CN116365711A - 一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载方舱供配电监测技术领域,尤其涉及一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,包括监测平台、动态电力管理单元、静态环境分析单元、故障评估单元、自检反馈单元、预警单元以及管理单元;本发明通过对运行中的供配电设备进行比对、递进式的方式进行全面性监测分析,以提高供配电设备运行时的安全性和预警及时性,通过对供配电设备的运行风险进行评估以及深入式对供配电设备的预警性能进行监测,有助于及时、有效的对供配电设备进行监管,以便及时更改预警方式,并结合供配电设备内部环境情况,评估供配电设备的故障风险,进而根据不同的管理等级进行精准管理,降低供配电设备的故障率,提高供配电设备的工作效果。
Description
技术领域
本发明涉及车载方舱供配电监测技术领域,尤其涉及一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统。
背景技术
车载方舱是指用各种坚固材料有机的组合在一起,其容积是固定或可扩展的具有防护性能,可供车辆运载的厢式工作间,配电网是电力系统实现优化供电,合理分配电能,控制和保障用户用电质量的重要环节。配电网安全可靠的运行对于实现优化供电,合理分配电能,控制和保障用户用电质量有着十分重要的意义。配电网的实时监测可实时了解配电网的运行状况,这对配电网安全可靠运行是十分关键的;
但是,现有的监测系统并不能准确地监测车载方舱供配电的运行情况,使得无法对车载方舱供配电设备进行运行风险评估,且存在预警及时的问题,此外,在监测分析供配电设备运行情况时,无法精准的考虑到供配电设备内环境对设备的干扰,进而造成分析结果不准,影响对供配电设备的管理效果,进行产生车载方舱供配电设备管理不当的问题,进而降低供配电设备的工作效率;
针对上述的技术缺陷,现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,去解决上述提出的技术缺陷,本发明通过对运行中的供配电设备进行比对、递进式的方式进行全面性监测分析,以提高供配电设备运行时的安全性和预警及时性,解决供配电设备的监测效率低和管理不当的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,包括监测平台、动态电力管理单元、静态环境分析单元、故障评估单元、自检反馈单元、预警单元以及管理单元;
当监测平台生成运管指令时,并将运管指令发送至动态电力管理单元和静态环境分析单元,动态电力管理单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的工作数据,工作数据包括供配电设备内部的线路损耗值和各个电气节点的平均运行电压,并对工作数据进行风险评估分析和比对分析,将得到的风险信号发送至自检反馈单元和预警单元,同时将得到的风险信号经自检反馈单元发送至故障评估单元;
自检反馈单元在接收到风险信号后,立即采集供配电设备内部的预警反应时长,并对预警反应时长进行评估分析,将得到的高风险信号和可控信号经动态电力管理单元发送至预警单元;
静态环境分析单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的内环境数据,内环境数据包括供配电设备内部的平均温度值、粉尘颗粒含量值以及通风量曲线图并对内环境数据进行干扰评估分析,将得到的环境干扰评估系数PH发送至故障评估单元;
故障评估单元在接收到风险信号后,立即调取动态电力管理单元内部的运行风险系数G,并对运行风险系数G进一步进行分析,将得到的一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号发送至管理单元。
优选的,所述动态电力管理单元对工作数据进行风险评估分析过程如下:
采集到供配电设备开始运行时刻到结束运行时刻之间的时长,并将其标记为时间阈值,进而时间阈值划分为i个子时间段,i为大于零的自然数,获取到各个子时间段内供配电设备内部的线路损耗值,获取到线路损耗值的最大值和最小值,并将线路损耗值的最大值和最小值之间的差值标记为损耗最大跨度值,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的平均线路损耗值,并将平均线路损耗值和损耗最大跨度值的积标记为风险损耗值FH;
获取到各个子时间段内供配电设备内部各个电气节点的平均运行电压,以此获取到平均运行电压超出预设平均运行电压阈值所对应的次数,并将其标记为风险次数,进而获取到时间阈值内所有电气节点的风险次数的总和,并将其标记为风险电力次数FD;
根据公式得到运行风险系数G。
优选的,所述动态电力管理单元对工作数据进行比对分析过程如下:
将运行风险系数G与其内部录入存储的预设运行风险系数阈值进行比对方分析:
若运行风险系数G小于预设运行风险系数阈值,则不生成任何信号;
