CN116844296B - 一种充电桩防窃电预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电桩防窃电预警系统，涉及预警系统技术领域，包括多源数据获取模块、唤醒模块、异常检测模块，所述异常检测模块包括采集单元、异常检测单元、预警单元以及通讯单元，通过多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，这样能够使用已有设备进行监测，进一步降低成本，并且，唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令，当判断充电桩存在窃电风险时唤醒整个预警系统。本发明使得预警系统无需长期处于待机运行状态，降低预警系统对电能的消耗，不仅节能环保，而且有效降低充电桩的运营成本。

Description

一种充电桩防窃电预警系统

技术领域

本发明涉及预警系统技术领域，具体涉及一种充电桩防窃电预警系统。

背景技术

充电桩防窃电预警系统是一种用于保护充电桩免受电能盗窃的技术解决方案，随着电动车辆的普及和充电桩的增加，电能盗窃问题也日益突出，电能盗窃是指未经授权或付费的情况下，他人利用充电桩进行非法电能充电或电能转移的行为；

电能盗窃不仅造成经济损失，还会对充电桩运营商和电力供应商造成不公平竞争和负担，破坏了电力系统的稳定运行，因此，为了保护充电桩和电能资源的安全，开发了充电桩防窃电预警系统。

现有技术存在以下不足：

预警系统通过设置多种传感器来监测充电桩的电流、电压、功率等参数，当监测到电流、电压、功率等参数出现异常时，预警系统触发预警机制发出警报，然而，由于现有的预警系统为全天待机运行状态，当充电桩具备一定规模时，一直处于待机云状态的预警系统会消耗大量电能，不仅达不到节能环保的目的，而且还增加充电桩的运营成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种充电桩防窃电预警系统，以解决背景技术中不足。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种充电桩防窃电预警系统，包括多源数据获取模块、唤醒模块、异常检测模块，所述异常检测模块包括采集单元、异常检测单元、预警单元以及通讯单元；

多源数据获取模块：基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，并对多源数据进行预处理；

唤醒模块：将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令；

采集单元：对充电桩进行电能数据的实时采集，并对电能数据进行预处理；

异常检测单元：将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险；

预警单元：当判断充电桩存在窃电风险时，唤醒后的预警单元接收启动指令时发出声光报警；

通讯单元：当判断充电桩存在窃电风险时，向远程管理中心发送警报信息。

在一个优选的实施方式中，所述多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，所述多源数据包括充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率。

在一个优选的实施方式中，所述唤醒模块将充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率去除量纲后，综合计算获取唤醒系数hx_s，计算表达式为：

式中，dl_r为充电桩区域行人逗留频率，cp_r为行人反复触碰充电桩的频率，dl_b为充电站电能总表电量输出上升速率，α、β、γ分别为充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率的比例系数，且α、β、γ均大于0。

在一个优选的实施方式中，获取所述唤醒系数hx_s后，将唤醒系数hx_s与唤醒阈值进行对比，若唤醒系数hx_s小于唤醒阈值，所述唤醒模块判断需要发出唤醒指令，若唤醒系数hx_s大于等于唤醒阈值，所述唤醒模块判断不需要发出唤醒指令。

在一个优选的实施方式中，所述采集单元对充电桩进行电能数据的实时采集，采集的电能数据包括输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数。

在一个优选的实施方式中，所述异常检测单元将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制包括以下步骤：

将唤醒系数、输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数进行综合计算得到窃电系数qd_x，计算表达式为：

式中，gl_w为输出功率稳定指数，dl_f为输出电量浮动指数，hx_s为唤醒系数，a₁、a₂分别为输出功率稳定指数以及输出电量浮动指数的比例系数，且a₁、a₂均大于0；

获取窃电系数qd_x后，将窃电系数qd_x与窃电阈值进行对比，完成预警机制的建立。

在一个优选的实施方式中，所述异常检测单元通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险包括以下步骤：

若窃电系数qd_x大于等于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩不存在窃电风险，若窃电系数qd_x小于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩存在窃电风险。

在一个优选的实施方式中，所述输出功率稳定指数的计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，表示平均功率；

所述输出功率离散程度的计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，i＝{1、2、3、...、n}，n表示输出功率的采集次数，n为正整数，G_i表示采集的第i个输出功率，表示平均功率。

