合曲线、所述电压畸变拟合曲线和所述实时温差拟合曲线所分别对应的所述坐标轴的纵轴颜色互不相同，所述纵轴颜色的深浅程度与对应数值大小相关；设置正常畸变阈值区间和正常温差阈值区间；剔除落入所述正常畸变阈值区间的所述电压畸变拟合曲线部分和落入所述正常温差阈值区间的所述实时温差拟合曲线部分，并同步剔除所述实时功率拟合曲线中对应的曲线部分；将剩余的所述实时电力数据所对应的拟合曲线按照时间顺序进行合并。
2.根据权利要求1所述的基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，其特征在于，所述基本信息包括设备的安装位置、安装时间、安全使用时间。
3.根据权利要求2所述的基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，其特征在于，所述健康状态识别模块包括统计模块，当判断所述目标设备的工作状况为不合格时，所述统计模块对所述预设顺序进行调整，得到至少5张与所述综合特征图片不同的综合特征图片，统计输出工作状况判断概率占比最大的结果作为最终的工作状况。
4.根据权利要求1所述的基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统，其特征在于，还包括可视化显示模块，用于将所述目标设备的工作状况通过不同颜色的可视化标签进行实时展示。
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