若运行风险系数G大于等于预设运行风险系数阈值,则生成风险信号;
预警单元在接收到风险信号后,立即控制供配电设备上的报警灯以红色常亮的方式进行预警。
优选的,所述自检反馈单元对预警反应时长进行评估分析过程如下:
第一步:获取到时间阈值内供配电设备内部的预警反应时长,其中,预警反应时长指的是信号接收器接收到风险信号时刻到报警灯预警开始时刻之间的时长,并将预警反应时长与其内部录入存储的预设预警反应时长阈值进行比对分析:
若预警反应时长小于等于预设预警反应时长阈值,则不生成任何信号;
若预警反应时长大于预设预警反应时长阈值,则生成异常指令;
第二步:当生成异常指令,获取到预警反应时长超出预设预警反应时长阈值的部分,并将其标记风险延误值,并将风险延误值与其内部录入存储的预设风险延误值阈值进行比对分析:
若风险延误值小于预设风险延误值阈值,则生成可控信号;
若风险延误值大于等于预设风险延误值阈值,则生成高风险信号。
优选的,所述静态环境分析单元对内环境数据进行干扰评估分析过程如下:
步骤一:获取到各个子时间段内供配电设备内部的平均温度值,并将平均温度值与其内部预设平均温度值阈值进行比对分析,获取到平均温度值超出预设平均温度值阈值所对应的子时间段的个数,并将其标记为异常数YC,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的通风量曲线图,从通风量曲线图中获取到所有波峰值和波谷值,构建波峰值和波谷值的集合A,获取到集合A中的均值,并将其标记为通风均值TJ;
步骤二:将供配电设备内部划分为g个子区域块,g为大于零的自然数,获取到时间阈值内各个子区域块内的粉尘颗粒含量值,同时获取到时间阈值内各个子区域块内的湿度值,并将湿度值和粉尘颗粒含量值的积标记为绝缘干扰值,获取到绝缘干扰值的均值,并将其标记为平均绝缘干扰值PG;
步骤三:根据公式得到环境评估系数H,并将环境评估系数H与其内部录入存储的预设环境评估系数阈值进行比对分析:
若环境评估系数H小于等于预设环境评估系数阈值,则不生成任何信号;
若环境评估系数H大于预设环境评估系数阈值,则生成干扰指令,当生成干扰指令时,获取到环境评估系数H超出预设环境评估系数阈值的部分,并将其标记为环境干扰评估系数PH。
优选的,所述故障评估单元对运行风险系数G进一步进行分析过程如下:
故障评估单元接收到环境干扰评估系数PH后,获取到时间阈值内的运行风险系数G,并将环境干扰评估系数PH和运行风险系数G的积标记为管理评估系数,标号为GL,并将管理评估系数GL与其内部录入存储的预设管理评估系数区间进行比对分析:
若管理评估系数GL大于预设管理评估系数区间中的最大值,则生成一级管理信号;
若管理评估系数GL位于预设管理评估系数区间之内,则生成二级管理信号;
若管理评估系数GL小于预设管理评估系数区间中的最小值,则生成三级管理信号。
优选的,所述预警单元接收到可控信号和风险信号后,得到可控风险信号,当得到可控风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色、黄灯常亮的方式进行预警,当预警单元接收到风险信号和高风险信号后,得到严重风险信号,当得到严重风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色同时伴随报警音播放的方式进行预警。
本发明的有益效果如下:
本发明通过对运行中的供配电设备进行比对、递进式的方式进行全面性监测分析,以提高供配电设备运行时的安全性和预警及时性,通过对供配电设备的运行风险进行评估,判断供配电设备的运行风险情况,进而是及时的对供配电设备进行维护管理,降低供配电设备的运行风险,并深入式对供配电设备的预警性能进行监测,判断供配电设备预警是否及时有效,以便缩短影响时长和及时更改预警方式,并结合供配电设备内部环境情况,评估供配电设备的故障风险,进而根据不同的管理等级进行精准管理,有助于及时、有效的对供配电设备进行监管,降低供配电设备的故障率,提高供配电设备的工作效果,解决供配电设备的监测效率低和管理不当的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明;
图1是本发明系统流程框图;
图2是本发明局部分析图。
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、完整的描述,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
请参阅图1-2所示,本发明为一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,包括监测平台、动态电力管理单元、静态环境分析单元、故障评估单元、自检反馈单元、预警单元以及管理单元,监测平台与动态电力管理单元和静态环境分析单元均呈单向通讯连接,动态电力管理单元与预警单元呈单向通讯连接,动态电力管理单元与自检反馈单元呈双向通讯连接,自检反馈单元和静态环境分析单元与故障评估单元均呈单向通讯连接,故障评估单元与管理单元呈单向通讯连接;
