對(duì)電力信息通信機(jī)房智能巡檢技術(shù)的運(yùn)用分析

耿光

摘要：本文結(jié)合當(dāng)前電力信息通信機(jī)房實(shí)際工作，設(shè)計(jì)一款基于智能技術(shù)的巡檢系統(tǒng)，給出其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、支持型技術(shù)，并分析該系統(tǒng)的運(yùn)用方法，就區(qū)域化模式、重點(diǎn)設(shè)備巡檢展開(kāi)分析，最后結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)上述理論進(jìn)行佐證，服務(wù)后續(xù)同類(lèi)工作。

關(guān)鍵詞：電力信息;通信機(jī)房;智能巡檢;降維訓(xùn)練法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）07-0111-02

0 引言

電力信息通信機(jī)房是電力系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)傳輸電網(wǎng)內(nèi)的各類(lèi)實(shí)時(shí)信息，以保證電能輸配合理，業(yè)務(wù)工作穩(wěn)定、安全。因電力系統(tǒng)工作面臨的影響因素多種多樣，難以通過(guò)常規(guī)技術(shù)方式進(jìn)行巡檢，這也使智能技術(shù)的運(yùn)用得到普遍重視。從特點(diǎn)上看，凡具有模式化特點(diǎn)的作業(yè)環(huán)節(jié)，大部分可借助智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)效率和性能的提升，本文設(shè)計(jì)一款智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)，并就其運(yùn)用進(jìn)行簡(jiǎn)析。

1 智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共四大部分，即執(zhí)行結(jié)構(gòu)、通信結(jié)構(gòu)、控制結(jié)構(gòu)和附屬部分。執(zhí)行結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)實(shí)施收集巡檢對(duì)象的各類(lèi)信息，控制中心下達(dá)的指令，也有執(zhí)行結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)處理。通信結(jié)構(gòu)擬采用有線通信和超短距射頻識(shí)別通信相結(jié)合的模式，前者主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部各類(lèi)信息的傳遞，以有線模式應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的干擾，后者主要用于設(shè)備的啟停等總體控制工作，由人員通過(guò)便攜式設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行交互，作為管理的一個(gè)環(huán)節(jié)[1]。控制結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)的核心部分，擬借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能作業(yè)，記錄各類(lèi)數(shù)據(jù)信息和處理程序，通過(guò)分析執(zhí)行結(jié)構(gòu)收集的信息，識(shí)別超短距無(wú)線通信信息，自動(dòng)化下達(dá)各類(lèi)執(zhí)行，完成系統(tǒng)的啟停和巡檢等工作。附屬部分包括可視作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存留系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等，可作為智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)功能的補(bǔ)充。

1.2 支持型技術(shù)

智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)的核心技術(shù)為智能化技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，傳感器技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、分布式控制技術(shù)、有線通信技術(shù)、PLC邏輯控制技術(shù)等共同發(fā)揮作用，以集成技術(shù)將上述技術(shù)模塊統(tǒng)一到一塊芯片中進(jìn)行控制和處理。各技術(shù)的應(yīng)用方面，在系統(tǒng)作業(yè)的過(guò)程中，假定監(jiān)測(cè)目標(biāo)為通信線路，線路標(biāo)準(zhǔn)工作模式下的溫度值默認(rèn)為E，實(shí)際工作中，在負(fù)荷等級(jí)相同的情況下，線路的溫度會(huì)圍繞E出現(xiàn)波動(dòng)，這種波動(dòng)帶有模糊化的線性特點(diǎn)，即總是略大于或略小于E，極少數(shù)情況下可與E重疊。線路溫度參數(shù)可表現(xiàn)為一個(gè)數(shù)集：

E=[E-n……E-2;E-1;E;E1;E2……En]

