CN116189395B - 一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电缆远程监测技术领域，具体为一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法，包括运行环境监测单元、处理器、视频监处分析单元以及环频处理警示单元，所述处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，本发明通过对智能电缆运行时的相关环境数据进行采集、划分以及处理，对智能电缆运行时的环境方面进行数据变化的分析，分析出智能电缆运行时周边环境中存在的影响因素，通过对智能电缆运行时的周边环境进行影像的监控以及图像处理，对智能电缆运行时的环境影像进行影像变化的分析，将智能电缆运行时的环境因素与运行时的视频影像进行数据的结合分析，从而增加电缆运行时的安全性，提高工作效率。

Description

一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法

技术领域

本发明涉及电缆远程监测技术领域，具体为一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法。

背景技术

通常是由几根或几组导线绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层；电缆具有内通电，外绝缘的特征，随着社会科技的发展，电缆的运用也越来越广泛，其中，隧道中就广泛使用电缆。

目前，对于隧道中使用的电缆，通常是通过技术人员定期进行检查，或设定一个检测设备采集电缆以及运行环境的相关数据，技术人员依据参数进行分析，从而导致现有的电缆远程检测设备无法自主的对电缆以及电缆运行时的环境进行分析，同时，也无法依据他的外界环境因素，以及监测的视频影像进行自主结合分析，从而导致电缆存在大量的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法，来解决上述所提出的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种智能电缆运行环境的远程监测系统，包括运行环境监测单元、处理器、视频监处分析单元以及环频处理警示单元；

所述处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，所述运行环境监测单元依据运环监测信号对智能电缆运行时环境数据进行数据的采集，并依据采集的数据从智能电缆的振动、温度以及湿度进行本体以及环境方面的运环处理操作，分析出电缆体环系数T_i；

所述处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，所述视频监处分析单元依据视频监测信号对智能电缆运行时的周边环境的视频影像进行图像的视频分处操作，分析出视频影响系数E_i;

所述处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，所述环频处理警示单元依据环频警示信号对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行环频预警操作，得到监测异常信号、监测安全信号以及显示环频评价超出值，并依据监测异常信号向管理终端发出监测异常警报以及显示环频评价超出值。

进一步的，运环处理操作的具体操作过程为：

将采集到实时智能电缆运行时进行电缆编号，依据智能电缆对应的电缆编号对周边的环境因素进行数据的监测，将监测到的一段时间内智能电缆与安装的物体或墙体之间在不同时间点的振动、抖动的频率标定为振抖频率数据，将一段时间平均划分为若干个相同时长的时间段，将每个划分的时间段标定为时段数据，依据时段数据将对应的振抖频率数据进行均值计算，计算出时段数据对应的振抖频率均值，依据时段数据对应的振抖频率均值进行均值计算，计算出振抖频段均值；

依据振抖频率数据以及振抖频段均值进行振动处理，得到振频浮超信号、振频浮正差值、振频符合信号以及振频浮负差值；

将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的温度以及湿度分别标定为环点温数据、环点湿数据，依据时段数据提取对应的若干个环点温数据、环点湿数据，进行时段数据对应的环点温数据、环点湿数据的均值计算，计算出环点温均值、环点湿均值，将若干个时段数据对应环点温均值、环点湿均值进行均值计算，计算出环点温段均值、环点湿段均值；

依据环点温均值、环点温段均值以及一段时间内的环点温数据进行点温处理，得到温段变异信号、温段变正差值、温段变正信号以及温段变负差值；

依据点温处理的方法将环点湿均值、环点湿段均值以及一段时间内的环点湿数据进行点湿处理，得到湿段变异信号、湿段变正差值、湿段变正信号以及湿段变负差值；

依据振动处理、点温处理以及点湿处理得到的数据进行电缆体环系数计算，得到电缆体环系数T_i。

进一步的，依据振抖频率数据以及振抖频段均值进行振动处理的具体为：

将振抖频率数据标定为，i=1,2,3......n，n的取值为正整数，将振抖频段均值标记为m，依据方差公式计算出振抖段方差F²，将振抖段方差F²与对应的振抖段方差阈值进行比较，当振抖段方差F²大于等于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动超出预设范围，生成振频浮超信号，依据振频浮超信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮正差值，当振抖段方差F²小于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动属于预设范围，生成振频符合信号，依据振频符合信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮负差值。

