CN115296422A - 基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力检测领域，涉及数据处理技术，用于解决现有的电力电缆运行状态监测管控系统在维修失败后，易导致电缆的异常处理整体效率低下的问题，具体是基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统及方法，包括监测管控平台，监测管控平台通信连接有运行监测模块、处理分析模块、调度分析模块以及存储模块，运行监测模块用于对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段；本发明是通过运行监测模块可以对电力电缆的运行状态进行监测分析，并通过周期性分段检测的方式对电力电缆的实际运行状态进行反馈，即在电力电缆出现异常时及时进行预警。

Description

基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统及方法

技术领域

本发明属于电力检测领域，涉及数据处理技术，具体是基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统及方法。

背景技术

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线，在电力线路中，电缆所占比重正逐渐增加，电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品；

现有的电力电缆运行状态监测管控系统在检测到运行异常后，通常是首先采用维修的方式进行异常处理，在维修失败之后再对整根电缆进行更换，因此一旦维修失败就会导致电缆的异常处理整体效率低下；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统及方法，用于解决现有的电力电缆运行状态监测管控系统在维修失败后，易导致电缆的异常处理整体效率低下的问题。

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对异常处理模式进行自动选择的电力电缆运行状态监测管控系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，包括监测管控平台，所述监测管控平台通信连接有运行监测模块、处理分析模块、调度分析模块以及存储模块；

所述运行监测模块用于对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测周期内监测对象的温度数据WD、电压数据DY以及压稳数据YW并进行数值计算得到监测周期内的运行系数YX，通过运行系数YX的数值大小对监测对象运行状态是否满足要求进行判定，在监测对象的运行状态不满足要求时将运行数据通过监测管控平台发送至处理分析模块，运行数据包括监测对象的温度数据WD、电压数据DY以及压稳数据YW；

所述处理分析模块用于在接收到运行数据后对异常处理模式进行选择分析：获取电缆历史维修记录的温度数据、电压数据以及压稳数据，由历史维修记录中的温度数据最大值与温度数据最小值构成温度范围，将温度范围分割为若干个温度区间，按照相同方式获取电压区间以及压稳区间，对温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征进行标记，获取与监测对象运行数据相对应的温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征并进行处理模式判定；

所述调度分析模块用于对处理工人进行调度分析。

作为本发明的一种优选实施方式，监测周期内监测对象的温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内监测对象外表面的温度最大值，将所有监测时段内监测对象外表面的温度最大值进行求和取平均值得到监测周期的温度数据WD；监测周期内监测对象的电压数据DY的获取过程包括：获取监测时段内监测对象的电压最小值，将所有监测时段内监测对象外表面的电压最小值进行求和取平均值得到监测周期的电压数据DY；监测周期内监测对象的压稳数据YW的获取过程包括：将监测时段内监测对象的电压最大值与电压最小值的差值标记为电压差值，对所有监测时段内监测对象的电压差值进行求和取平均值得到监测周期的压稳数据YW。

作为本发明的一种优选实施方式，对监测对象运行状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将监测对象的运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，运行监测模块向监测管控平台发送运行正常信号；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求。

作为本发明的一种优选实施方式，对温度区间的处理特征进行标记的具体过程包括：获取温度区间内的历史维修次数与历史维修成功次数并分别标记为H1与H2，将H2与H1的比值标记为温度区间的维修系数，通过存储模块获取到维修阈值，将温度区间的维修系数与维修阈值进行比较：若维修系数小于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为更换；若维修系数大于等于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为维修；通过相同方式对电压区间以及文雅区间的处理特征进行标记。

作为本发明的一种优选实施方式，对处理模式进行判定的具体过程包括：若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为维修，则将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为更换，则将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监控管理平台，监控管理平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块；否则，对监测对象进行处理分析。

作为本发明的一种优选实施方式，对监测对象进行处理分析的具体过程包括：获取监测对象的历史维修次数并标记为分析值，通过存储模块获取到分析阈值，将分析值与分析阈值进行比较：若分析值小于分析阈值，则将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若分析值大于等于分析阈值，则将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块。