數(shù)集中，[E-n、En]代表線路常規(guī)工作狀態(tài)下溫度的最小值和最大值，可借助大數(shù)據(jù)資料獲取，并輸入計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)記憶。假定電力信息通信機(jī)房出現(xiàn)短路故障，線路內(nèi)的溫度可能升高并超過(guò)[E-n、En]范圍，此時(shí)傳感器可收集溫度信息并傳遞給控制結(jié)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)通過(guò)默認(rèn)程序進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)傳感器收集所獲的溫度信息已經(jīng)超過(guò)安全值，評(píng)定為“系統(tǒng)故障”，可做應(yīng)急處理、切斷線路電源并發(fā)出警報(bào)，也可根據(jù)對(duì)象工作特點(diǎn)選取其他處理方法確保機(jī)房工作穩(wěn)定、安全。

1.3 降維訓(xùn)練法

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)直接獲取可視化信息，但電力信息通信機(jī)房工作中，部分故障無(wú)法通過(guò)在線信息識(shí)別。本次設(shè)計(jì)中，采用智能技術(shù)進(jìn)行工作優(yōu)化，為保證智能技術(shù)的工作能力，擬采用降維訓(xùn)練法完善控制結(jié)構(gòu)性能，以K近鄰算法為核心。選取電力信息通信機(jī)房n個(gè)工作日的樣本，仍以線路監(jiān)測(cè)為例，可對(duì)所有樣本進(jìn)行降維處理，只進(jìn)行溫度、電壓和電流三個(gè)核心維度的檢測(cè)。溫度維度選取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)K點(diǎn)，分別為標(biāo)準(zhǔn)值K點(diǎn)和臨界值K點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)值K點(diǎn)即線路在工作狀態(tài)下的平均溫度值，臨界值K點(diǎn)即線路的安全工作狀態(tài)下允許出現(xiàn)的最大、最小溫度值。將收集所獲所有樣本投入到K近鄰空間的定義域內(nèi)，進(jìn)行降維訓(xùn)練，獲取最逼近上述標(biāo)準(zhǔn)值的信息，所獲的三個(gè)數(shù)值可生成一個(gè)取值空間，代入計(jì)算機(jī)中即可作為智能評(píng)估線路工作狀態(tài)的依托，電壓和電流維度的訓(xùn)練方法與此相同。智能化巡檢的過(guò)程中，也可能面臨其他問(wèn)題，不適合以K近鄰算法進(jìn)行逼近訓(xùn)練，可改以隨機(jī)森林法作為替代，兩種方式均強(qiáng)調(diào)原始數(shù)據(jù)的豐富性，一般所獲的樣本數(shù)越多，智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確性越高[2]。

2 智能巡檢技術(shù)的運(yùn)用

2.1 區(qū)域化模式

在電力信息通信機(jī)房中，設(shè)備帶有多樣性，其工作特點(diǎn)和面臨的威脅也不盡相同，為保證獲取理想的工作效果，在智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用中，采用區(qū)域化工作模式，思路上看，在不同區(qū)域放置完全相同或高度相似的工作設(shè)備，之后借助CAN總線技術(shù)，將所有分散化的設(shè)備納入到統(tǒng)一的管理平臺(tái)下。不同區(qū)域出現(xiàn)的工作問(wèn)題，均可通過(guò)對(duì)應(yīng)區(qū)域的工作設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急處理，相關(guān)問(wèn)題則借助通信線路進(jìn)一步傳輸至統(tǒng)一管理平臺(tái)處。如某電力設(shè)備出現(xiàn)斷路問(wèn)題，其工作溫度在短時(shí)間內(nèi)降至“30”攝氏度（默認(rèn)室溫），該區(qū)域內(nèi)的工作系統(tǒng)嘗試進(jìn)行問(wèn)題處理，重建閉路電力工作系統(tǒng)，無(wú)論是否有效，電力設(shè)備溫度異常的情況，均實(shí)時(shí)傳輸給統(tǒng)一管理平臺(tái)。核心信息包括“區(qū)域位置”、“問(wèn)題設(shè)備編號(hào)”、“問(wèn)題表現(xiàn)”、“推測(cè)故障類(lèi)型”、“是否完成處理”等等。統(tǒng)一管理平臺(tái)處的工作人員根據(jù)上述可視的結(jié)構(gòu)化信息，快速達(dá)到事故現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行后續(xù)處理。區(qū)域化模式可提升針對(duì)電力信息通信機(jī)房的工作效率和安全性。