进一步的，进行点温处理的过程为：

将环点温均值、环点温段均值分别与时段数据内以及一段时间内的环点温数据进行差值计算，计算出若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值，将若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值分别进行均值计算，计算出点温差均值以及点温段差均值，将两者进行均值计算，计算出点段温差值，将点段温差值与对应的点段温差阈值进行比较：

当点段温差值大于等于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化大，生成温段变异信号，依据温段变异信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变正差值，当点段温差值小于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化小，生成温段变正信号，依据温段变正信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变负差值。

进一步的，依据振动处理、点温处理以及点湿处理得到的数据进行电缆体环系数计算的过程为：

依据电缆体环系数计算式：

，计算出电缆体环系数T_i，其中，u1表示为振频衡量值的预设权重系数，u2表示为温度和湿度的预设权重系数，β表示为温度和湿度的同化转换因子，glc表示为转换偏差纠正因子，u1和u2均为预设值，且u1＜u2，i的取值为正整数，ZP_c表示为振频衡量值，WB_c表示为温段变值，SD_c表示为湿段变值；

其中，振频衡量值ZP_c，c=1，2，当c=1时，ZP_c表示为振频浮正差值，当c=2时，ZP_c表示为振频浮负差值，温段变值WB_c，c=1，2，当c=1时，WB_c表示为温段变正差值，当c=2时，WB_c表示为温段变负差值，湿段变值SD_c，c=1，2，当c=1时，SD_c表示为湿段变正差值，当c=2时，SD_c表示为湿段变负差值。

进一步的，视频分处操作的具体操作过程为：

依据电缆编号将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的影像标定为视频影像数据，对视频影像数据内的电缆影像以及墙体影像进行识别，识别到一段时间内视频影像中电缆编号对应的电缆影像与墙体影像的接触次数并标定为碰撞次数；

依据碰撞次数进行碰撞处理，得到高碰撞信号、碰撞频率异常值以及常碰撞信号；

对视频影像数据中的车辆影像进行识别，识别出出现车祸的次数并标定为车祸次数值，对出现车祸的影像进行识别，识别出车祸失火的次数并标定为失火次数值；

依据时段数据对车祸次数值以及失火次数值进行划分，划分出若干个时段数据内的车祸次数值以及失火次数值，依据频率计算式，计算出若干个时段数据内车祸次数值以及失火次数值的频率并分别标定为车祸频率值以及失火频率值，依据均值计算式将若干个时段数据内车祸频率值以及失火频率值进行均值计算，计算出车祸频率均值以及失火频率均值，将失火频率均值与车祸频率均值进行占比计算，计算出失火占比值；

建立虚拟空间直角坐标系，并将视频影像在虚拟空间直角坐标系中进行标记，提取不同时间点内智能电缆的影像，并依据智能电缆的影像进行坐标标记，从而得到若干个电缆坐标点CX_i（Xi，Yi，Zi），对不同时间点的若干个电缆坐标点CX_i进行分析，得到拉扯信号以及掉落差值；

依据视频影响系数计算式：

，计算出视频影响系数E_i，其中，PZ_i表示为碰撞频率异常值，a1表示为碰撞频率异常值的权重预设因子，SH_i表示为失火占比值，a2表示为失火占比值的权重预设因子，DL_i表示为掉落差值，a3表示为掉落差值的权重预设因子，mn表示为视频影像偏差调节因子，i的取值为正整数，a1、a2以及a3均为预设值，且a2＞a3＞a1。

进一步的，依据碰撞次数进行碰撞处理的具体为：

依据时段数据将碰撞次数进行划分，划分出若干个时段数据内的碰撞次数，将碰撞次数与时段数据的时间长短进行碰撞频率计算，计算出碰撞频率值，依据均值计算式，计算出若干个时段数据内的碰撞频率值进行均值计算，计算出碰撞频率均值，将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行比对：

当碰撞频率均值大于碰撞频率阈值时，则生成高碰撞信号，依据高碰撞信号将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行差值计算，计算出碰撞频率异常值，当碰撞频率均值小于等于碰撞频率阈值时，则生成常碰撞信号。

进一步的，不同时间点的若干个电缆坐标点CX_i进行分析的具体为：

选取两个相同部位不同时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i，将两个时间点对应的若干个坐标点进行匹配，当匹配结果一致时，则生成无变化信号，当匹配结果不一致时，则生成变化信号，识别出无变化信号以及变化信号的出现次数并分别标记为无变化次数值以及变化次数值，将变化次数值与无变化次数值进行占比计算，计算出变化次数值的占比数据并标定为变化占比值，将变化占比值与变化阈值进行比对，当变化占比值大于等于变化阈值时，则生成变化异常信号；