作为本发明的一种优选实施方式，调度分析模块对处理工人进行调度分析的具体过程包括：以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，将调度对象与监测对象的直线距离标记为直距值，按照直距值由小到大的顺序对调度对象进行排序，对排序后的调度对象依次进行处理预约，直至预约完成，将监测对象的地理位置以及运行数据发送至调度对象的管理人员的手机终端。

作为本发明的一种优选实施方式，基于大数据的电力电缆运行状态监测管控方法，包括以下步骤：

步骤一：对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期，获取监测周期内监测对象的温度数据、电压数据以及压稳数据并进行数值计算得到监测周期内监测对象的运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；

步骤二：在监测对象的运行状态不满足要求时对异常处理模式进行选择分析，获取电缆历史维修记录的温度区间、电压区间以及压稳区间，通过监测对象的运行数据对应温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征标记状态对监测对象的处理模式进行判定；

步骤三：对处理工人进行调度分析，以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，通过直距值由小到大的顺序依次对调度对象进行处理预约。

本发明具备下述有益效果：

1、通过运行监测模块可以对电力电缆的运行状态进行监测分析，通过周期性分段检测的方式对电力电缆的实际运行状态进行反馈，从而在电力电缆出现异常时及时进行预警，在电缆出现运行异常的第一时间进行异常处理；

2、通过处理分析模块可以结合监测对象的运行数据以及历史维修数据对处理模式进行判定，进而根据历史维修数据中与监测对象运行状态最为相似的电缆的维修处理结果为处理模式判定提供数据支撑，从而对监测对象的维修成功率进行预测，在维修成功率较低的情况下直接采用更换模式进行异常处理，节省了维修时间，提高了电缆异常的整体处理效率；

3、通过调度分析模块可以对处理工人进行调度分析，通过直距值对调度对象排序后再依次进行处理预约，提高调度对象前往监控对象进行处理的通勤效率，进而从整体上提高电缆异常的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例一的系统框图；

图2为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

实施例一

如图1所示，基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，包括监测管控平台，监测管控平台通信连接有运行监测模块、处理分析模块、调度分析模块以及存储模块。

运行监测模块用于对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测周期内监测对象的温度数据WD、电压数据DY以及压稳数据YW，监测周期内监测对象的温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内监测对象外表面的温度最大值，将所有监测时段内监测对象外表面的温度最大值进行求和取平均值得到监测周期的温度数据WD；监测周期内监测对象的电压数据DY的获取过程包括：获取监测时段内监测对象的电压最小值，将所有监测时段内监测对象外表面的电压最小值进行求和取平均值得到监测周期的电压数据DY；监测周期内监测对象的压稳数据YW的获取过程包括：将监测时段内监测对象的电压最大值与电压最小值的差值标记为电压差值，对所有监测时段内监测对象的电压差值进行求和取平均值得到监测周期的压稳数据YW；通过公式YX=（α1*WD+α2*YW）/（α3*DY）得到监测对象的运行系数YX，运行系数是一个反应监测对象运行异常程度的数值，运行系数的数值越大，则表示监测对象的运行异常程度越高，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将监测对象的运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，运行监测模块向监测管控平台发送运行正常信号；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求，运行监测模块将运行数据发送至监测管控平台，监测管控平台接收到运行数据后将运行数据发送至处理分析模块，运行数据包括监测对象的温度数据、电压数据以及压稳数据；对电力电缆的运行状态进行监测分析，通过周期性分段检测的方式对电力电缆的实际运行状态进行反馈，从而在电力电缆出现异常时及时进行预警，在电缆出现运行异常的第一时间进行异常处理。