在一个优选的实施方式中，所述输出电量浮动指数的计算表达式为：

式中，L(t)为充电桩的实时输出电量，[t_w，t_x]为输出电流波动预警的时段，[t_g，t_y]为输出电压波动预警的时段。

在一个优选的实施方式中，所述输出电流波动预警的时段获取逻辑为：

计算输出电流波动赋值，计算表达式为：

式中，dl_s为实时监测电流，dl_min～dl_max为输出电流稳定范围；

获取输出电流波动预警时段，当在t_w时间点dl_s＞8安培时，预警系统开始预警，当在t_x时间点dl_s≤8安培时，预警系统停止预警；

所述输出电压波动预警的时段获取逻辑为：

计算输出电压波动赋值，计算表达式为：

式中，dy_s为实时监测电压，dy_min～dy_max为输出电压稳定范围；

获取输出电压波动预警时段，当在t_g时间点dy_s＞15伏特时，预警系统开始预警，当在t_y时间点dy_s≤15伏特时，预警系统停止预警。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、本发明通过多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，这样能够使用已有设备进行监测，进一步降低成本，并且，唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令，当判断充电桩存在窃电风险时唤醒整个预警系统，从而使得预警系统无需长期处于待机运行状态，降低预警系统对电能的消耗，不仅节能环保，而且有效降低充电桩的运营成本；

2、本发明通过异常检测单元将唤醒系数与电能数据建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险，当判断充电桩存在窃电风险时，向预警单元发送启动指令，并通过通讯单元向远程管理中心发送警报信息，该预警系统将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，进一步加大对充电桩防窃电管控的力度；

3、本发明通过多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，获取的多源数据包括充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率，唤醒模块将充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率去除量纲后，综合计算获取唤醒系数，有效提高数据的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1所示，本实施例所述一种充电桩防窃电预警系统，包括多源数据获取模块、唤醒模块以及异常检测模块；

多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，将多源数据预处理后发送至唤醒模块，唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令，其中，唤醒指令发送至异常检测模块；

异常检测模块包括采集单元、异常检测单元、预警单元以及通讯单元；

唤醒系数发送至异常检测单元，采集单元对充电桩进行电能数据的实时采集，对采集的电能数据进行预处理后发送至异常检测单元，异常检测单元将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险，当判断充电桩存在窃电风险时，向预警单元发送启动指令，并通过通讯单元向远程管理中心发送警报信息；

通讯单元基于4G/5G信号向远程管理中心发送警报信息，具体步骤为：

建立网络连接：通讯单元通过4G/5G模块与网络运营商的基站建立连接，获得网络接入；

警报信息生成：根据特定的事件或条件，通讯单元生成警报信息，这可能包括警报类型、触发时间、充电桩ID等相关信息；

数据封装和编码：将警报信息封装为特定的数据格式，并进行编码以便于在网络中传输，常见的数据格式包括JSON、XML等；

加密和安全处理：对警报信息进行加密和安全处理，确保传输过程中的数据安全性和机密性，这可以通过使用加密协议和安全传输层(SSL/TLS)等技术实现；

数据传输：通过4G/5G信号，通讯单元将封装和编码后的警报信息发送到远程管理中心，这通常涉及使用HTTP、MQTT或其他相关的通讯协议进行数据传输；

连接管理和维持：通讯单元负责管理与远程管理中心的连接，并监测连接状态，在断开连接或连接异常时，通讯单元会尝试重新连接或报告连接问题；

重传和确认机制：通讯单元确保警报信息的可靠传输，通过重传机制来处理丢失的数据包，并通过确认机制确认远程管理中心接收到警报信息。

远程管理中心接收警报信息后作出相应处理，包括向安保人员发出巡逻信号、拨打报警电话等，唤醒后的预警单元接收启动指令时发出声光报警，声光报警用于驱退位于充电桩处的可疑人员，当异常检测单元判断充电桩不存在窃电风险时，异常检测模块待机10分钟后关机，异常检测模块待机的10分钟内，异常检测单元定时判断充电桩是否存在窃电风险，异常检测单元以1分钟或2分钟为间隔判断充电桩是否存在窃电风险。

本申请通过多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，这样能够使用已有设备进行监测，进一步降低成本，并且，唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令，当判断充电桩存在窃电风险时唤醒整个预警系统，从而使得预警系统无需长期处于待机运行状态，降低预警系统对电能的消耗，不仅节能环保，而且有效降低充电桩的运营成本。