依据变化异常信号，对选取的两个时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i进行坐标比较，当后一个时间点的Z轴坐标对应的数值小于前一个时间点的Z轴坐标对应的数值时，则生成电缆掉落信号，识别出电缆掉落信号出现的次数并标定为掉落次数值，当掉落次数值大于等于对应的阈值时，则生成拉扯信号，并依据拉扯信号将掉落次数值与对应的阈值进行差值计算，计算出掉落差值。

进一步的，环频预警操作的具体过程为：

依据电缆编号提取对应的电缆体环系数T_i以及视频影响系数E_i，将电缆体环系数T_i以及视频影响系数E_i代入环频评价计算式，计算出环频评价值P_i；

提取环频评价值P_i，并将环频评价值P_i与对应的阈值进行比对，当环频评价值P_i大于等于对应的阈值时，则生成监测异常信号，依据监测异常信号将环频评价值P_i与对应的阈值进行差值计算，计算出环频评价超出值，当环频评价值P_i小于对应的阈值时，则判定该智能电缆运行环境安全，生成监测安全信号；

提取监测异常信号以及监测安全信号，并对监测异常信号以及监测安全信号进行识别，当识别到监测异常信号时，则向管理终端发出监测异常警报，并显示环频评价超出值，当识别到监测安全信号时，则显示“运行环境安全”的字样。

一种智能电缆运行环境的远程监测方法，该方法具体包括下述步骤：

步骤一：通过处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，运行环境监测单元依据运环监测信号对智能电缆运行时环境数据进行数据的采集，并依据采集的数据从智能电缆的振动、温度以及湿度进行本体以及环境方面的运环处理操作，分析出电缆体环系数T_i；

步骤二：通过处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，视频监处分析单元依据视频监测信号对智能电缆运行时的周边环境的视频影像进行图像的视频分处操作，分析出视频影响系数E_i;

步骤三：通过处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，环频处理警示单元依据环频警示信号对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行环频预警操作，得到监测异常信号、监测安全信号以及显示环频评价超出值，并依据监测异常信号向管理终端发出监测异常警报以及显示环频评价超出值。

本发明的有益效果：

本发明通过对智能电缆运行时的相关环境数据进行采集、划分以及处理一系列的操作，从而对智能电缆运行时的环境方面进行数据变化的分析，分析出智能电缆运行时周边环境中存在的影响因素，从而保证智能电缆运行时环境的安全性，增加智能电缆运行时周边环境影响分析的精确性，通过对智能电缆运行时的周边环境进行影像的监控以及图像处理等一系列的视频分处操作，从而对智能电缆运行时的环境影像进行影像变化的分析，分析出智能电缆中存在的安全隐患，提高智能电缆运行时环境的稳定性，将智能电缆运行时的环境因素与运行时的视频影像进行数据的结合分析，从而增加电缆运行时的安全性，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

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，本发明为一种智能电缆运行环境的远程监测系统及方法，包括运行环境监测单元、处理器、视频监处分析单元以及环频处理警示单元；

所述处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，通过运行环境监测单元对智能电缆运行时的相关环境数据进行采集、划分以及处理一系列的运环处理操作，从而对智能电缆运行时的环境方面进行数据变化的分析，分析出智能电缆运行时周边环境中存在的影响因素，从而保证智能电缆运行时环境的安全性，增加智能电缆运行时周边环境影响分析的精确性；

将采集到实时智能电缆运行时进行电缆编号，并将电缆编号标记为o，o的取值为正整数，依据智能电缆对应的电缆编号对周边的环境因素进行数据的监测，将监测到的一段时间内智能电缆与安装的物体或墙体之间在不同时间点的振动、抖动的频率标定为振抖频率数据，将一段时间平均划分为若干个相同时长的时间段，将每个划分的时间段标定为时段数据，依据时段数据将对应的振抖频率数据进行均值计算，计算出时段数据对应的振抖频率均值，依据时段数据对应的振抖频率均值进行均值计算，计算出振抖频段均值，其中，一段时间界定为上一年的第一天至上一年的最后一天；

