CN116087345B - 复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法、装置及介质。该方法包括：获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。通过本发明的技术方案，能够实现复合绝缘子轴向缺陷的缺陷长度的计算，提高了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性，减少了复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间，降低了计算复杂度，提高了计算效率。

Description

复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法、装置及介质

技术领域

本发明涉及信号分析领域，尤其涉及一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法、装置及介质。

背景技术

近年来，随着西电东输等项目的逐渐发展，高压输电领域逐渐受到重视。复合绝缘子因为其质量轻便，电气性能优良、抗污染能力强等优点，被广泛应用于高压输电领域。由于复合绝缘子制作工艺、使用年限增加、工作环境恶劣、鸟兽损伤等原因，会在使用中造成复合绝缘子缺陷，如复合复合绝缘子积污、老化、芯棒脆裂，酥朽断裂等，进而造成安全事故。随着电力工业的快速发展和电网规模的不断扩大，对电力系统稳定性的要求逐渐提高，输电线路运行维护的工作量日益增大，这也对复合绝缘子缺陷检测提出了新的要求。

目前在复合绝缘子的缺陷检测方面主要应用超声检测方法，超声检测方法不仅能够进行连续扫查、相控聚焦，还能对缺陷和结构失效进行早期预警。研究人员现多使用小波包分解、经验模态等方法，对缺陷信号进行信号特征提取，用提取到的特征量进行缺陷识别和分类。

发明人在实现本实施例的过程中，发现上述方法存在复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性低，复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间较长，计算复杂度高，计算效率低的问题。

发明内容

本发明提供了一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法、装置、设备及介质，可以解决现有技术的复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性低，复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间较长，计算复杂度高，计算效率低的问题。

第一方面，提供了一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法，该方法包括：

获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

第二方面，本发明提供了一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置，该装置包括，包括：

预处理信号获取模块，用于获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

预处理信号分析模块，用于基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

轴向缺陷长度计算模块，用于基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

本发明实施例的技术方案，通过获取回波信号，并对回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，之后基于预设算法对预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号，最后基于前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到复合绝缘子的轴向缺陷长度，解决了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性低，复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间较长，计算复杂度高，计算效率低的问题，实现复合绝缘子轴向缺陷的缺陷长度的计算，提高了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性，减少了复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间，降低了计算复杂度，提高了计算效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例一提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的流程图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的流程图；

图3是根据本发明实施例三提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置的结构示意图；

图4是实现本发明实施例的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的流程图，本实施例可适用于需要进行复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算的情况，该方法可以由复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置来执行，该复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置可配置于具有复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算功能的终端或服务器中中。如图1所示，该方法包括：

S110、获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号。

在本实施例中，所述回波信号的具体获取方法为：在复合绝缘子两端铺设锆钛酸铅压电陶瓷晶片，并在其中一端发出选取好的导波激励信号，在另一端接收到的信号即为回波信号；进一步的，所述导波激励信号可以为经汉宁窗调制的十周期正弦导波激励信号，具体的，在实际检测中，在经汉宁窗调制的信号的频谱中，中心频率附近的能量较集中，在传播过程中衰减小，保证了回波信号的完整性，便于回波信号的识别和分析。

其中，获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，包括：获取回波信号；将所述各回波信号进行数据仿真，得到与所述回波信号匹配的各回波数据；根据各回波数据的数据特征，判断所述各回波信号的是否发生频散现象，并筛选未发生频散的回波信号作为预处理信号。

具体的，将所述回波信号输入至仿真程序中直接对其进行仿真，得到与所述回波信号匹配的各回波数据，之后根据各回波数据所对应的波形判断所述各回波信号的是否发生频散现象，并选择未发生频散的波形，即相对于所述导波激励信号未发生畸变的波形对应的各回波信号作为预处理信号。

S120、基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号。

其中，所述预设算法可以用于获得与预处理信号匹配的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；进一步的，所述前沿缺陷信号为：通过所述预设算法所得到的第一个完整的激励波导信号；相应的，所述后沿缺陷信号为通过所述预设算法所得到的第二个完整的激励波导信号。

S130、基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

其中，所述复合绝缘子包括：玻璃纤维环氧树脂芯棒组成绝缘子；进一步的，所述轴向缺陷具体为：针对圆柱体的复合绝缘子，所述轴向为复合绝缘子旋转中心轴的方向，即与中心轴共同的方向；进一步的，所述轴向缺陷为与中心轴共同方向的缺陷；进一步的，所述缺陷可以为所述复合绝缘子内部出现积污、老化或棒芯脆裂以及内部断裂等问题，本实施例对此不做限制。

