CN115524575A - 一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台 - Google Patents

一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台 Download PDF

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CN115524575A CN202211132101.5A CN202211132101A CN115524575A CN 115524575 A CN115524575 A CN 115524575A CN 202211132101 A CN202211132101 A CN 202211132101A CN 115524575 A CN115524575 A CN 115524575A
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Abstract

本发明涉及电力设备管理技术领域，特别涉及一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，包括电缆沟分区模块、电缆架稳定性检测模块、电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境探测模块、电缆沟环境分析模块、电缆监测模块、电缆分析模块、电缆沟环境综合分析模块、电缆运维数据库和中央处理器。本发明通过各排线区电缆架的稳定指数来反应各排线区内电缆架的稳定情况，环境指数来反应各排线区内环境对电缆运行影响的情况，电缆的排布指数来反应电缆的排布与表面破损对电缆运行的影响情况，并将上述三个指数分析汇总得到各排线区环境综合指数，根据各排线区环境综合指数得到的数值来判断各排线区需要进行检查维护的紧急程度。

Description

一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云 平台
技术领域
本发明涉及电力设备管理技术领域，特别涉及一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台。
背景技术
电力变电站电缆沟是用以敷设和更换电力电缆设施的地下管道，也是被敷设电缆设施的围护结构，电力变电站电缆沟一般为矩形管道形式，电缆沟的侧壁设有用于对电缆进行传输进行支撑的电缆架。
为了保证电缆的传输安全，电力变电站电缆沟需要进行定期检查维护，现在变电站管理部门对电缆沟的安全检查一般采用抽检的方式对电缆架的牢固情况、电缆的完整性以及电缆沟内的积水等方面进行检查分析，进而判断变电站的电缆沟整体的使用状态，但是，这种以点带面的检查方式并不能充分的反应电缆沟内电缆的整体情况，因为电缆沟不同位置可能处于不同的环境中，电缆的破损度、电缆架的牢固性以及电缆沟内的积水情况都存在不同，且任何一处较为严重的情况都有可能对变电站造成影响；现有针对电缆沟内电缆的情况只能通过记录问题的方式进行电缆的排查，并不能反应出电缆需要进行检查维护的具体位置和紧急程度，且电缆沟内的情况无法通过数值进行展示。
发明内容
本发明解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，包括电缆沟分区模块、电缆架稳定性检测模块、电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境探测模块、电缆沟环境分析模块、电缆监测模块、电缆分析模块、电缆沟环境综合分析模块、电缆运维数据库和中央处理器。
所述电缆沟分区模块用于根据电缆沟的延伸方向将电缆沟按照预设顺序等距划分成多个排线区，并将各排线区依次编号标记为1,2，…，j，…，n。
所述电缆架稳定性检测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端用于沿电缆沟的延伸方向进行移动，进而电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数进行检测，各电缆架的稳定性参数分别为电缆架的垂直参数、电缆架水平参数、电缆架贴靠参数；电缆架稳定性检测模块包括影像获取单元、竖直角度获取单元、水平角度获取单元。
所述电缆架稳定性分析模块用于根据采集的各排线区内的各电缆架的稳定性参数并进行各排线区内电缆架的稳定指数的分析。
所述电缆沟环境探测模块设置在移动探测执行端上，并随移动探测执行端进行移动，进而对各排线区内的环境参数进行探测，各排线区内的环境参数包括各排线区内的湿度、积水深度、杂物堆积体积。
所述电缆沟环境分析模块用于根据各排线区内的环境参数分析得到各排线区的环境指数。
所述电缆监测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端带动其对各排线区内的电缆排布情况进行监测，进而分析得到各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度。