将振抖频率数据标定为X_i，i=1,2,3......n，n的取值为正整数，将振抖频段均值标记为m，依据方差公式：

，计算出振抖段方差F²，将振抖段方差F²与对应的振抖段方差阈值进行比较，当振抖段方差F²大于等于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动超出预设范围，生成振频浮超信号，依据振频浮超信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮正差值，当振抖段方差F²小于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动属于预设范围，生成振频符合信号，依据振频符合信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮负差值；

将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的温度以及湿度分别标定为环点温数据、环点湿数据，依据时段数据提取对应的若干个环点温数据、环点湿数据，进行时段数据对应的环点温数据、环点湿数据的均值计算，计算出环点温均值、环点湿均值，将若干个时段数据对应环点温均值、环点湿均值进行均值计算，计算出环点温段均值、环点湿段均值；

将环点温均值、环点温段均值分别与时段数据内以及一段时间内的环点温数据进行差值计算，计算出若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值，将若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值分别进行均值计算，计算出点温差均值以及点温段差均值，将两者进行均值计算，计算出点段温差值，将点段温差值与对应的点段温差阈值进行比较，当点段温差值大于等于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化大，生成温段变异信号，依据温段变异信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变正差值，当点段温差值小于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化小，生成温段变正信号，依据温段变正信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变负差值；

将环点湿均值、环点湿段均值分别与时段数据内以及一段时间内的环点湿数据进行差值计算，计算出若干个对应的环点湿差值以及若干个对应的环点湿段差值，将若干个对应的环点湿差值以及若干个对应的环点湿段差值分别进行均值计算，计算出点湿差均值以及点湿段差均值，将两者进行均值计算，计算出点段湿差值，将点段湿差值与对应的点断湿差阈值进行比较，当点段湿差值大于等于点断湿差阈值，则判定时段数据之间的湿度变化大，生成湿段变异信号，依据湿段变异信号将点段湿差值与点断湿差阈值的差值标定为湿段变正差值，当点段湿差值小于点断湿差阈值，则判定时段数据之间的湿度变化小，生成湿段变正信号，依据湿段变正信号将点段湿差值与点断湿差阈值的差值标定为湿段变负差值；

识别振频浮超信号或振频符合信号，并提取对应的振频浮正差值或振频浮负差值，将提取的振频浮正差值或振频浮负差值标定为振频衡量值ZP_c，c=1，2，当c=1时，ZP_c表示为振频浮正差值，当c=2时，ZP_c表示为振频浮负差值；

识别温段变异信号或温段变正信号，并提取对应的温段变正差值或温段变负差值，将提取的温段变正差值或温段变负差值标定为温段变值WB_c，c=1，2，当c=1时，WB_c表示为温段变正差值，当c=2时，WB_c表示为温段变负差值；

识别湿段变异信号或湿段变正信号，并提取对应的湿段变正差值或湿段变负差值，将提取的湿段变正差值或湿段变负差值标定为湿段变值SD_c，c=1，2，当c=1时，SD_c表示为湿段变正差值，当c=2时，SD_c表示为湿段变负差值；

依据电缆体环系数计算式：

，计算出电缆体环系数T_i，其中，u1表示为振频衡量值的预设权重系数，u2表示为温度和湿度的预设权重系数，β表示为温度和湿度的同化转换因子，glc表示为转换偏差纠正因子，u1和u2均为预设值，且u1＜u2，i的取值为正整数；

所述处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，通过视频监处分析单元对智能电缆运行时的周边环境进行影像的监控以及图像处理等一系列的视频分处操作，从而对智能电缆运行时的环境影像进行影像变化的分析，分析出智能电缆中存在的安全隐患，提高智能电缆运行时环境的稳定性；

依据电缆编号将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的影像标定为视频影像数据，对视频影像数据内的电缆影像以及墙体影像进行识别，识别到一段时间内视频影像中电缆编号对应的电缆影像与墙体影像的接触次数并标定为碰撞次数；

依据时段数据将碰撞次数进行划分，划分出若干个时段数据内的碰撞次数，将碰撞次数与时段数据的时间长短进行碰撞频率计算，计算出碰撞频率值，依据均值计算式，计算出若干个时段数据内的碰撞频率值进行均值计算，计算出碰撞频率均值，将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行比对，当碰撞频率均值大于碰撞频率阈值时，则判定碰撞频率高，生成高碰撞信号，依据高碰撞信号将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行差值计算，计算出碰撞频率异常值，当碰撞频率均值小于等于碰撞频率阈值时，则判定碰撞频率正常，生成常碰撞信号，其中，电缆影像与墙体影像的识别方法为：将获取的视频影像数据与预先存储的电缆影像与墙体影像进行匹配识别，从而识别出对应的电缆影像与墙体影像，碰撞次数的定义为：视频影像数据中电缆影像与墙体影像之间位置关系出现局部重叠的次数；