其中，基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度，包括：获取前沿信息带包含的参数信息以得到前沿缺陷信号，同时获取后沿信息带包含的参数信息以得到后沿缺陷信息；基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度；其中，所述预设公式为：

具体的，所述u₁与u₂分别为前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号所对应的位移参数，C_g为所述预处理信号的传播速度。

其中，所述前沿信息带中包含可以构成前沿缺陷信号的各参数信息；示例性的，若前沿信息带中包含的参数信息为a、b、c与d，则与所述前沿信息带匹配的前沿缺陷信号为尺度参数为a，位移参数为b，频率参数为c且相位参数为d的时序信号；相应的，所述后沿信息带中包含可以构成后沿缺陷信号的各参数信息。需要注意的是，各类型的信息带中只包含具体的参数数据信息，不包含具体的参数设置信息；进一步的，预设的各参数的排列顺序即为各参数在时序信号函数中与对应的参数设置信息。

在本实施例中，所述预设公式中的参数u₁为前沿信息带中对应于前沿缺陷信号的位移参数的数据信息，即u₁为前沿缺陷信号的位移参数；相应的，所述预设公式中的参数u₂为前沿信息带中对应于前沿缺陷信号的位移参数的数据信息，即u₂为前沿缺陷信号的位移参数。

其中，所述预处理信号的传播速度为所述预处理信号在负复合绝缘子中的传播速度，可由历史资料以及实际测量直接获取。

进一步的，所述预设公式中的l为根据本实施例方法所得到的所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

本发明实施例的技术方案，通过获取回波信号，并对回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，之后基于预设算法对预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号，最后基于前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到复合绝缘子的轴向缺陷长度，能够实现复合绝缘子轴向缺陷的缺陷长度的计算，提高了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性，减少了复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间，降低了计算复杂度，提高了计算效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行细化，在本实施例中具体是对基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号的方法进行细化。

相应的，如图2所示，该方法包括：

S210、获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号。

S220、基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建。

其中，所述每个初始信息带中包括对应基础Gabor原子的四个原子参数。

相应的，基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建之前，还包括：

基于预设规则对全部Gabor原子的参数进行设定，以得到各基础Gabor原子；其中，所述各Gabor原子的表达式为：

其中，所述s为各Gabor原子的尺度参数，u为位移参数，ζ为频率参数，φ为相位参数。

相应的，所述每个初始信息带中包括的对应基础Gabor原子的四个原子参数为各Gabor原子的尺度参数s，位移参数u，频率参数ζ，相位参数φ，即所述各Gabor原子与各初始信息带具有对应关系。

在本实施例中，可以选用包含多个Gabor原子的原子归一化字典作为过完备冗余字典；进一步的，所述过完备冗余字典中Gabor原子的数量超过所述预处理信号的长度，即所述预处理信号可以由完备冗余字典中的少数Gabor原子进行表示，避免了出现Gabor原子数量过少无法完整的表示预处理信号的问题，保证了预处理信号的完整性。

其中，所述预设规则可以为人工预设的现有规则，可以根据现有规则对全部Gabor原子的参数进行直接的获取；其中，所述现有规则可以为历史试验资料以及其他有关文献等。

S230、根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带。

其中，所述适应度计算为所述各个基础Gabor原子与残差信号的内积计算；进一步的，所述残差为实际观察值与估计值之间的差；具体的，所述残差信号为预处理信号在减去其对应的相位参数所张成的相位空间上的正交投影后所形成的信号。

其中，所述原子参数交换包括：基于预设的参数交换概率对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换；进一步的，所述预设的参数交换概率为人工设置的概率，示例性的，若当前预设的参数交换概率为50%，即表示当前各信息带上对应位置的原子参数有50%的概率进行交换；需要注意的是，在进行原子参数交换时，只有在各信息带中处于同一位置的原子参数才能进行交换动作；示例性的。若当前相邻的两个初始信息带携带的原子参数信息分别为{a,b,c,d}与{A,B,C,D},通过预设的参数交换概率50%进行交换预测的结果为a-A进行原子参数交换，c-C进行原子参数交换，则交换后当前相邻的两个初始信息带携带的原子参数信息分别为{A,b,C,d}与{a,B,c,D}；需要注意的是，在上述实施例中，各初始信息带中的四个原子信息参数都具有50%的交换概率，即其他的初始信息带中可能存在不同的原子参数交换方式，如只交换一个参数，全部参数都交换或者全部参数均不交换等方式。