所述电缆分析模块用于根据各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度计算得到各排线区内电缆的排布指数。
所述电缆运维数据库用于储存各排线区的长度与宽度、各排线区内的电缆架各项标准尺寸数据、各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距、各排线区内电缆架与对应排线区底部的平均间距、各排线区的最佳湿度、各排线区的安全水位高度、各排线区布设电缆的数量信息、各排线区电缆最大的安全破损面积。
所述电缆沟环境综合分析模块用于根据各排线区内电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数，分析得到各排线区环境综合指数，中央处理器用于获取各排线区环境综合指数并将其进行展示。
优选的，所述电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数检测的具体方式为：
第一步，通过电缆架稳定性检测模块随移动探测执行端沿电缆沟各排线区进行移动，电缆架稳定性检测模块上的影像获取单元对各排线区内的各电缆架与其对应的排线区侧壁之间的影像进行获取，通过图像处理的方式将各排线区内的各电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，并将其记为ψjSk，j表示第j个排线区，j＝1,2,...,n，k表示第k个电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，k＝1,2,…,m；
第二步，通过获取电缆运维数据库中各排线区内的电缆架的标准长度，进而计算得到各排线区各电缆架与对应排线区侧壁的间距，通过各排线区内各电缆架与对应排线区侧壁的间距、电缆运维数据库中各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距，进而计算得到各排线区内各电缆架贴靠参数σ1j k，
Figure BDA0003850523690000021
ψjDk标表示第j个排线区内第k个电缆架的标准长度，ψjD'k标表示第j个排线区内第k个电缆架与该排线区侧壁之间的标准间距；
第三步，竖直角度获取单元随移动探测执行端移动时分别获取各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度，并将其记为ψjθk，同理水平角度获取单元获取各排线区内的各电缆架上各支撑杆的水平倾斜角度，通过各排线区内的各电缆架上每个支撑杆的水平倾斜角度采用平均值计算的方法得到各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度
Figure BDA0003850523690000022
第四步，根据第三步得到的各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度、各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度，分别对各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数进行计算，各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数分别记为σ2j k、σ3j k，σ2j k＝sinψjθk，
Figure BDA0003850523690000023
优选的，所述电缆架稳定性分析模块的具体分析方式为：
通过获取各排线区内各电缆架贴靠参数σ1j k、垂直参数σ2j k、水平参数σ3j k，进而分析得到各排线区内电缆架的稳定指数σj，
Figure BDA0003850523690000031
ε1、ε2、ε3分别表示电缆架贴靠参数、垂直参数、水平参数的预设影响系数。
优选的，所述电缆沟环境探测模块包括水位传感器、湿度传感器和红外相机,电缆沟环境探测模块具体的环境参数探测方式为：
电缆沟环境探测模块随移动探测执行端沿各排线区移动，电缆沟环境探测模块上的水位传感器能够深入到各排线区内，并对各排线区的水位进行监测，进而获取各排线区内积水深度并将其记为
Figure BDA0003850523690000032
同时湿度传感器获取各排线区的平均湿度，并将其记为
Figure BDA0003850523690000033
红外相机对各排线区内杂物堆积的体积并将其记为
Figure BDA0003850523690000034
通过读取电缆运维数据库中的各排线区的安全水位高度，进而计算得到各排线区内的积水深度参数，并记为λj1，通过读取各排线区的最佳湿度，进而计算得到排线区内的湿度参数，并记为λj2，通过读取各排线区的长度、宽度以及电缆架底部与排线区底部之间的平均间距，进而计算得到各排线区内的杂物堆积程度参数，并记为λj3。
优选的，所述电缆沟环境分析模块通过获取各排线区内的积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数，进而分析得到各排线区的环境指数，并将其记为