窃电人员可能会使用到高科技干扰产品，用于在窃电时，干扰预警系统电能数据的采集，从而使得预警系统不引发预警，现有预警系统对充电桩防窃电管控的力度小；

因此，本申请通过异常检测单元将唤醒系数与电能数据建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险，当判断充电桩存在窃电风险时，向预警单元发送启动指令，并通过通讯单元向远程管理中心发送警报信息，该预警系统将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，进一步加大对充电桩防窃电管控的力度。

实施例2：多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，将多源数据预处理后发送至唤醒模块，唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令。

其中，多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，获取的多源数据包括充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率；

多源数据获取模块对获取的多源数据进行预处理包括以下步骤：

1)缺失值处理：

a.检测缺失值：对数据进行检测，识别出缺失值的存在，常见的缺失值表示方式包括空值、NaN、空字符串等；

b.缺失值填充：根据数据特点和任务需求，选择适当的填充方法来处理缺失值，常用的填充方法包括均值填充、中位数填充、众数填充、插值法等；

2)异常值处理：

a.异常值检测：使用统计方法、数据分布分析或机器学习算法检测异常值的存在，常用的方法包括箱线图、Z-Score、3-Sigma等；

b.异常值处理：根据异常值的具体情况和任务需求，可以选择删除异常值、修正异常值或将其视为缺失值进行填充；

3)重复记录处理：

a.重复记录检测：通过对数据进行比较和匹配，检测出重复记录的存在；

b.重复记录处理：根据需求，可以选择删除重复记录、保留首次出现的记录或进行合并和聚合操作。

唤醒模块将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数包括以下步骤：

唤醒模块将充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率去除量纲后，综合计算获取唤醒系数hx_s，计算表达式为：

式中，dl_r为充电桩区域行人逗留频率，cp_r为行人反复触碰充电桩的频率，dl_b为充电站电能总表电量输出上升速率，α、β、γ分别为充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率的比例系数，且α、β、γ均大于0。

获取唤醒系数hx_s后，将唤醒系数hx_s与唤醒阈值进行对比，若唤醒系数hx_s小于唤醒阈值，唤醒模块判断需要发出唤醒指令，若唤醒系数hx_s大于等于唤醒阈值，唤醒模块判断不需要发出唤醒指令。

本申请通过多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，获取的多源数据包括充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率，唤醒模块将充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率去除量纲后，综合计算获取唤醒系数，有效提高数据的处理效率。

本实施例中，充电桩区域行人逗留频率的计算表达式为：

ql_r＝dlc/wcs

式中，dlc为充电桩区域行人逗留次数，wcs为充电桩区域无车辆的总时长，充电桩区域行人逗留次数表示在充电桩区域内发生的行人逗留事件的次数，充电桩区域无车辆的总时长表示在该区域内没有车辆存在的总时长；

具体操作步骤如下：

1)监测行人逗留事件：使用充电站内部的摄像头来监测充电桩区域内的行人逗留事件，并记录每次行人逗留的开始时间和结束时间；

2)统计行人逗留次数：计算在充电桩区域内发生的行人逗留事件的次数；

3)计算频率：将行人逗留次数除以充电桩区域无车辆的总时长，得到行人逗留的频率。

充电桩区域行人逗留频率越大，表明充电桩区域无车辆时，出现行人来回逗留的次数越多，则行人的行为越可疑，越存在窃电风险。

行人反复触碰充电桩的频率的计算表达式为：

cp_r＝cpc/wcs

式中，cpc为行人触碰充电桩的次数，包括行人使用工具触碰充电桩的次数，wcs为充电桩区域无车辆的总时长，行人触碰次数表示在充电桩区域内发生的行人手触碰或使用工具触碰充电桩的次数。

具体操作步骤如下：

1)监测行人触碰事件：使用充电站内设置的摄像头监测行人触碰充电桩的事件，并记录每次触碰的发生时间；

2)统计行人触碰次数：统计在充电桩区域内发生的行人触碰事件的次数；

3)计算频率：将行人触碰次数除以充电桩区域无车辆的总时长，得到行人反复触碰充电桩的频率。

行人反复触碰充电桩的频率越大，表明充电桩区域无车辆时，出现行人反复触碰充电桩的次数越多，则行人的行为越可疑，越存在窃电风险。

充电站电能总表电量输出上升速率的计算表达式为：

式中，dlq为t2时间点获取的电能总表输出电量，dlh为t1时间点获取的电能总表输出电量，2当前监测时间点，t1为上一监测时间点，充电站电能总表电量输出上升速率越大，表明充电站内某一时刻的输出电量增加越快，越存在窃电风险。