其中，所述各个基础Gabor原子的原子参数变异操作为相互独立的操作，即四个参数中，其中一个参数是否变异以及变异的方向不受其他三个原子参数变异结果的影响；其中，所述变异方向为随机方向，即成功进行原子参数变异的原子参数为随机大小。

具体的，根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带，包括：

根据预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算，并根据计算结果，获得适应度最大的基础Gabor原子作为标准Gabor原子进行提取；基于预设的参数交换概率对除去所述标准Gabor原子之外的其他基础Gabor原子的各初始信息带进行单次原子参数交换；基于预设的参数变异概率对标准Gabor原子的各原子参数进行单次原子参数变异；返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至达到预设的重复迭代次数；根据参数变异结果，检测与所述标准Gabor原子对应的目标信息带是否为符合预设终止条件的信息带；否则，返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至成功确定出符合预设终止条件的目标信息带。

进一步的，根据预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算，并根据计算结果，获得适应度最大的基础Gabor原子作为标准Gabor原子进行提取，包括：

通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子，作为初始Gabor原子进行提取，所述目标信号为预处理信号；基于初始Gabor原子以及目标信号得到预处理信号的残差信号；对所述残差信号与初始Gabor原子进行内积计算，并使用内积计算结果更新所述目标信号后，返回执行通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子的操作，直至内积计算的次数满足预设的次数条件；将结束迭代时的初始Gabor原子，确定为适应度最大的标准Gabor原子。

其中，所述目标信号为当前的预处理信号；

在本实施例中，示例性的，首先获取与目标信号对应的信号方程f₀，之后通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子g_r0；进一步的，所述内积大小的计算公式为

，在通过上述公式将全部的Gabor原子与目标信号内积绝对值获取后，选择与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子g_r0作为初始Gabor原子；之后基于现有算法对g_r0进行归一化处理，其中，所述归一化处理为将有量纲的表达式，经过变换，化为无量纲的表达式，成为标量；在将g_r0归一化处理后，通过从f₀中减去f₀在g_r0上的纵向分量，得到残差信号f₁，即/>

；最后对残差信号f₁进行迭代计算，即将残差信号f₁与初始Gabor原子g_r0进行内积计算，并使用内积计算结果更新所述目标信号后，返回执行通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子的操作，直至内积计算的次数满足预设的次数条件m次，即/>

，其中，所述f_m为第m次对应的残差信号，所述g_rm为第m次对应的初始Gabor原子。

相应的，通过上述操作，可以得到原子归一化字典中找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子，即适应度最大的标准Gabor原子。

其中，所述预设次数为人工预设的迭代次数，例如可以为50次等次数，可以由实际工作中对精确度的要求而进行人工调整；相应的，预设次数对的数值越大，得到的标准Gabor原子的精度越高。

S240、在当前的目标信息带中获得符合预设条件的前沿缺陷信号后，再次执行根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带。

在本实施例中，采用多次参数变异与参数交换的操作有利于提高获取的适应度最大的标准Gabor原子的精度，保证了得到的前沿缺陷信号以及后沿缺陷信号的精确度，相应的提高了本实施例方法中得到的复合绝缘子的轴向缺陷长度的精确度。

S250、在当前的目标信息带中获得符合预设条件的后沿缺陷信号。

其中，所述S230与S240中获得的各目标信息带中均包含四个不同的参数；进一步的，所述四个不同的参数分别为：尺度参数s，位移参数u以及频率参数ζ，相位参数φ。

在上述步骤的基础上，通过各目标信息带获得的各尺度参数s，位移参数u，频率参数ζ，相位参数φ可以确定两个具有唯一性的缺陷信号，即前沿缺陷信号及后沿缺陷信号。

S260、基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

本发明实施例的技术方案，通过获取回波信号，并对回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，之后基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建，并根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带，同时在当前的目标信息带中获得符合预设条件的前沿缺陷信号后，再次执行根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带，并在当前的目标信息带中获得符合预设条件的后沿缺陷信号，最后基于前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到复合绝缘子的轴向缺陷长度，能够实现复合绝缘子轴向缺陷的缺陷长度的计算，提高了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性，减少了复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间，降低了计算复杂度，提高了计算效率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：