Figure BDA0003850523690000035
a1、a2、a3分别表示积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数所占的修正系数。
优选的，所述电缆监测模块上设置有电缆影像监测单元，电缆监测模块具体的监测方式为：
电缆监测模块随移动探测执行端沿各排线区进行移动，电缆监测模块上的电缆探测单元能够对各排线区内的电缆进行影像采集，进而通过各排线区内电缆的影像分析得到各排线区内的电缆数量，并将其记为
Figure BDA0003850523690000036
通过各排线区内电缆的影像采用灰度值比对的方式分析得到各排线区内电缆各处破损面积，并将其记为
Figure BDA0003850523690000037
表示第j个排线区内电缆第f处破损的面积，其中f＝1,2,…,q；通过各排线区内电缆的影像处理分析得到各排线区内线缆的总延伸长度，并将其记为
Figure BDA0003850523690000038
优选的，将所述各排线区内的电缆数量
Figure BDA0003850523690000041
X代入到公式
Figure BDA0003850523690000042
得到各排线区内电缆数量符合度τj1，e表示常数，
Figure BDA0003850523690000043
表示第j个排线区内电缆的标准数量；将各排线区内电缆的破损数量和对应的破损面积
Figure BDA0003850523690000044
代入到公式
Figure BDA0003850523690000045
得到各排线区内电缆的完整符合度τj2，
Figure BDA0003850523690000046
表示第j个排线区电缆最大的安全破损面积，υ表示电缆破损面积的补偿系数；将各排线区内线缆的总延伸长度
Figure BDA0003850523690000047
代入到公式
Figure BDA0003850523690000048
得到各排线区内电缆的弯曲符合度τj3，
Figure BDA0003850523690000049
表示第j个排线区的标准长度，υ'表示电缆的弯曲符合度的补偿系数。
优选的，所述各排线区内电缆的排布指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆数量符合度τj1、各排线区内电缆的完整符合度τj2、各排线区内电缆的弯曲符合度τj3代入到公式
Figure BDA00038505236900000410
得到各排线区内电缆的排布指数，b1、b2、b3分别表示电缆的数量符合度、完整符合度、弯曲符合度所占的权重比值。
优选的，所述各排线区环境综合指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆架的稳定指数σj、环境指数μj、电缆的排布指数τj代入到公式ξj＝(σj*t1)2+(μj*t2)2+(τj*t3)2中，进而得到各排线区环境综合指数ξj，其中t1、t2、t3分别表示电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数的影响比重。
优选的，将各排线区环境综合指数与预设的环境综合指数紧急阈值、环境综合指数警示阈值分别进行比对，其中环境综合指数紧急阈值小于环境综合指数警示阈值；若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要进行紧急检查维护，若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数警示阈值并大于环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要在规定时间内进行检查维护，若某排线区环境综合指数大于预设的环境综合指数警示阈值，则该排线区只需要进行定期检查维护。
本发明的有益效果在于：一、本发明采用将电力变电站的电缆沟采用分区划分的方式并对每个排线区进行检测，且通过自动化的方式对电缆沟进行检测能够全面的体现电缆沟内可能存在的问题情况，并将每种情况计算成相应的指数，然后将各指数进行汇总计算，从而判断各排线区存在问题的紧急程度，进而便于检查维护人员对需要的排线区进行检查维护处理。
二、本发明通过对电缆架与对应排线区侧壁的间距、电缆架的竖直倾斜角度、电缆架上的支撑杆的水平倾斜角度的采集与计算，进而分析的到各排线区内电缆架的稳定指数，电缆架的稳定指数能够全面的反应各电缆架的牢固性问题。
三、本发明通过电缆沟内的积水深度、电缆沟内的湿度，以及电缆沟内杂物的堆积情况来体现电缆沟的各排线区的环境指数，各排线区的环境指数能够体现上述情况对电缆安全运行的影响程度。
四、本发明通过监测电缆沟的各排线区内电缆的数量、电缆的破损程度、电缆的弯曲情况，进而分析得到各排线区内电缆的排布指数，各排线区内电缆的排布指数能够充分的反应电缆可能存在的问题。