实施例3：采集单元对充电桩进行电能数据的实时采集，对采集的电能数据进行预处理后发送至异常检测单元，异常检测单元将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险，当判断充电桩存在窃电风险时，向预警单元发送启动指令。

其中，采集单元对充电桩进行电能数据的实时采集，采集的电能数据包括输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数；

采集单元对采集的电能数据进行预处理包括以下步骤：

A、去噪处理：

a.选择合适的滤波算法：根据数据特点和噪声类型，选择适用的滤波算法，如均值滤波、中值滤波、卡尔曼滤波等，以降低噪声对电能数据的影响；

b.应用滤波算法：对采集的电能数据应用选定的滤波算法，去除噪声或平滑数据，得到较为准确的电能数据；

B、数据插补：

a.检测数据缺失：检测采集到的电能数据中是否存在缺失或异常值，标记缺失的数据点；

b.选择插补方法：根据数据的连续性和特点，选择合适的插补方法，如线性插值、多项式插值、样条插值等；

c.执行插补操作：使用选择的插补方法填补缺失的电能数据点，使得数据连续、完整；

C、数据时间戳处理：

a.获取采集时间：获取采集单元记录电能数据的时间信息，可以使用内部时钟、同步服务器时间或其他时间来源；

b.添加时间戳：为每个采集的电能数据点添加时间戳，确保每个数据点都有准确的时间标记；

c.时间格式转换：将时间戳转换为合适的格式，如日期时间格式或时间戳格式，以满足后续处理和存储的需求。

异常检测单元将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制包括以下步骤：

异常检测单元将唤醒系数、输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数进行综合计算得到窃电系数qd_x，计算表达式为：

式中，gl_w为输出功率稳定指数，dl_f为输出电量浮动指数，hx_s为唤醒系数，a₁、a₂分别为输出功率稳定指数以及输出电量浮动指数的比例系数，且a₁、a₂均大于0。

获取窃电系数qd_x后，将窃电系数gd_x与窃电阈值进行对比，完成预警机制的建立；

异常检测单元通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险包括以下步骤：

若窃电系数qd_x大于等于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩不存在窃电风险，若窃电系数qd_x小于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩存在窃电风险。

输出功率稳定指数的计算逻辑为：

A、计算输出功率离散程度：

1)首先，收集一段时间内的输出功率数据，例如，记录每秒钟的输出功率值；

2)计算这段时间内的平均功率，将所有输出功率值相加，然后除以数据点的数量：平均功率＝(输出功率1+输出功率2+...+输出功率n)/数据点数量；

3)计算每个数据点与平均功率的差值的平方，并将所有差值的平方值相加：差值平方和＝(输出功率1-平均功率)²+(输出功率2-平均功率)²+...+(输出功率n-平均功率)²；

4)计算差值平方和的平均值，即输出功率离散程度：输出功率离散程度＝sqrt(差值平方和/数据点数量)，计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，i＝{1、2、3、...、n}，n表示输出功率的采集次数，n为正整数，G_i表示采集的第i个输出功率，表示平均功率；

B、计算输出功率稳定指数：

将输出功率离散程度比上平均功率得到输出功率稳定指数：输出功率稳定指数＝输出功率离散程度/平均功率，计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，表示平均功率，通过比较输出功率的变化范围与平均功率的比例，可以评估输出桩的功率输出的稳定性，较小的输出功率稳定性值表示输出功率波动较小，表明输出桩的功率输出较为稳定，不存在窃电风险。