预处理信号获取模块310，用于获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

预处理信号分析模块320，用于基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

轴向缺陷长度计算模块330，用于基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

本发明实施例的技术方案，通过获取回波信号，并对回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，之后基于预设算法对预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号，最后基于前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到复合绝缘子的轴向缺陷长度，能够实现复合绝缘子轴向缺陷的缺陷长度的计算，提高了复合绝缘子的轴向缺陷长度计算的准确性与可靠性，减少了复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算时间，降低了计算复杂度，提高了计算效率。

在上述实施例的基础上，预处理信号获取模块310，包括：

回波信号获取单元，用于获取回波信号；

回波数据获取单元，用于将所述各回波信号进行数据仿真，得到与所述回波信号匹配的各回波数据；

预处理信号获取单元，用于根据各回波数据的数据特征，判断所述各回波信号的是否发生频散现象，并筛选未发生频散的回波信号作为预处理信号。

在上述实施例的基础上，预处理信号分析模块320，包括：

初始信息带构建单元，用于基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建；其中，所述每个初始信息带中包括对应基础Gabor原子的四个原子参数；

第一目标信息带获取单元，用于根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

第二目标信息带获取单元，用于在当前的目标信息带中获得符合预设条件的前沿缺陷信号后，再次执行根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

后沿缺陷信号确定单元，用于在当前的目标信息带中获得符合预设条件的后沿缺陷信号。

在上述实施例的基础上，第一目标信息带获取单元，进一步包括：

标准Gabor原子提取单元，用于根据预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算，并根据计算结果，获得适应度最大的基础Gabor原子作为标准Gabor原子进行提取；

单次原子参数交换单元，用于基于预设的参数交换概率对除去所述标准Gabor原子之外的其他基础Gabor原子的各初始信息带进行单次原子参数交换；

单次原子参数变异单元，用于基于预设的参数变异概率对标准Gabor原子的各原子参数进行单次原子参数变异；

迭代次数计算单元，用于返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至达到预设的重复迭代次数；

第一终止条件检测单元，用于根据参数变异结果，检测与所述标准Gabor原子对应的目标信息带是否为符合预设终止条件的信息带；

返回执行单元，用于返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至成功确定出符合预设终止条件的目标信息带。

在上述实施例的基础上，标准Gabor原子提取单元，进一步包括：

初始Gabor原子提取单元，用于通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子，作为初始Gabor原子进行提取，所述目标信号为预处理信号；

残差信号获取单元，用于基于初始Gabor原子以及目标信号得到预处理信号的残差信号；

内积计算单元，用于对所述残差信号与初始Gabor原子进行内积计算，并使用内积计算结果更新所述目标信号后，返回执行通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子的操作，直至内积计算的次数满足预设的次数条件；

适应度确认单元，用于将结束迭代时的初始Gabor原子，确定为适应度最大的标准Gabor原子。

在上述实施例的基础上，初始信息带构建单元，进一步包括：

参数设定单元，用于基于预设规则对全部Gabor原子的参数进行设定，以得到各基础Gabor原子。

在上述实施例的基础上，轴向缺陷长度计算模块330，还包括：

获取前沿信息带包含的参数信息以得到前沿缺陷信号，同时获取后沿信息带包含的参数信息以得到后沿缺陷信息；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

本发明实施例所提供的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置可执行本发明任意实施例所提供的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

相应的，该方法包括：

获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度。

在一些实施例中，复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

Claims (6)

1.一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法，其特征在于，包括：

获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度；

其中，获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号，包括：

获取回波信号；

将各回波信号进行数据仿真，得到与所述回波信号匹配的各回波数据；

根据各回波数据的数据特征，判断所述各回波信号是否发生频散现象，并筛选未发生频散的回波信号作为预处理信号；

其中，基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号，包括：

基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建；其中，每个初始信息带中包括对应基础Gabor原子的四个原子参数；

根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

在当前的目标信息带中获得符合预设条件的前沿缺陷信号后，再次执行根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