五、本发明通过各排线区内电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数计算得到各排线区环境综合指数，根据各排线区环境综合指数得到的数值来判断各排线区需要进行检查维护的紧急程度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台中各模块之间的连接示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
参阅图1，一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，包括电缆沟分区模块、电缆架稳定性检测模块、电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境探测模块、电缆沟环境分析模块、电缆监测模块、电缆分析模块、电缆沟环境综合分析模块、电缆运维数据库和中央处理器。本发明能够对电力变电站电缆沟的运维环境状态进行自动监测，以从而判断电缆沟是否需要进行检查维护，进而增加电缆沟内电缆的运行安全。
其中，电缆运维数据库分别与电缆沟分区模块、电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境分析模块、电缆分析模块、电缆沟环境综合分析模块相连接，电缆沟分区模块与电缆监测模块、电缆沟环境探测模块、电缆架稳定性检测模块相连接，电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境分析模块、电缆分析模块均与电缆沟环境综合分析模块相连接，电缆架稳定性检测模块与电缆架稳定性分析模块相连接，电缆沟环境探测模块与电缆沟环境分析模块相连接，电缆监测模块与电缆分析模块相连接。
所述电缆沟分区模块用于根据电缆沟的延伸方向将电缆沟按照预设顺序等距划分成多个排线区，并将各排线区依次编号标记为1,2，…，j，…，n。本发明采用将电缆沟分区的方式，进而便于对需要进行检查维护的排线区进行快速定位。
所述电缆运维数据库用于储存各排线区的长度与宽度、各排线区内的电缆架各项标准尺寸数据、各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距、各排线区内电缆架与对应排线区底部的平均间距、各排线区的最佳湿度、各排线区的安全水位高度、各排线区布设电缆的数量信息、各排线区电缆最大的安全破损面积。
所述电缆架稳定性检测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端用于沿电缆沟的延伸方向进行移动，进而电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数进行检测，各电缆架的稳定性参数分别为电缆架的垂直参数、电缆架水平参数、电缆架贴靠参数；电缆架稳定性检测模块包括影像获取单元、竖直角度获取单元、水平角度获取单元。
所述电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数检测的具体方式为：
第一步，通过电缆架稳定性检测模块随移动探测执行端沿电缆沟各排线区进行移动，电缆架稳定性检测模块上的影像获取单元对各排线区内的各电缆架与其对应的排线区侧壁之间的影像进行获取，通过图像处理的方式将各排线区内的各电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，并将其记为ψjSk，j表示第j个排线区，j＝1,2,...,n，k表示第k个电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，k＝1,2,…,m；
第二步，通过获取电缆运维数据库中各排线区内的电缆架的标准长度，进而计算得到各排线区各电缆架与对应排线区侧壁的间距，通过各排线区内各电缆架与对应排线区侧壁的间距、电缆运维数据库中各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距，进而计算得到各排线区内各电缆架贴靠参数σ1jk，
Figure BDA0003850523690000061
ψjDk标表示第j个排线区内第k个电缆架的标准长度，ψjD'k标表示第j个排线区内第k个电缆架与该排线区侧壁之间的标准间距；
第三步，竖直角度获取单元随移动探测执行端移动时分别获取各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度，并将其记为ψjθk，同理水平角度获取单元获取各排线区内的各电缆架上各支撑杆的水平倾斜角度，通过各排线区内的各电缆架上每个支撑杆的水平倾斜角度采用平均值计算的方法得到各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度
Figure BDA0003850523690000062
第四步，根据第三步得到的各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度、各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度，分别对各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数进行计算，各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数分别记为σ2j k、σ3j k，σ2j k＝sinψjθk，
