对电力信息通信机房智能巡检技术的运用分析

摘要：本文结合当前电力信息通信机房实际工作，设计一款基于智能技术的巡检系统，给出其拓扑结构、支持型技术，并分析该系统的运用方法，就区域化模式、重点设备巡检展开分析，最后结合仿真实验，对上述理论进行佐证，服务后续同类工作。

关键词：电力信息;通信机房;智能巡检;降维训练法

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）07-0111-02

0 引言

电力信息通信机房是电力系统的重要组成部分，负责传输电网内的各类实时信息，以保证电能输配合理，业务工作稳定、安全。因电力系统工作面临的影响因素多种多样，难以通过常规技术方式进行巡检，这也使智能技术的运用得到普遍重视。从特点上看，凡具有模式化特點的作业环节，大部分可借助智能技术实现效率和性能的提升，本文设计一款智能巡检技术系统，并就其运用进行简析。

1 智能巡检技术系统设计

1.1 拓扑结构

智能巡检技术系统的拓扑结构共四大部分，即执行结构、通信结构、控制结构和附属部分。执行结构主要负责实施收集巡检对象的各类信息，控制中心下达的指令，也有执行结构负责处理。通信结构拟采用有线通信和超短距射频识别通信相结合的模式，前者主要负责系统内部各类信息的传递，以有线模式应对可能出现的干扰，后者主要用于设备的启停等总体控制工作，由人员通过便携式设备与系统进行交互，作为管理的一个环节[1]。控制结构为系统的核心部分，拟借助计算机技术实现智能作业，记录各类数据信息和处理程序，通过分析执行结构收集的信息，识别超短距无线通信信息，自动化下达各类执行，完成系统的启停和巡检等工作。附属部分包括可视作系统、数据存留系统、报警系统等，可作为智能巡检技术系统功能的补充。

1.2 支持型技术

智能巡检技术系统的核心技术为智能化技术，在此基础上，传感器技术、在线监测技术、分布式控制技术、有线通信技术、PLC逻辑控制技术等共同发挥作用，以集成技术将上述技术模块统一到一块芯片中进行控制和处理。各技术的应用方面，在系统作业的过程中，假定监测目标为通信线路，线路标准工作模式下的温度值默认为E，实际工作中，在负荷等级相同的情况下，线路的温度会围绕E出现波动，这种波动带有模糊化的线性特点，即总是略大于或略小于E，极少数情况下可与E重叠。线路温度参数可表现为一个数集：

E=[E-n……E-2;E-1;E;E1;E2……En]

数集中，[E-n、En]代表线路常规工作状态下温度的最小值和最大值，可借助大数据资料获取，并输入计算机中实现记忆。假定电力信息通信机房出现短路故障，线路内的温度可能升高并超过[E-n、En]范围，此时传感器可收集温度信息并传递给控制结构，控制结构通过默认程序进行对照，发现传感器收集所获的温度信息已经超过安全值，评定为“系统故障”，可做应急处理、切断线路电源并发出警报，也可根据对象工作特点选取其他处理方法确保机房工作稳定、安全。

1.3 降维训练法

在线监测技术直接获取可视化信息，但电力信息通信机房工作中，部分故障无法通过在线信息识别。本次设计中，采用智能技术进行工作优化，为保证智能技术的工作能力，拟采用降维训练法完善控制结构性能，以K近邻算法为核心。选取电力信息通信机房n个工作日的样本，仍以线路监测为例，可对所有样本进行降维处理，只进行温度、电压和电流三个核心维度的检测。温度维度选取两个标准K点，分别为标准值K点和临界值K点，标准值K点即线路在工作状态下的平均温度值，临界值K点即线路的安全工作状态下允许出现的最大、最小温度值。将收集所获所有样本投入到K近邻空间的定义域内，进行降维训练，获取最逼近上述标准值的信息，所获的三个数值可生成一个取值空间，代入计算机中即可作为智能评估线路工作状态的依托，电压和电流维度的训练方法与此相同。智能化巡检的过程中，也可能面临其他问题，不适合以K近邻算法进行逼近训练，可改以随机森林法作为替代，两种方式均强调原始数据的丰富性，一般所获的样本数越多，智能巡检技术系统的工作准确性越高[2]。