处理分析模块用于在接收到运行数据后对异常处理模式进行选择分析：获取电缆历史维修记录的温度数据、电压数据以及压稳数据，由历史维修记录中的温度数据最大值与温度数据最小值构成温度范围，将温度范围分割为若干个温度区间；获取温度区间内的历史维修次数与历史维修成功次数并分别标记为H1与H2，将H2与H1的比值标记为温度区间的维修系数，通过存储模块获取到维修阈值，将温度区间的维修系数与维修阈值进行比较：若维修系数小于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为更换；若维修系数大于等于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为维修；通过相同方式获取到电压区间与压稳区间并对其处理特征进行标记；获取与监测对象运行数据相对应的温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征并进行处理模式判定：若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为维修，则表示与运行数据相近的历史维修记录中维修成功率较高，大概率可以通过维修的方式解决运行异常问题，将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为更换，则表示与运行数据相近的历史维修记录中维修成功率较低，通过维修的方式大概率无法解决异常问题，将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监控管理平台，监控管理平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块；否则，对监测对象进行处理分析：获取监测对象的历史维修次数并标记为分析值，通过存储模块获取到分析阈值，将分析值与分析阈值进行比较：若分析值小于分析阈值，则将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若分析值大于等于分析阈值，则将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块；结合监测对象的运行数据以及历史维修数据对处理模式进行判定，进而根据历史维修数据中与监测对象运行状态最为相似的电缆的维修处理结果为处理模式判定提供数据支撑，从而对监测对象的维修成功率进行预测，在维修成功率较低的情况下直接采用更换模式进行异常处理，节省了维修时间，提高了电缆异常的整体处理效率。

调度分析模块用于在接收到维修信号或更换信号后对处理工人进行调度分析：以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，将调度对象与监测对象的直线距离标记为直距值，按照直距值由小到大的顺序对调度对象进行排序，对排序后的调度对象依次进行处理预约，直至预约完成，将监测对象的地理位置以及运行数据发送至调度对象的管理人员的手机终端；对处理工人进行调度分析，通过直距值对调度对象排序后再依次进行处理预约，提高调度对象前往监控对象进行处理的通勤效率，进而从整体上提高电缆异常的处理效率。

实施例二

如图2所示，基于大数据的电力电缆运行状态监测管控方法，包括以下步骤：

步骤一：对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期，获取监测周期内监测对象的温度数据、电压数据以及压稳数据并进行数值计算得到监测周期内监测对象的运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定，在电缆出现运行异常的第一时间进行异常处理；

步骤二：在监测对象的运行状态不满足要求时对异常处理模式进行选择分析，获取电缆历史维修记录的温度区间、电压区间以及压稳区间，通过监测对象的运行数据对应温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征标记状态对监测对象的处理模式进行判定，在维修成功率较低的情况下直接采用更换模式进行异常处理，节省了维修时间，提高了电缆异常的整体处理效率；

步骤三：对处理工人进行调度分析，以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，通过直距值由小到大的顺序依次对调度对象进行处理预约，提高调度对象前往监控对象进行处理的通勤效率。

基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，工作时，对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期，获取监测周期内监测对象的温度数据、电压数据以及压稳数据并进行数值计算得到监测周期内监测对象的运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；在监测对象的运行状态不满足要求时对异常处理模式进行选择分析，获取电缆历史维修记录的温度区间、电压区间以及压稳区间，通过监测对象的运行数据对应温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征标记状态对监测对象的处理模式进行判定，再通过对应的处理模式对监测对象进行异常处理。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式YX=（α1*WD+α2*YW）/（α3*DY）；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的运行系数；将设定的运行系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为3.74、2.97和2.65；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的运行系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如运行系数与温度数据的数值成正比。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，包括监测管控平台，其特征在于，所述监测管控平台通信连接有运行监测模块、处理分析模块、调度分析模块以及存储模块；

所述运行监测模块用于对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期并将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测周期内监测对象的温度数据WD、电压数据DY以及压稳数据YW并进行数值计算得到监测周期内的运行系数YX，通过运行系数YX的数值大小对监测对象运行状态是否满足要求进行判定，在监测对象的运行状态不满足要求时将运行数据通过监测管控平台发送至处理分析模块，运行数据包括监测对象的温度数据WD、电压数据DY以及压稳数据YW；