Figure BDA0003850523690000063
本发明通过电缆架的垂直参数、电缆架水平参数、电缆架贴靠参数来评价电缆架的稳定性，电缆架的垂直参数用于表示电缆架是否存在竖直偏斜的问题，电缆架水平参数计算时将电缆架竖直偏斜的角度的影响进行去除，从而电缆架水平参数能够更加准确反应各电缆架支撑杆的水平度，电缆架贴靠参数通过各排线区内各电缆架与对应排线区侧壁之间的距离计算得出，该距离越大，说明对应的电缆架稳定性越差。
所述电缆架稳定性分析模块用于根据采集的各排线区内的各电缆架的稳定性参数并进行各排线区内电缆架的稳定指数的分析。
所述电缆架稳定性分析模块的具体分析方式为：
通过获取各排线区内各电缆架贴靠参数σ1j k、垂直参数σ2j k、水平参数σ3j k，进而分析得到各排线区内电缆架的稳定指数σj，
Figure BDA0003850523690000071
ε1、ε2、ε3分别表示电缆架贴靠参数、垂直参数、水平参数的预设影响系数。本发明通过各排线区内各电缆架贴靠参数、垂直参数、水平参数能够全面的反应电缆架的稳定程度，防止电缆架损坏对电缆的排布与运行造成影响。
所述电缆沟环境探测模块设置在移动探测执行端上，并随移动探测执行端进行移动，进而对各排线区内的环境参数进行探测，各排线区内的环境参数包括各排线区内的湿度、积水深度、杂物堆积体积。
所述电缆沟环境探测模块包括水位传感器、湿度传感器和红外相机,电缆沟环境探测模块具体的环境参数探测方式为：
电缆沟环境探测模块随移动探测执行端沿各排线区移动，电缆沟环境探测模块上的水位传感器能够深入到各排线区内，并对各排线区的水位进行监测，进而获取各排线区内积水深度并将其记为
Figure BDA0003850523690000072
同时湿度传感器获取各排线区的平均湿度，并将其记为
Figure BDA0003850523690000073
红外相机对各排线区内杂物堆积的体积并将其记为
Figure BDA0003850523690000074
通过读取电缆运维数据库中的各排线区的安全水位高度，进而计算得到各排线区内的积水深度参数，并记为λj1，各排线区内的积水深度参数的计算公式为：
Figure BDA0003850523690000075
表示第j个排线区的安全水位高度，通过读取各排线区的最佳湿度，进而计算得到各排线区内的湿度参数，并记为λj2，各排线区内的湿度参数的计算公式为：
Figure BDA0003850523690000076
表示第j个排线区的最佳湿度，通过读取各排线区的标准长度、宽度以及电缆架底部与排线区底部之间的平均间距，进而计算得到各排线区内的杂物堆积程度参数，并记为λj3，各排线区内的杂物堆积程度参数的计算公式为：
Figure BDA0003850523690000077
Figure BDA0003850523690000078
分别表示第j个排线区的标准长度、宽度以及电缆架底部与排线区底部之间的平均间距。本发明通过各排线区内的湿度、积水深度、杂物堆积体积来体现各排线区内的环境对电缆运行的影响，防止各排线区内的积水过高、湿度过大、杂物堆积体积过高对电缆的安全运行造成影响。
所述电缆沟环境分析模块用于根据各排线区内的环境参数分析得到各排线区的环境指数。
所述电缆沟环境分析模块通过获取各排线区内的积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数，进而分析得到各排线区的环境指数，并将其记为
Figure BDA0003850523690000081
a1、a2、a3分别表示积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数所占的修正系数。各排线区的环境指数通过各排线区内的积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数能够全面反应各排线区内环境对电缆的安全运行的影响。
所述电缆监测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端带动其对各排线区内的电缆排布情况进行监测，进而分析得到各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度。
所述电缆监测模块上设置有电缆影像监测单元，电缆监测模块具体的监测方式为：
电缆监测模块随移动探测执行端沿各排线区进行移动，电缆监测模块上的电缆探测单元能够对各排线区内的电缆进行影像采集，进而通过各排线区内电缆的影像分析得到各排线区内的电缆数量，并将其记为
Figure BDA0003850523690000082
通过各排线区内电缆的影像采用灰度值比对的方式分析得到各排线区内电缆各处破损面积，并将其记为
Figure BDA0003850523690000083
表示第j个排线区内电缆第f处破损的面积，其中f＝1,2,…,q；通过各排线区内电缆的影像处理分析得到各排线区内线缆的总延伸长度，并将其记为