输出电量浮动指数的计算表达式为：

式中，L(t)为充电桩的实时输出电量，[t_w，t_x]为输出电流波动预警的时段，[t_g，t_y]为输出电压波动预警的时段。

其中，输出电流波动预警的时段获取逻辑为：

1)计算输出电流波动赋值，计算表达式为：

式中，dl_s为实时监测电流，dl_min～dl_max为输出电流稳定范围；

2)获取输出电流波动预警时段，当在t_w时间点dl_s＞8安培时，预警系统开始预警，当在t_x时间点dl_s≤8安培时，预警系统停止预警。

输出电压波动预警的时段获取逻辑为：

1)计算输出电压波动赋值，计算表达式为：

式中，dy_s为实时监测电压，dy_min～dy_max为输出电压稳定范围；

2)获取输出电压波动预警时段，当在t_g时间点dy_s＞15伏特时，预警系统开始预警，当在t_y时间点dy_s≤15伏特时，预警系统停止预警。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A,B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only-memory，ROM)、随机存取存储器(random-access-memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种充电桩防窃电预警系统，其特征在于：包括多源数据获取模块、唤醒模块、异常检测模块，所述异常检测模块包括采集单元、异常检测单元、预警单元以及通讯单元；

多源数据获取模块：基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，并对多源数据进行预处理；

唤醒模块：将预处理后的多源数据综合分析后建立唤醒系数，并依据唤醒系数与唤醒阈值的对比结果来判断是否需要发出唤醒指令；

采集单元：对充电桩进行电能数据的实时采集，并对电能数据进行预处理；

异常检测单元：将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制，通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险；

预警单元：当判断充电桩存在窃电风险时，唤醒后的预警单元接收启动指令时发出声光报警；

通讯单元：当判断充电桩存在窃电风险时，向远程管理中心发送警报信息；

所述多源数据获取模块基于充电站已搭载的监测设备获取与充电桩相关的多源数据，所述多源数据包括充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率；

所述唤醒模块将充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率去除量纲后，综合计算获取唤醒系数hx_s，计算表达式为：

式中，dl_r为充电桩区域行人逗留频率，cp_r为行人反复触碰充电桩的频率，dl_b为充电站电能总表电量输出上升速率，α、β、γ分别为充电桩区域行人逗留频率、行人反复触碰充电桩的频率以及充电站电能总表电量输出上升速率的比例系数，且α、β、γ均大于0；

获取所述唤醒系数hx_s后，将唤醒系数hx_s与唤醒阈值进行对比，若唤醒系数hx_s小于唤醒阈值，所述唤醒模块判断需要发出唤醒指令，若唤醒系数hx_s大于等于唤醒阈值，所述唤醒模块判断不需要发出唤醒指令；

所述采集单元对充电桩进行电能数据的实时采集，采集的电能数据包括输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数；

所述异常检测单元将唤醒系数与电能数据结合建立预警机制包括以下步骤：

将唤醒系数、输出电量浮动指数以及输出功率稳定指数进行综合计算得到窃电系数qd_x，计算表达式为：

式中，gl_w为输出功率稳定指数，dl_f为输出电量浮动指数，hx_s为唤醒系数，a₁、a₂分别为输出功率稳定指数以及输出电量浮动指数的比例系数，且a₁、a₂均大于0；

获取窃电系数qd_x后，将窃电系数qd_x与窃电阈值进行对比，完成预警机制的建立；

所述异常检测单元通过预警机制判断充电桩是否存在窃电风险包括以下步骤：

若窃电系数qd_x大于等于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩不存在窃电风险，若窃电系数qd_x小于窃电阈值，异常检测单元通判断充电桩存在窃电风险；

所述输出功率稳定指数的计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，表示平均功率；

所述输出功率离散程度的计算表达式为：

式中，gls为输出功率离散程度，i＝{1、2、3、...、n}，n表示输出功率的采集次数，n为正整数，G_i表示采集的第i个输出功率，表示平均功率；

所述输出电量浮动指数的计算表达式为：

式中，L(t)为充电桩的实时输出电量，[t_w，t_x]为输出电流波动预警的时段，[t_g，t_y]为输出电压波动预警的时段；

所述输出电流波动预警的时段获取逻辑为：

计算输出电流波动赋值，计算表达式为：

式中，dl_s为实时监测电流，dl_min～dl_max为输出电流稳定范围；

获取输出电流波动预警时段，当在t_w时间点dl_s>8安培时，预警系统开始预警，当在t_x时间点dl_s≤8安培时，预警系统停止预警；

所述输出电压波动预警的时段获取逻辑为：

计算输出电压波动赋值，计算表达式为：

式中，dy_s为实时监测电压，dy_min～dy_max为输出电压稳定范围；

获取输出电压波动预警时段，当在t_g时间点dy_s>15伏特时，预警系统开始预警，当在t_y时间点dy_s≤15伏特时，预警系统停止预警。