当监测平台生成运管指令时,并将运管指令发送至动态电力管理单元和静态环境分析单元,动态电力管理单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的工作数据,工作数据包括供配电设备内部的线路损耗值和各个电气节点的平均运行电压,并对工作数据进行风险评估分析,判断供配电设备的运行风险情况,具体对工作数据的风险评估分析过程如下:
采集到供配电设备开始运行时刻到结束运行时刻之间的时长,并将其标记为时间阈值,进而时间阈值划分为i个子时间段,i为大于零的自然数,获取到各个子时间段内供配电设备内部的线路损耗值,获取到线路损耗值的最大值和最小值,并将线路损耗值的最大值和最小值之间的差值标记为损耗最大跨度值,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的平均线路损耗值,并将平均线路损耗值和损耗最大跨度值的积标记为风险损耗值,标号为FH,需要说明的是,损耗最大跨度值和平均线路损耗值的数值越大,则线路损耗异常的风险越大,则供配电设备的供配电异常风险越大;
获取到各个子时间段内供配电设备内部各个电气节点的平均运行电压,以此获取到平均运行电压超出预设平均运行电压阈值所对应的次数,并将其标记为风险次数,进而获取到时间阈值内所有电气节点的风险次数的总和,并将其标记为风险电力次数,标号为FD,需要说明的是,风险电力次数FD反映的是供配电设备内部电气节点的情况,电气节点故障风险越大,则供配电设备异常运行的风险越大;
并经过公式得到运行风险系数,其中,a1和a2分别为风险损耗值和风险电力次数的预设比例系数,a3为预设修正系数,a1、a2以及a3均为大于零的正数,G为运行风险系数,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,并将运行风险系数G与其内部录入存储的预设运行风险系数阈值进行比对方分析:
若运行风险系数G小于预设运行风险系数阈值,则不生成任何信号;
若运行风险系数G大于等于预设运行风险系数阈值,则生成风险信号,并将风险信号发送至自检反馈单元和预警单元,并将风险信号经自检反馈单元发送至故障评估单元,预警单元在接收到风险信号后,立即控制供配电设备上的报警灯以红色常亮的方式进行预警,进而是及时的对供配电设备进行维护管理,降低供配电设备的运行风险,提高供配电设备的运行安全性;
自检反馈单元在接收到风险信号后,立即采集供配电设备内部的预警反应时长,并对预警反应时长进行评估分析,判断设备预警是否及时有效,以便缩短影响时长,具体的预警反应时长分析过程如下:
获取到时间阈值内供配电设备内部的预警反应时长,其中,预警反应时长指的是信号接收器接收到风险信号时刻到报警灯预警开始时刻之间的时长,并将预警反应时长与其内部录入存储的预设预警反应时长阈值进行比对分析:
若预警反应时长小于等于预设预警反应时长阈值,则不生成任何信号;
若预警反应时长大于预设预警反应时长阈值,则生成异常指令,当生成异常指令,获取到预警反应时长超出预设预警反应时长阈值的部分,并将其标记风险延误值,并将风险延误值与其内部录入存储的预设风险延误值阈值进行比对分析:
若风险延误值小于预设风险延误值阈值,则生成可控信号;
若风险延误值大于等于预设风险延误值阈值,则生成高风险信号,并将高风险信号和可控信号经动态电力管理单元发送至预警单元,当预警单元接收到可控信号和风险信号后,得到可控风险信号,当得到可控风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色、黄灯常亮的方式进行预警,当预警单元接收到风险信号和高风险信号后,得到严重风险信号,当得到严重风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色同时伴随报警音播放的方式进行预警,进行有助于及时的更改预警方式,提高预警的及时性和有效性,同时提高对供配电设备的监测预警性能。
实施例2:
静态环境分析单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的内环境数据,内环境数据包括供配电设备内部的平均温度值、粉尘颗粒含量值以及通风量曲线图并对内环境数据进行干扰评估分析,以判断内环境对供配电设备干扰情况,以便结合供配电设备的运行风险情况进行合理的管控,具体的内环境数据的干扰评估分析过程如下:
获取到各个子时间段内供配电设备内部的平均温度值,并将平均温度值与其内部预设平均温度值阈值进行比对分析,获取到平均温度值超出预设平均温度值阈值所对应的子时间段的个数,并将其标记为异常数,标号为YC,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的通风量曲线图,从通风量曲线图中获取到所有波峰值和波谷值,构建波峰值和波谷值的集合A,获取到集合A中的均值,并将其标记为通风均值TJ,需要说明的是,通风量的大小有助于改善供配电设备内部的温度、湿度以及粉尘,进而有助于供配电设备内部的环境;