Figure BDA0003850523690000084
将所述各排线区内的电缆数量
Figure BDA0003850523690000085
代入到公式
Figure BDA0003850523690000086
得到各排线区内电缆数量符合度τj1，e表示常数，
Figure BDA0003850523690000087
表示第j个排线区内电缆的标准数量；将各排线区内电缆的破损数量和对应的破损面积
Figure BDA0003850523690000088
代入到公式
Figure BDA0003850523690000089
得到各排线区内电缆的完整符合度τj2，
Figure BDA00038505236900000810
表示第j个排线区电缆最大的安全破损面积，υ表示电缆破损面积的补偿系数；将各排线区内线缆的总延伸长度
Figure BDA00038505236900000811
代入到公式
Figure BDA00038505236900000812
得到各排线区内电缆的弯曲符合度τj3，
Figure BDA00038505236900000813
表示第j个排线区的标准长度，υ'表示电缆的弯曲符合度的补偿系数。各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度分别体现电缆沟内电缆是否缺失、电缆是否发生扭曲、电缆是否发生腐蚀缺损等现象。
所述电缆分析模块用于根据各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度计算得到各排线区内电缆的排布指数。
所述各排线区内电缆的排布指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆数量符合度τj1、各排线区内电缆的完整符合度τj2、各排线区内电缆的弯曲符合度τj3代入到公式
Figure BDA0003850523690000091
得到各排线区内电缆的排布指数，b1、b2、b3分别表示电缆的数量符合度、完整符合度、弯曲符合度所占的权重比值。各排线区内电缆的排布指数用于体现电缆沟内的电缆排布情况和自身破损情况。
所述各排线区环境综合指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆架的稳定指数σj、环境指数μj、电缆的排布指数τj代入到公式ξj＝(σj*t1)2+(μj*t2)2+(τj*t3)2中，进而得到各排线区环境综合指数ξj，其中t1、t2、t3分别表示电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数的影响比重。
所述电缆沟环境综合分析模块用于根据各排线区内电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数，分析得到各排线区环境综合指数，中央处理器用于获取各排线区环境综合指数并将其进行展示。
将各排线区环境综合指数与预设的环境综合指数紧急阈值、环境综合指数警示阈值分别进行比对，其中环境综合指数紧急阈值小于环境综合指数警示阈值；若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要进行紧急检查维护，若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数警示阈值并大于环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要在规定时间内进行检查维护，若某排线区环境综合指数大于预设的环境综合指数警示阈值，则该排线区只需要进行定期检查维护。本发明通过各排线区内电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数计算得到各排线区环境综合指数，根据各排线区环境综合指数得到的数值来判断各排线区需要进行检查维护的紧急程度，进而便于电缆沟维护人员对电缆沟检查维护的效率和准确性，增加电缆沟内电缆运行的安全性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，包括电缆沟分区模块、电缆架稳定性检测模块、电缆架稳定性分析模块、电缆沟环境探测模块、电缆沟环境分析模块、电缆监测模块、电缆分析模块、电缆沟环境综合分析模块、电缆运维数据库和中央处理器；
所述电缆沟分区模块用于根据电缆沟的延伸方向将电缆沟按照预设顺序等距划分成多个排线区，并将各排线区依次编号标记为1,2，…，j，…，n；
所述电缆架稳定性检测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端用于沿电缆沟的延伸方向进行移动，进而电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数进行检测，各电缆架的稳定性参数分别为电缆架的垂直参数、电缆架水平参数、电缆架贴靠参数；电缆架稳定性检测模块包括影像获取单元、竖直角度获取单元、水平角度获取单元；