在当前的目标信息带中获得符合预设条件的后沿缺陷信号；

其中，基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建之前，还包括：

基于预设规则对全部Gabor原子的参数进行设定，以得到各基础Gabor原子；其中，各Gabor原子的表达式为：

；其中，s为各Gabor原子的尺度参数，u为位移参数，/>

为频率参数，ψ为相位参数，t为所述预处理信号的时序参数；

其中，基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度，包括：

获取前沿信息带包含的参数信息以得到前沿缺陷信号，同时获取后沿信息带包含的参数信息以得到后沿缺陷信息；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度；其中，所述预设公式为：

；

其中，u₁与u₂分别为前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号所对应的位移参数，Cg为所述预处理信号的传播速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带，包括：

根据预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算，并根据计算结果，获得适应度最大的基础Gabor原子作为标准Gabor原子进行提取；

基于预设的参数交换概率对除去所述标准Gabor原子之外的其他基础Gabor原子的各初始信息带进行单次原子参数交换；

基于预设的参数变异概率对标准Gabor原子的各原子参数进行单次原子参数变异；

返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至达到预设的重复迭代次数；

根据参数变异结果，检测与所述标准Gabor原子对应的目标信息带是否为符合预设终止条件的信息带；

否则，返回执行基于预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子的适应度进行计算的操作，直至成功确定出符合预设终止条件的目标信息带。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算，并根据计算结果，获得适应度最大的基础Gabor原子作为标准Gabor原子进行提取，包括：

通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子，作为初始Gabor原子进行提取，所述目标信号为预处理信号；

基于初始Gabor原子以及目标信号得到预处理信号的残差信号；

对所述残差信号与初始Gabor原子进行内积计算，并使用内积计算结果更新所述目标信号后，返回执行通过Gabor原子的原子归一化字典，查找与目标信号内积绝对值最大的Gabor原子的操作，直至内积计算的次数满足预设的次数条件；

将结束迭代时的初始Gabor原子，确定为适应度最大的标准Gabor原子。

4.一种复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算装置，其特征在于，包括：

预处理信号获取模块，用于获取回波信号，并对所述回波信号进行筛选，得到符合预设筛选条件的预处理信号；

预处理信号分析模块，用于基于预设算法对所述预处理信号进行分析，得到符合预设条件的前沿缺陷信号与后沿缺陷信号；

轴向缺陷长度计算模块，用于基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度；

其中，预处理信号获取模块，包括：

回波信号获取单元，用于获取回波信号；

回波数据获取单元，用于将各回波信号进行数据仿真，得到与所述回波信号匹配的各回波数据；

预处理信号获取单元，用于根据各回波数据的数据特征，判断所述各回波信号的是否发生频散现象，并筛选未发生频散的回波信号作为预处理信号；

其中，所述预处理信号分析模块，包括：

初始信息带构建单元，用于基于预设的各基础Gabor原子的原子参数进行各初始信息带的构建；其中，每个初始信息带中包括对应基础Gabor原子的四个原子参数；

第一目标信息带获取单元，用于根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

第二目标信息带获取单元，用于在当前的目标信息带中获得符合预设条件的前沿缺陷信号后，再次执行根据由预设算法与预处理信号对各个基础Gabor原子进行适应度计算得到的适应度计算结果，对各基础Gabor原子的各初始信息带分别进行多次原子参数交换和原子参数变异，直至适应度最大的标准Gabor原子的目标信息带为符合预设终止条件的目标信息带；

后沿缺陷信号确定单元，用于在当前的目标信息带中获得符合预设条件的后沿缺陷信号；

其中，所述初始信息带构建单元，进一步包括：

参数设定单元，用于基于预设规则对全部Gabor原子的参数进行设定，以得到各基础Gabor原子；其中，各Gabor原子的表达式为：

；

其中，s为各Gabor原子的尺度参数，u为位移参数，

为频率参数，ψ为相位参数，t为所述预处理信号的时序参数；

其中，所述轴向缺陷长度计算模块，包括：

获取前沿信息带包含的参数信息以得到前沿缺陷信号，同时获取后沿信息带包含的参数信息以得到后沿缺陷信息；

基于所述前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号，通过预设公式计算得到所述复合绝缘子的轴向缺陷长度；其中，所述预设公式为：

；

其中，u₁与u₂分别为前沿缺陷信号与所述后沿缺陷信号所对应的位移参数，Cg为所述预处理信号的传播速度。

5. 一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3中任一项所述的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述的复合绝缘子的轴向缺陷长度的计算方法。

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