对视频影像数据中的车辆影像进行识别，识别出出现车祸的次数并标定为车祸次数值，对出现车祸的影像进行识别，识别出车祸失火的次数并标定为失火次数值，其中，车祸的识别方法为：两辆车辆直接的位置出现重叠，且在预设的时间内车辆保持不动，且在车辆周边识别到人员影像；车祸失火的识别方法是在车祸识别方法的基础上，识别到车辆上出现火光影像；

依据时段数据对车祸次数值以及失火次数值进行划分，划分出若干个时段数据内的车祸次数值以及失火次数值，依据频率计算式，计算出若干个时段数据内车祸次数值以及失火次数值的频率并分别标定为车祸频率值以及失火频率值，依据均值计算式将若干个时段数据内车祸频率值以及失火频率值进行均值计算，计算出车祸频率均值以及失火频率均值，将失火频率均值与车祸频率均值进行占比计算，计算出失火占比值；

建立虚拟空间直角坐标系，并将视频影像在虚拟空间直角坐标系中进行标记，提取不同时间点内智能电缆的影像，并依据智能电缆的影像进行坐标标记，从而得到若干个电缆坐标点CX_i（Xi，Yi，Zi），且若干个电缆坐标点是将电缆等距划分为若干段，选取电缆两个不同段的交叉处的位置标定为电缆坐标点，对不同时间点的若干个电缆坐标点CX_i进行分析，具体为：

选取两个相同部位不同时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i，将两个时间点对应的若干个坐标点进行匹配，当匹配结果一致时，则判定对应的电缆位置没有发生变化，生成无变化信号，当匹配结果不一致时，则判定对应的电缆位置发生变化，生成变化信号，识别出无变化信号以及变化信号的出现次数并分别标记为无变化次数值以及变化次数值，将变化次数值与无变化次数值进行占比计算，计算出变化次数值的占比数据并标定为变化占比值，将变化占比值与变化阈值进行比对，当变化占比值大于等于变化阈值时，则判定位置变化多，生成变化异常信号；

依据变化异常信号，对选取的两个时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i进行坐标比较，当后一个时间点的Z轴坐标对应的数值小于前一个时间点的Z轴坐标对应的数值时，则生成电缆掉落信号，识别出电缆掉落信号出现的次数并标定为掉落次数值，当掉落次数值大于等于对应的阈值时，则判定电缆位置下垂，生成拉扯信号，并依据拉扯信号将掉落次数值与对应的阈值进行差值计算，计算出掉落差值；

依据视频影响系数计算式：

，计算出视频影响系数，其中，PZ_i表示为碰撞频率异常值，a1表示为碰撞频率异常值的权重预设因子，表示为失火占比值，a2表示为失火占比值的权重预设因子，DL_i表示为掉落差值，a3表示为掉落差值的权重预设因子，mn表示为视频影像偏差调节因子，i的取值为正整数，a1、a2以及a3均为预设值，且a2＞a3＞a1；

所述处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，通过环频处理警示单元对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行结合分析以及处理等一系列的环频预警操作，从两个不同的角度进行分析，增加数据分析的精确性，增加数据的说服力度；

依据电缆编号提取对应的电缆体环系数T_i以及视频影响系数E_i，将电缆体环系数T_i以及视频影响系数E_i代入环频评价计算式：

，计算出环频评价值P_i，r1表示为电缆体环系数的转换预设因子，r2表示为视频影响系数的转化预设因子，w表示为环频评价值的评价调节预设因子，且r2＞r1；

提取环频评价值P_i，并将环频评价值P_i与对应的阈值进行比对，当环频评价值P_i大于等于对应的阈值时，则判定该智能电缆运行环境出现异常，生成监测异常信号，依据监测异常信号将环频评价值P_i与对应的阈值进行差值计算，计算出环频评价超出值，当环频评价值P_i小于对应的阈值时，则判定该智能电缆运行环境安全，生成监测安全信号；

提取监测异常信号以及监测安全信号，并对监测异常信号以及监测安全信号进行识别，当识别到监测异常信号时，则向管理终端发出监测异常警报，并显示环频评价超出值，当识别到监测安全信号时，则显示“运行环境安全”的字样。