所述处理分析模块用于在接收到运行数据后对异常处理模式进行选择分析：获取电缆历史维修记录的温度数据、电压数据以及压稳数据，由历史维修记录中的温度数据最大值与温度数据最小值构成温度范围，将温度范围分割为若干个温度区间，按照相同方式获取电压区间以及压稳区间，对温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征进行标记，获取与监测对象运行数据相对应的温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征并进行处理模式判定；

所述调度分析模块用于对处理工人进行调度分析。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，监测周期内监测对象的温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内监测对象外表面的温度最大值，将所有监测时段内监测对象外表面的温度最大值进行求和取平均值得到监测周期的温度数据WD；监测周期内监测对象的电压数据DY的获取过程包括：获取监测时段内监测对象的电压最小值，将所有监测时段内监测对象外表面的电压最小值进行求和取平均值得到监测周期的电压数据DY；监测周期内监测对象的压稳数据YW的获取过程包括：将监测时段内监测对象的电压最大值与电压最小值的差值标记为电压差值，对所有监测时段内监测对象的电压差值进行求和取平均值得到监测周期的压稳数据YW。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，对监测对象运行状态是否满足要求进行判定的具体过程包括：通过存储模块获取到运行阈值YXmax，将监测对象的运行系数YX与运行阈值YXmax进行比较：若运行系数YX小于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态满足要求，运行监测模块向监测管控平台发送运行正常信号；若运行系数YX大于等于运行阈值YXmax，则判定监测对象的运行状态不满足要求。

4.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，对温度区间的处理特征进行标记的具体过程包括：获取温度区间内的历史维修次数与历史维修成功次数并分别标记为H1与H2，将H2与H1的比值标记为温度区间的维修系数，通过存储模块获取到维修阈值，将温度区间的维修系数与维修阈值进行比较：若维修系数小于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为更换；若维修系数大于等于维修阈值，则将温度区间的处理特征标记为维修；通过相同方式对电压区间以及文雅区间的处理特征进行标记。

5.根据权利要求4所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，对处理模式进行判定的具体过程包括：若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为维修，则将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征均为更换，则将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监控管理平台，监控管理平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块；否则，对监测对象进行处理分析。

6.根据权利要求5所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，对监测对象进行处理分析的具体过程包括：获取监测对象的历史维修次数并标记为分析值，通过存储模块获取到分析阈值，将分析值与分析阈值进行比较：若分析值小于分析阈值，则将处理模式判定为维修，处理分析模块将维修信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到维修信号后将维修信号发送至调度分析模块；若分析值大于等于分析阈值，则将处理模式判定为更换，处理分析模块将更换信号发送至监测管控平台，监测管控平台接收到更换信号后将更换信号发送至调度分析模块。

7.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电缆运行状态监测管控系统，其特征在于，调度分析模块对处理工人进行调度分析的具体过程包括：以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，将调度对象与监测对象的直线距离标记为直距值，按照直距值由小到大的顺序对调度对象进行排序，对排序后的调度对象依次进行处理预约，直至预约完成，将监测对象的地理位置以及运行数据发送至调度对象的管理人员的手机终端。

8.基于大数据的电力电缆运行状态监测管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对电力电缆的运行状态进行监测分析：将待监测的电缆标记为监测对象，设定监测周期，获取监测周期内监测对象的温度数据、电压数据以及压稳数据并进行数值计算得到监测周期内监测对象的运行系数，通过运行系数的数值大小对监测对象的运行状态是否满足要求进行判定；

步骤二：在监测对象的运行状态不满足要求时对异常处理模式进行选择分析，获取电缆历史维修记录的温度区间、电压区间以及压稳区间，通过监测对象的运行数据对应温度区间、电压区间以及压稳区间的处理特征标记状态对监测对象的处理模式进行判定；

步骤三：对处理工人进行调度分析，以监测对象的地理位置为圆心、r1为半径画圆，将得到的圆形区域标记为调度区域，将调度区域内的施工队标记为调度对象，通过直距值由小到大的顺序依次对调度对象进行处理预约。

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