2 智能巡检技术的运用

2.1 区域化模式

在电力信息通信机房中，设备带有多样性，其工作特点和面临的威胁也不尽相同，为保证获取理想的工作效果，在智能巡检技术系统的应用中，采用区域化工作模式，思路上看，在不同区域放置完全相同或高度相似的工作设备，之后借助CAN总线技术，将所有分散化的设备纳入到统一的管理平台下。不同区域出现的工作问题，均可通过对应区域的工作设备进行应急处理，相关问题则借助通信线路进一步传输至统一管理平台处。如某电力设备出现断路问题，其工作温度在短时间内降至“30”摄氏度（默认室温），该区域内的工作系统尝试进行问题处理，重建闭路电力工作系统，无论是否有效，电力设备温度异常的情况，均实时传输给统一管理平台。核心信息包括“区域位置”、“问题设备编号”、“问题表现”、“推测故障类型”、“是否完成处理”等等。统一管理平台处的工作人员根据上述可视的结构化信息，快速达到事故现场，进行后续处理。区域化模式可提升针对电力信息通信机房的工作效率和安全性。

2.2 重点设备巡检

重点设备巡检，是指在常规进行范围化全面巡检的基础上，就可能出现事故的设备进行重点分析、检查，该方案的特点在于能够针对机房作业特点，有重点的完成巡检作业。如机房中的常见设备包括信号收发器、传输设备、光纤配线架ODF、数字配线架DDF、一体化开关电源、电池、继电保护装置等等。其中需要巡检的重点环节之一为内部用电安全，在智能巡检技术系统的支持下，应将针对电流的处理作为重点。巡检的过程中，借助在线监控设备实施了解继电保护装置是否处于非闭合状态，并借助传感器，收集周边电力设备的电压、温度和电流信息（电流信息经温度信息转化生成），综合分析机房内继电保护工作态势，评析用电安全。其他环节的工作方式与此相同，借助智能巡检技术系统，以重点巡检结合全面巡检的方式，保证电力信息通信机房工作安全稳定。

2.3 仿真实验

选取某地电力信息通信机房，收集其日常工作信息，代入计算机中生成虚拟实验模型，采用参数调整法，分别设计过电压实验、过电流实验、温度异常实验各30次，观察指标为智能巡检技术系统对故障的识别率、处理时间。在不考虑电磁干扰的情况下，90次故障实验中，系统能够有效识别88次，两次温度异常实验未能得到辨识。进一步分析表明，因实验所获样本有限，无法涵盖系统工作下的所有温度参数，因此出现误操作，后续工作中，可通过完善数据收集的方式予以应对。88次有效识别中，平均处理（含报警或其他应急处理方式）时间为1.16s，用时较短，可满足电力信息通信机房巡检要求。

3 结语

综上，电力信息通信机房智能巡检技术的运用优势突出，在现有技术条件下也具有理想的可行性。系统拟以集成技术为基础，设计涵盖通信、控制和执行三个模块的工作架构，以降维训练法实现作业智能化。技术的运用方面，包括区域化模式、重点设备巡检两种基本方法。仿真实验证明了智能巡检技术的运用优势，使电力信息通信机房的工作效率和稳定性得到改善，可作为后续工作的参考。

参考文献

[1] 艾政宇.电力信息通信机房智能巡检技术的应用研究[J].通讯世界，2019，26（06）：196-197.

[2] 孔晓峰，贺燕，钱新建.一种电力信息通信机房智能巡检机器人设计与应用[J].信息系统工程，2019（04）：94-95.

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