本发明中所涉及的计算式中的各类数据均只选取各项数据的数字，剔除计量单位。

一种智能电缆运行环境的远程监测方法，该方法具体包括下述步骤：

步骤一：通过处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，运行环境监测单元依据运环监测信号对智能电缆运行时环境数据进行数据的采集，并依据采集的数据从智能电缆的振动、温度以及湿度进行本体以及环境方面的运环处理操作，分析出电缆体环系数T_i；

步骤二：通过处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，视频监处分析单元依据视频监测信号对智能电缆运行时的周边环境的视频影像进行图像的视频分处操作，分析出视频影响系数E_i;

步骤三：通过处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，环频处理警示单元依据环频警示信号对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行环频预警操作，得到监测异常信号、监测安全信号以及显示环频评价超出值，并依据监测异常信号向管理终端发出监测异常警报以及显示环频评价超出值。

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。

Claims (9)

1.一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，包括运行环境监测单元、处理器、视频监处分析单元以及环频处理警示单元；

所述处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，所述运行环境监测单元依据运环监测信号对智能电缆运行时环境数据进行数据的采集，并依据采集的数据从智能电缆的振动、温度以及湿度进行本体以及环境方面的运环处理操作，分析出电缆体环系数T_i；

所述处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，所述视频监处分析单元依据视频监测信号对智能电缆运行时的周边环境的视频影像进行图像的视频分处操作，分析出视频影响系数E_i;

所述处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，所述环频处理警示单元依据环频警示信号对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行环频预警操作，得到监测异常信号、监测安全信号以及显示环频评价超出值，并依据监测异常信号向管理终端发出监测异常警报以及显示环频评价超出值；

运环处理操作的具体操作过程为：

将采集到实时智能电缆运行时进行电缆编号，依据智能电缆对应的电缆编号对周边的环境因素进行数据的监测，将监测到的一段时间内智能电缆与安装的物体或墙体之间在不同时间点的振动、抖动的频率标定为振抖频率数据，将一段时间平均划分为若干个相同时长的时间段，将每个划分的时间段标定为时段数据，依据时段数据将对应的振抖频率数据进行均值计算，计算出时段数据对应的振抖频率均值，依据时段数据对应的振抖频率均值进行均值计算，计算出振抖频段均值；

依据振抖频率数据以及振抖频段均值进行振动处理，得到振频浮超信号、振频浮正差值、振频符合信号以及振频浮负差值；

将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的温度以及湿度分别标定为环点温数据、环点湿数据，依据时段数据提取对应的若干个环点温数据、环点湿数据，进行时段数据对应的环点温数据、环点湿数据的均值计算，计算出环点温均值、环点湿均值，将若干个时段数据对应环点温均值、环点湿均值进行均值计算，计算出环点温段均值、环点湿段均值；

依据环点温均值、环点温段均值以及一段时间内的环点温数据进行点温处理，得到温段变异信号、温段变正差值、温段变正信号以及温段变负差值；

依据点温处理的方法将环点湿均值、环点湿段均值以及一段时间内的环点湿数据进行点湿处理，得到湿段变异信号、湿段变正差值、湿段变正信号以及湿段变负差值；

依据振动处理、点温处理以及点湿处理得到的数据进行电缆体环系数计算，得到电缆体环系数T_i。

2.根据权利要求1所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，依据振抖频率数据以及振抖频段均值进行振动处理的具体为：

将振抖频率数据标定为X_i，i=1,2,3......n，n的取值为正整数，将振抖频段均值标记为m，依据方差公式计算出振抖段方差F²，将振抖段方差F²与对应的振抖段方差阈值进行比较，当振抖段方差F²大于等于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动超出预设范围，生成振频浮超信号，依据振频浮超信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮正差值，当振抖段方差F²小于振抖段方差阈值时，则判定该智能电缆的振抖频率浮动属于预设范围，生成振频符合信号，依据振频符合信号将振抖段方差F²与振抖段方差阈值进行差值计算，计算出振频浮负差值。

3.根据权利要求2所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，进行点温处理的过程为：

将环点温均值、环点温段均值分别与时段数据内以及一段时间内的环点温数据进行差值计算，计算出若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值，将若干个对应的环点温差值以及若干个对应的环点温段差值分别进行均值计算，计算出点温差均值以及点温段差均值，将两者进行均值计算，计算出点段温差值，将点段温差值与对应的点段温差阈值进行比较：