所述电缆架稳定性分析模块用于根据采集的各排线区内的各电缆架的稳定性参数并进行各排线区内电缆架的稳定指数的分析；
所述电缆沟环境探测模块设置在移动探测执行端上，并随移动探测执行端进行移动，进而对各排线区内的环境参数进行探测，各排线区内的环境参数包括各排线区内的湿度、积水深度、杂物堆积体积；
所述电缆沟环境分析模块用于根据各排线区内的环境参数分析得到各排线区的环境指数；
所述电缆监测模块设置在移动探测执行端上，移动探测执行端带动其对各排线区内的电缆排布情况进行监测，进而分析得到各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度；
所述电缆分析模块用于根据各排线区内电缆数量符合度、电缆的弯曲符合度、电缆的完整符合度计算得到各排线区内电缆的排布指数；
所述电缆运维数据库用于储存各排线区的长度与宽度、各排线区内的电缆架各项标准尺寸数据、各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距、各排线区内电缆架与对应排线区底部的平均间距、各排线区的最佳湿度、各排线区的安全水位高度、各排线区布设电缆的数量信息、各排线区电缆最大的安全破损面积；
所述电缆沟环境综合分析模块用于根据各排线区内电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数，分析得到各排线区环境综合指数，中央处理器用于获取各排线区环境综合指数并将其进行展示。
2.根据权利要求1所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述电缆架稳定性检测模块对各排线区内的各电缆架的稳定性参数检测的具体方式为：
第一步，通过电缆架稳定性检测模块随移动探测执行端沿电缆沟各排线区进行移动，电缆架稳定性检测模块上的影像获取单元对各排线区内的各电缆架与其对应的排线区侧壁之间的影像进行获取，通过图像处理的方式将各排线区内的各电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，并将其记为ψjSk，j表示第j个排线区，j＝1,2,...,n，k表示第k个电缆架与对应排线区侧壁的阴影面积，k＝1,2,…,m；
第二步，通过获取电缆运维数据库中各排线区内的电缆架的标准长度，进而计算得到各排线区各电缆架与对应排线区侧壁的间距，通过各排线区内各电缆架与对应排线区侧壁的间距、电缆运维数据库中各排线区电缆架与对应排线区侧壁之间的标准间距，进而计算得到各排线区内各电缆架贴靠参数σ1j k，
Figure FDA0003850523680000021
ψjDk标表示第j个排线区内第k个电缆架的标准长度，ψjD'k标表示第j个排线区内第k个电缆架与该排线区侧壁之间的标准间距；
第三步，竖直角度获取单元随移动探测执行端移动时分别获取各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度，并将其记为ψjθk，同理水平角度获取单元获取各排线区内的各电缆架上各支撑杆的水平倾斜角度，通过各排线区内的各电缆架上每个支撑杆的水平倾斜角度采用平均值计算的方法得到各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度
Figure FDA0003850523680000022
第四步，根据第三步得到的各排线区内的各电缆架的竖直倾斜角度、各排线区内的各电缆架支撑杆的平均水平倾斜角度，分别对各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数进行计算，各排线区内的各电缆架垂直参数与水平参数分别记为σ2j k、σ3j k，σ2j k＝sinψjθk，
Figure FDA0003850523680000023
3.根据权利要求1所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述电缆架稳定性分析模块的具体分析方式为：
通过获取各排线区内各电缆架贴靠参数σ1j k、垂直参数σ2j k、水平参数σ3j k，进而分析得到各排线区内电缆架的稳定指数σj，
Figure FDA0003850523680000024
ε1、ε2、ε3分别表示电缆架贴靠参数、垂直参数、水平参数的预设影响系数。
4.根据权利要求1所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述电缆沟环境探测模块包括水位传感器、湿度传感器和红外相机,电缆沟环境探测模块具体的环境参数探测方式为：
电缆沟环境探测模块随移动探测执行端沿各排线区移动，电缆沟环境探测模块上的水位传感器能够深入到各排线区内，并对各排线区的水位进行监测，进而获取各排线区内积水深度并将其记为
Figure FDA0003850523680000025
同时湿度传感器获取各排线区的平均湿度，并将其记为
Figure FDA0003850523680000026
红外相机对各排线区内杂物堆积的体积并将其记为
Figure FDA0003850523680000027
