對電力信息通信機房智能巡檢技術(shù)的運用分析

耿光

摘要：本文結(jié)合當(dāng)前電力信息通信機房實際工作，設(shè)計一款基于智能技術(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)的運用方法，就區(qū)域化模式、重點設(shè)備巡檢展開分析，最后結(jié)合仿真實驗，對上述理論進(jìn)行佐證，服務(wù)后續(xù)同類工作。

關(guān)鍵詞：電力信息;通信機房;智能巡檢;降維訓(xùn)練法

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）07-0111-02

0 引言

電力信息通信機房是電力系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)傳輸電網(wǎng)內(nèi)的各類實時信息，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，難以通過常規(guī)技術(shù)方式進(jìn)行巡檢，這也使智能技術(shù)的運用得到普遍重視。從特點上看，凡具有模式化特點的作業(yè)環(huán)節(jié)，大部分可借助智能技術(shù)實現(xiàn)效率和性能的提升，本文設(shè)計一款智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)，并就其運用進(jìn)行簡析。

1 智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計

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)實施收集巡檢對象的各類信息，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)部各類信息的傳遞，以有線模式應(yīng)對可能出現(xiàn)的干擾，后者主要用于設(shè)備的啟停等總體控制工作，由人員通過便攜式設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行交互，作為管理的一個環(huán)節(jié)[1]。控制結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)的核心部分，擬借助計算機技術(shù)實現(xiàn)智能作業(yè)，記錄各類數(shù)據(jù)信息和處理程序，通過分析執(zhí)行結(jié)構(gòu)收集的信息，識別超短距無線通信信息，自動化下達(dá)各類執(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)、報警系統(tǒng)等，可作為智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)功能的補充。

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)的過程中，假定監(jiān)測目標(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，實際工作中，在負(fù)荷等級相同的情況下，線路的溫度會圍繞E出現(xiàn)波動，這種波動帶有模糊化的線性特點，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，并輸入計算機中實現(xiàn)記憶。假定電力信息通信機房出現(xiàn)短路故障，線路內(nèi)的溫度可能升高并超過[E-n、En]范圍，此時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)通過默認(rèn)程序進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)傳感器收集所獲的溫度信息已經(jīng)超過安全值，評定為“系統(tǒng)故障”，可做應(yīng)急處理、切斷線路電源并發(fā)出警報，也可根據(jù)對象工作特點選取其他處理方法確保機房工作穩(wěn)定、安全。

1.3 降維訓(xùn)練法

在線監(jiān)測技術(shù)直接獲取可視化信息，但電力信息通信機房工作中，部分故障無法通過在線信息識別。本次設(shè)計中，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房n個工作日的樣本，仍以線路監(jiān)測為例，可對所有樣本進(jìn)行降維處理，只進(jìn)行溫度、電壓和電流三個核心維度的檢測。溫度維度選取兩個標(biāo)準(zhǔn)K點，分別為標(biāo)準(zhǔn)值K點和臨界值K點，標(biāo)準(zhǔn)值K點即線路在工作狀態(tài)下的平均溫度值，臨界值K點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，所獲的三個數(shù)值可生成一個取值空間，代入計算機中即可作為智能評估線路工作狀態(tài)的依托，電壓和電流維度的訓(xùn)練方法與此相同。智能化巡檢的過程中，也可能面臨其他問題，不適合以K近鄰算法進(jìn)行逼近訓(xùn)練，可改以隨機森林法作為替代，兩種方式均強調(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)的運用

2.1 區(qū)域化模式

在電力信息通信機房中，設(shè)備帶有多樣性，其工作特點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)一的管理平臺下。不同區(qū)域出現(xiàn)的工作問題，均可通過對應(yīng)區(qū)域的工作設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急處理，相關(guān)問題則借助通信線路進(jìn)一步傳輸至統(tǒng)一管理平臺處。如某電力設(shè)備出現(xiàn)斷路問題，其工作溫度在短時間內(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)行問題處理，重建閉路電力工作系統(tǒng)，無論是否有效，電力設(shè)備溫度異常的情況，均實時傳輸給統(tǒng)一管理平臺。核心信息包括“區(qū)域位置”、“問題設(shè)備編號”、“問題表現(xiàn)”、“推測故障類型”、“是否完成處理”等等。統(tǒng)一管理平臺處的工作人員根據(jù)上述可視的結(jié)構(gòu)化信息，快速達(dá)到事故現(xiàn)場，進(jìn)行后續(xù)處理。區(qū)域化模式可提升針對電力信息通信機房的工作效率和安全性。

2.2 重點設(shè)備巡檢

重點設(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)行重點分析、檢查，該方案的特點在于能夠針對機房作業(yè)特點，有重點的完成巡檢作業(yè)。如機房中的常見設(shè)備包括信號收發(fā)器、傳輸設(shè)備、光纖配線架ODF、數(shù)字配線架DDF、一體化開關(guān)電源、電池、繼電保護(hù)裝置等等。其中需要巡檢的重點環(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)將針對電流的處理作為重點。巡檢的過程中，借助在線監(jiān)控設(shè)備實施了解繼電保護(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），綜合分析機房內(nèi)繼電保護(hù)工作態(tài)勢，評析用電安全。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)，以重點巡檢結(jié)合全面巡檢的方式，保證電力信息通信機房工作安全穩(wěn)定。

2.3 仿真實驗

選取某地電力信息通信機房，收集其日常工作信息，代入計算機中生成虛擬實驗?zāi)Ｐ停捎脜?shù)調(diào)整法，分別設(shè)計過電壓實驗、過電流實驗、溫度異常實驗各30次，觀察指標(biāo)為智能巡檢技術(shù)系統(tǒng)對故障的識別率、處理時間。在不考慮電磁干擾的情況下，90次故障實驗中，系統(tǒng)能夠有效識別88次，兩次溫度異常實驗未能得到辨識。進(jìn)一步分析表明，因?qū)嶒炈@樣本有限，無法涵蓋系統(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，可通過完善數(shù)據(jù)收集的方式予以應(yīng)對。88次有效識別中，平均處理（含報警或其他應(yīng)急處理方式）時間為1.16s，用時較短，可滿足電力信息通信機房巡檢要求。

3 結(jié)語

綜上，電力信息通信機房智能巡檢技術(shù)的運用優(yōu)勢突出，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)計涵蓋通信、控制和執(zhí)行三個模塊的工作架構(gòu)，以降維訓(xùn)練法實現(xiàn)作業(yè)智能化。技術(shù)的運用方面，包括區(qū)域化模式、重點設(shè)備巡檢兩種基本方法。仿真實驗證明了智能巡檢技術(shù)的運用優(yōu)勢，使電力信息通信機房的工作效率和穩(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，錢新建.一種電力信息通信機房智能巡檢機器人設(shè)計與應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2019（04）：94-95.