当点段温差值大于等于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化大，生成温段变异信号，依据温段变异信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变正差值，当点段温差值小于点段温差阈值，则判定时段数据之间的温度变化小，生成温段变正信号，依据温段变正信号将点段温差值与点段温差阈值的差值标定为温段变负差值。

4.根据权利要求3所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，依据振动处理、点温处理以及点湿处理得到的数据进行电缆体环系数计算的过程为：

依据电缆体环系数计算式：

，计算出电缆体环系数T_i，其中，u1表示为振频衡量值的预设权重系数，u2表示为温度和湿度的预设权重系数，β表示为温度和湿度的同化转换因子，glc表示为转换偏差纠正因子，u1和u2均为预设值，且u1＜u2，i的取值为正整数，ZP_c表示为振频衡量值， WB_c表示为温段变值，SD_c表示为湿段变值；

其中，振频衡量值ZP_c，c=1，2，当c=1时，ZP_c表示为振频浮正差值，当c=2时，ZP_c表示为振频浮负差值，温段变值WB_c，c=1，2，当c=1时，WB_c表示为温段变正差值，当c=2时，表示为温段变负差值，湿段变值，c=1，2，当c=1时，SD_c表示为湿段变正差值，当c=2时，SD_c表示为湿段变负差值。

5.根据权利要求4所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，视频分处操作的具体操作过程为：

依据电缆编号将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的影像标定为视频影像数据，对视频影像数据内的电缆影像以及墙体影像进行识别，识别到一段时间内视频影像中电缆编号对应的电缆影像与墙体影像的接触次数并标定为碰撞次数；

依据碰撞次数进行碰撞处理，得到高碰撞信号、碰撞频率异常值以及常碰撞信号；

对视频影像数据中的车辆影像进行识别，识别出出现车祸的次数并标定为车祸次数值，对出现车祸的影像进行识别，识别出车祸失火的次数并标定为失火次数值；

依据时段数据对车祸次数值以及失火次数值进行划分，划分出若干个时段数据内的车祸次数值以及失火次数值，依据频率计算式，计算出若干个时段数据内车祸次数值以及失火次数值的频率并分别标定为车祸频率值以及失火频率值，依据均值计算式将若干个时段数据内车祸频率值以及失火频率值进行均值计算，计算出车祸频率均值以及失火频率均值，将失火频率均值与车祸频率均值进行占比计算，计算出失火占比值；

建立虚拟空间直角坐标系，并将视频影像在虚拟空间直角坐标系中进行标记，提取不同时间点内智能电缆的影像，并依据智能电缆的影像进行坐标标记，从而得到若干个电缆坐标点CX_i（Xi，Yi，Zi），对不同时间点的若干个电缆坐标点CX_i进行分析，得到拉扯信号以及掉落差值；

依据视频影响系数计算式：

计算出视频影响系数E_i，其中，PZ_i表示为碰撞频率异常值， a1表示为碰撞频率异常值的权重预设因子，SH_i表示为失火占比值， a2表示为失火占比值的权重预设因子， DL_i表示为掉落差值，a3表示为掉落差值的权重预设因子， mn表示为视频影像偏差调节因子，i的取值为正整数，a1、a2以及a3均为预设值，且a2＞a3＞a1。

6.根据权利要求5所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，依据碰撞次数进行碰撞处理的具体为：

依据时段数据将碰撞次数进行划分，划分出若干个时段数据内的碰撞次数，将碰撞次数与时段数据的时间长短进行碰撞频率计算，计算出碰撞频率值，依据均值计算式，计算出若干个时段数据内的碰撞频率值进行均值计算，计算出碰撞频率均值，将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行比对：

当碰撞频率均值大于碰撞频率阈值时，则生成高碰撞信号，依据高碰撞信号将碰撞频率均值与碰撞频率阈值进行差值计算，计算出碰撞频率异常值，当碰撞频率均值小于等于碰撞频率阈值时，则生成常碰撞信号。

7.根据权利要求6所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，不同时间点的若干个电缆坐标点CX_i进行分析的具体为：