2.2 重點(diǎn)設(shè)備巡檢

重點(diǎn)設(shè)備巡檢，是指在常規(guī)進(jìn)行范圍化全面巡檢的基礎(chǔ)上，就可能出現(xiàn)事故的設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)分析、檢查，該方案的特點(diǎn)在于能夠針對(duì)機(jī)房作業(yè)特點(diǎn)，有重點(diǎn)的完成巡檢作業(yè)。如機(jī)房中的常見(jiàn)設(shè)備包括信號(hào)收發(fā)器、傳輸設(shè)備、光纖配線架ODF、數(shù)字配線架DDF、一體化開(kāi)關(guān)電源、電池、繼電保護(hù)裝置等等。其中需要巡檢的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一為內(nèi)部用電安全，在智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)的支持下，應(yīng)將針對(duì)電流的處理作為重點(diǎn)。巡檢的過(guò)程中，借助在線監(jiān)控設(shè)備實(shí)施了解繼電保護(hù)裝置是否處于非閉合狀態(tài)，并借助傳感器，收集周邊電力設(shè)備的電壓、溫度和電流信息（電流信息經(jīng)溫度信息轉(zhuǎn)化生成），綜合分析機(jī)房?jī)?nèi)繼電保護(hù)工作態(tài)勢(shì)，評(píng)析用電安全。其他環(huán)節(jié)的工作方式與此相同，借助智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)，以重點(diǎn)巡檢結(jié)合全面巡檢的方式，保證電力信息通信機(jī)房工作安全穩(wěn)定。

2.3 仿真實(shí)驗(yàn)

選取某地電力信息通信機(jī)房，收集其日常工作信息，代入計(jì)算機(jī)中生成虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停捎脜?shù)調(diào)整法，分別設(shè)計(jì)過(guò)電壓實(shí)驗(yàn)、過(guò)電流實(shí)驗(yàn)、溫度異常實(shí)驗(yàn)各30次，觀察指標(biāo)為智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)對(duì)故障的識(shí)別率、處理時(shí)間。在不考慮電磁干擾的情況下，90次故障實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)能夠有效識(shí)別88次，兩次溫度異常實(shí)驗(yàn)未能得到辨識(shí)。進(jìn)一步分析表明，因?qū)嶒?yàn)所獲樣本有限，無(wú)法涵蓋系統(tǒng)工作下的所有溫度參數(shù)，因此出現(xiàn)誤操作，后續(xù)工作中，可通過(guò)完善數(shù)據(jù)收集的方式予以應(yīng)對(duì)。88次有效識(shí)別中，平均處理（含報(bào)警或其他應(yīng)急處理方式）時(shí)間為1.16s，用時(shí)較短，可滿足電力信息通信機(jī)房巡檢要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，電力信息通信機(jī)房智能巡檢技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)突出，在現(xiàn)有技術(shù)條件下也具有理想的可行性。系統(tǒng)擬以集成技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)涵蓋通信、控制和執(zhí)行三個(gè)模塊的工作架構(gòu)，以降維訓(xùn)練法實(shí)現(xiàn)作業(yè)智能化。技術(shù)的運(yùn)用方面，包括區(qū)域化模式、重點(diǎn)設(shè)備巡檢兩種基本方法。仿真實(shí)驗(yàn)證明了智能巡檢技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，使電力信息通信機(jī)房的工作效率和穩(wěn)定性得到改善，可作為后續(xù)工作的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 艾政宇.電力信息通信機(jī)房智能巡檢技術(shù)的應(yīng)用研究[J].通訊世界，2019，26（06）：196-197.

[2] 孔曉峰，賀燕，錢(qián)新建.一種電力信息通信機(jī)房智能巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2019（04）：94-95.