通过读取电缆运维数据库中的各排线区的安全水位高度，进而计算得到各排线区内的积水深度参数，并记为λj1，通过读取各排线区的最佳湿度，进而计算得到各排线区内的湿度参数，并记为λj2，通过读取各排线区的长度、宽度以及电缆架底部与排线区底部之间的平均间距，进而计算得到各排线区内的杂物堆积程度参数，并记为λj3。
5.根据权利要求4所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述电缆沟环境分析模块通过获取各排线区内的积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数，进而分析得到各排线区的环境指数，并将其记为
Figure FDA0003850523680000031
a1、a2、a3分别表示积水深度参数、湿度参数、杂物堆积程度参数所占的修正系数。
6.根据权利要求1所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述电缆监测模块上设置有电缆影像监测单元，电缆监测模块具体的监测方式为：
电缆监测模块随移动探测执行端沿各排线区进行移动，电缆监测模块上的电缆探测单元能够对各排线区内的电缆进行影像采集，进而通过各排线区内电缆的影像分析得到各排线区内的电缆数量，并将其记为
Figure FDA0003850523680000032
通过各排线区内电缆的影像采用灰度值比对的方式分析得到各排线区内电缆各处破损面积，并将其记为
Figure FDA0003850523680000033
Figure FDA00038505236800000314
表示第j个排线区内电缆第f处破损的面积，其中f＝1,2,…,q；通过各排线区内电缆的影像处理分析得到各排线区内线缆的总延伸长度，并将其记为
Figure FDA0003850523680000034
7.根据权利要求6所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，将所述各排线区内的电缆数量
Figure FDA0003850523680000035
代入到公式
Figure FDA0003850523680000036
得到各排线区内电缆数量符合度τj1，e表示常数，
Figure FDA0003850523680000037
表示第j个排线区内电缆的标准数量；将各排线区内电缆的破损数量和对应的破损面积
Figure FDA0003850523680000038
代入到公式
Figure FDA0003850523680000039
得到各排线区内电缆的完整符合度τj2，
Figure FDA00038505236800000310
表示第j个排线区电缆最大的安全破损面积，υ表示电缆破损面积的补偿系数；将各排线区内线缆的总延伸长度
Figure FDA00038505236800000311
代入到公式
Figure FDA00038505236800000312
得到各排线区内电缆的弯曲符合度τj3，
Figure FDA00038505236800000313
表示第j个排线区的标准长度，υ'表示电缆的弯曲符合度的补偿系数。
8.根据权利要求7所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述各排线区内电缆的排布指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆数量符合度τj1、各排线区内电缆的完整符合度τj2、各排线区内电缆的弯曲符合度τj3代入到公式
Figure FDA0003850523680000041
得到各排线区内电缆的排布指数，b1、b2、b3分别表示电缆的数量符合度、完整符合度、弯曲符合度所占的权重比值。
9.根据权利要求8所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，所述各排线区环境综合指数的具体计算方式为，将各排线区内电缆架的稳定指数σj、环境指数μj、电缆的排布指数τj代入到公式ξj＝(σj*t1)2+(μj*t2)2+(τj*t3)2中，进而得到各排线区环境综合指数ξj，其中t1、t2、t3分别表示电缆架的稳定指数、环境指数、电缆的排布指数的影响比重。
10.根据权利要求9所述一种基于人工智能的电力变电站电缆沟运维状态监测分析云平台，其特征在于，将各排线区环境综合指数与预设的环境综合指数紧急阈值、环境综合指数警示阈值分别进行比对，其中环境综合指数紧急阈值小于环境综合指数警示阈值；若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要进行紧急检查维护，若某排线区环境综合指数小于预设的环境综合指数警示阈值并大于环境综合指数紧急阈值，则该排线区需要在规定时间内进行检查维护，若某排线区环境综合指数大于预设的环境综合指数警示阈值，则该排线区只需要进行定期检查维护。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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