选取两个相同部位不同时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i，将两个时间点对应的若干个坐标点进行匹配，当匹配结果一致时，则生成无变化信号，当匹配结果不一致时，则生成变化信号，识别出无变化信号以及变化信号的出现次数并分别标记为无变化次数值以及变化次数值，将变化次数值与无变化次数值进行占比计算，计算出变化次数值的占比数据并标定为变化占比值，将变化占比值与变化阈值进行比对，当变化占比值大于等于变化阈值时，则生成变化异常信号；

依据变化异常信号，对选取的两个时间点对应的若干个电缆坐标点CX_i进行坐标比较，当后一个时间点的Z轴坐标对应的数值小于前一个时间点的Z轴坐标对应的数值时，则生成电缆掉落信号，识别出电缆掉落信号出现的次数并标定为掉落次数值，当掉落次数值大于等于对应的阈值时，则生成拉扯信号，并依据拉扯信号将掉落次数值与对应的阈值进行差值计算，计算出掉落差值。

8.根据权利要求7所述的一种智能电缆运行环境的远程监测系统，其特征在于，环频预警操作的具体过程为：

依据电缆编号提取对应的电缆体环系数T_i以及视频影响系数，将电缆体环系数T_i以及视频影响系数E_i代入环频评价计算式，计算出环频评价值P_i；

提取环频评价值P_i，并将环频评价值P_i与对应的阈值进行比对，当环频评价值P_i大于等于对应的阈值时，则生成监测异常信号，依据监测异常信号将环频评价值P_i与对应的阈值进行差值计算，计算出环频评价超出值，当环频评价值P_i小于对应的阈值时，则判定该智能电缆运行环境安全，生成监测安全信号；

提取监测异常信号以及监测安全信号，并对监测异常信号以及监测安全信号进行识别，当识别到监测异常信号时，则向管理终端发出监测异常警报，并显示环频评价超出值，当识别到监测安全信号时，则显示“运行环境安全”的字样。

9.一种智能电缆运行环境的远程监测方法，其特征在于，该方法具体包括下述步骤：

步骤一：通过处理器生成运环监测信号并发送至运行环境监测单元，运行环境监测单元依据运环监测信号对智能电缆运行时环境数据进行数据的采集，并依据采集的数据从智能电缆的振动、温度以及湿度进行本体以及环境方面的运环处理操作，分析出电缆体环系数T_i；

步骤二：通过处理器生成视频监测信号并发送至视频监处分析单元，视频监处分析单元依据视频监测信号对智能电缆运行时的周边环境的视频影像进行图像的视频分处操作，分析出视频影响系数E_i;

步骤三：通过处理器生成环频警示信号并发送至环频处理警示单元，环频处理警示单元依据环频警示信号对智能电缆的运行环境的分析结果以及智能电缆运行时的视频影像进行环频预警操作，得到监测异常信号、监测安全信号以及显示环频评价超出值，并依据监测异常信号向管理终端发出监测异常警报以及显示环频评价超出值；

运环处理操作的具体操作过程为：

将采集到实时智能电缆运行时进行电缆编号，依据智能电缆对应的电缆编号对周边的环境因素进行数据的监测，将监测到的一段时间内智能电缆与安装的物体或墙体之间在不同时间点的振动、抖动的频率标定为振抖频率数据，将一段时间平均划分为若干个相同时长的时间段，将每个划分的时间段标定为时段数据，依据时段数据将对应的振抖频率数据进行均值计算，计算出时段数据对应的振抖频率均值，依据时段数据对应的振抖频率均值进行均值计算，计算出振抖频段均值；

依据振抖频率数据以及振抖频段均值进行振动处理，得到振频浮超信号、振频浮正差值、振频符合信号以及振频浮负差值；

将监测到的一段时间内不同时间点对应的智能电缆周边环境的温度以及湿度分别标定为环点温数据、环点湿数据，依据时段数据提取对应的若干个环点温数据、环点湿数据，进行时段数据对应的环点温数据、环点湿数据的均值计算，计算出环点温均值、环点湿均值，将若干个时段数据对应环点温均值、环点湿均值进行均值计算，计算出环点温段均值、环点湿段均值；

依据环点温均值、环点温段均值以及一段时间内的环点温数据进行点温处理，得到温段变异信号、温段变正差值、温段变正信号以及温段变负差值；

依据点温处理的方法将环点湿均值、环点湿段均值以及一段时间内的环点湿数据进行点湿处理，得到湿段变异信号、湿段变正差值、湿段变正信号以及湿段变负差值；

依据振动处理、点温处理以及点湿处理得到的数据进行电缆体环系数计算，得到电缆体环系数T_i。

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