将供配电设备内部划分为g个子区域块,g为大于零的自然数,获取到时间阈值内各个子区域块内的粉尘颗粒含量值,同时获取到时间阈值内各个子区域块内的湿度值,并将湿度值和粉尘颗粒含量值的积标记为绝缘干扰值,获取到绝缘干扰值的均值,并将其标记为平均绝缘干扰值,标号为PG;
并经过公式得到环境评估系数,其中,b1、b2以及b3分别为异常数、通风均值以及平均绝缘干扰值的预设比例因子系数,b1、b2以及b3均为大于零的正数,H为环境评估系数,并将环境评估系数H与其内部录入存储的预设环境评估系数阈值进行比对分析:
若环境评估系数H小于等于预设环境评估系数阈值,则不生成任何信号;
若环境评估系数H大于预设环境评估系数阈值,则生成干扰指令,当生成干扰指令时,获取到环境评估系数H超出预设环境评估系数阈值的部分,并将其标记为环境干扰评估系数PH,并将环境干扰评估系数PH发送至故障评估单元;
故障评估单元在接收到风险信号后,立即调取动态电力管理单元内部的运行风险系数G,并对运行风险系数G进一步进行分析,具体的运行风险系数G分析过程如下:
故障评估单元接收到环境干扰评估系数PH后,获取到时间阈值内的运行风险系数G,并将环境干扰评估系数PH和运行风险系数G的积标记为管理评估系数,标号为GL,并将管理评估系数GL与其内部录入存储的预设管理评估系数区间进行比对分析:
若管理评估系数GL大于预设管理评估系数区间中的最大值,则生成一级管理信号;
若管理评估系数GL位于预设管理评估系数区间之内,则生成二级管理信号;
若管理评估系数GL小于预设管理评估系数区间中的最小值,则生成三级管理信号,其中,一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号所对应的管理程度依次降低,并将一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号发送至管理单元,管理单元在接收到一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号后,立即显示一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号所对应的预设管理方案,进而有助于及时、有效的对供配电设备进行管理,降低供配电设备的故障率,提高供配电设备的工作效果;
综上所述,本发明通过对运行中的供配电设备进行比对、递进式的方式进行全面性监测分析,以提高供配电设备运行时的安全性和预警及时性,通过对供配电设备的运行风险进行评估,判断供配电设备的运行风险情况,进而是及时的对供配电设备进行维护管理,降低供配电设备的运行风险,并深入式对供配电设备的预警性能进行监测,判断供配电设备预警是否及时有效,以便缩短影响时长和及时更改预警方式,并结合供配电设备内部环境情况,评估供配电设备的故障风险,进而根据不同的管理等级进行精准管理,有助于及时、有效的对供配电设备进行监管,降低供配电设备的故障率,提高供配电设备的工作效果,解决供配电设备的监测效率低和管理不当的问题。
阈值的大小的设定是为了便于比较,关于阈值的大小,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设定基数数量;只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
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,以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,包括监测平台、动态电力管理单元、静态环境分析单元、故障评估单元、自检反馈单元、预警单元以及管理单元;
当监测平台生成运管指令时,并将运管指令发送至动态电力管理单元和静态环境分析单元,动态电力管理单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的工作数据,工作数据包括供配电设备内部的线路损耗值和各个电气节点的平均运行电压,并对工作数据进行风险评估分析和比对分析,将得到的风险信号发送至自检反馈单元和预警单元,同时将得到的风险信号经自检反馈单元发送至故障评估单元;
自检反馈单元在接收到风险信号后,立即采集供配电设备内部的预警反应时长,并对预警反应时长进行评估分析,将得到的高风险信号和可控信号经动态电力管理单元发送至预警单元;
静态环境分析单元在接收到运管指令后,立即采集供配电设备的内环境数据,内环境数据包括供配电设备内部的平均温度值、粉尘颗粒含量值以及通风量曲线图并对内环境数据进行干扰评估分析,将得到的环境干扰评估系数PH发送至故障评估单元;
故障评估单元在接收到风险信号后,立即调取动态电力管理单元内部的运行风险系数G,并对运行风险系数G进一步进行分析,将得到的一级管理信号、二级管理信号以及三级管理信号发送至管理单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述动态电力管理单元对工作数据进行风险评估分析过程如下:
采集到供配电设备开始运行时刻到结束运行时刻之间的时长,并将其标记为时间阈值,进而时间阈值划分为i个子时间段,i为大于零的自然数,获取到各个子时间段内供配电设备内部的线路损耗值,获取到线路损耗值的最大值和最小值,并将线路损耗值的最大值和最小值之间的差值标记为损耗最大跨度值,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的平均线路损耗值,并将平均线路损耗值和损耗最大跨度值的积标记为风险损耗值FH;
获取到各个子时间段内供配电设备内部各个电气节点的平均运行电压,以此获取到平均运行电压超出预设平均运行电压阈值所对应的次数,并将其标记为风险次数,进而获取到时间阈值内所有电气节点的风险次数的总和,并将其标记为风险电力次数FD;
根据公式得到运行风险系数G。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述动态电力管理单元对工作数据进行比对分析过程如下:
将运行风险系数G与其内部录入存储的预设运行风险系数阈值进行比对方分析:
若运行风险系数G小于预设运行风险系数阈值,则不生成任何信号;
若运行风险系数G大于等于预设运行风险系数阈值,则生成风险信号;
预警单元在接收到风险信号后,立即控制供配电设备上的报警灯以红色常亮的方式进行预警。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述自检反馈单元对预警反应时长进行评估分析过程如下:
第一步:获取到时间阈值内供配电设备内部的预警反应时长,其中,预警反应时长指的是信号接收器接收到风险信号时刻到报警灯预警开始时刻之间的时长,并将预警反应时长与其内部录入存储的预设预警反应时长阈值进行比对分析:
若预警反应时长小于等于预设预警反应时长阈值,则不生成任何信号;
若预警反应时长大于预设预警反应时长阈值,则生成异常指令;
第二步:当生成异常指令,获取到预警反应时长超出预设预警反应时长阈值的部分,并将其标记风险延误值,并将风险延误值与其内部录入存储的预设风险延误值阈值进行比对分析:
若风险延误值小于预设风险延误值阈值,则生成可控信号;
若风险延误值大于等于预设风险延误值阈值,则生成高风险信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述静态环境分析单元对内环境数据进行干扰评估分析过程如下:
步骤一:获取到各个子时间段内供配电设备内部的平均温度值,并将平均温度值与其内部预设平均温度值阈值进行比对分析,获取到平均温度值超出预设平均温度值阈值所对应的子时间段的个数,并将其标记为异常数YC,同时获取到时间阈值内供配电设备内部的通风量曲线图,从通风量曲线图中获取到所有波峰值和波谷值,构建波峰值和波谷值的集合A,获取到集合A中的均值,并将其标记为通风均值TJ;
步骤二:将供配电设备内部划分为g个子区域块,g为大于零的自然数,获取到时间阈值内各个子区域块内的粉尘颗粒含量值,同时获取到时间阈值内各个子区域块内的湿度值,并将湿度值和粉尘颗粒含量值的积标记为绝缘干扰值,获取到绝缘干扰值的均值,并将其标记为平均绝缘干扰值PG;
步骤三:根据公式得到环境评估系数H,并将环境评估系数H与其内部录入存储的预设环境评估系数阈值进行比对分析:
若环境评估系数H小于等于预设环境评估系数阈值,则不生成任何信号;
若环境评估系数H大于预设环境评估系数阈值,则生成干扰指令,当生成干扰指令时,获取到环境评估系数H超出预设环境评估系数阈值的部分,并将其标记为环境干扰评估系数PH。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述故障评估单元对运行风险系数G进一步进行分析过程如下:
故障评估单元接收到环境干扰评估系数PH后,获取到时间阈值内的运行风险系数G,并将环境干扰评估系数PH和运行风险系数G的积标记为管理评估系数,标号为GL,并将管理评估系数GL与其内部录入存储的预设管理评估系数区间进行比对分析:
若管理评估系数GL大于预设管理评估系数区间中的最大值,则生成一级管理信号;
若管理评估系数GL位于预设管理评估系数区间之内,则生成二级管理信号;
若管理评估系数GL小于预设管理评估系数区间中的最小值,则生成三级管理信号。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的车载方舱供配电智能监测系统,其特征在于,所述预警单元接收到可控信号和风险信号后,得到可控风险信号,当得到可控风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色、黄灯常亮的方式进行预警,当预警单元接收到风险信号和高风险信号后,得到严重风险信号,当得到严重风险信号时,立即控制供配电设备上的报警灯以红色同时伴随报警音播放的方式进行预警。
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