一种电缆压力智能监控方法及系统与流程

本发明涉及数据处理。更具体地，本发明涉及一种电缆压力智能监控方法及系统。

背景技术：

1、随着电力和通信基础设施的不断发展，电缆在现代社会中扮演着至关重要的角色。电缆的可靠性和安全性直接关系到电力供应和信息传输的稳定性，因此对电缆的检测和维护显得尤为重要。近年来，电缆的使用环境愈加复杂，电缆需要承受更多的外部应力和环境挑战。这些挑战包括极端天气条件下的温度波动，湿度变化带来的电缆绝缘材料老化，机械应力导致的物理损伤，以及压力变化引发的电缆内部结构变形等。这些因素都会不同程度地影响电缆的性能，增加电缆故障的风险，进而危及电力供应和通信网络的稳定性。

2、电缆压力监测作为其中的一个重要领域，能够有效反映电缆在工作过程中受力情况，从而及时发现潜在的安全隐患。尤其是在电缆长期运行过程中，压力变化可能是引发电缆损坏的主要因素之一。为了提高电缆压力监测的效率和准确性，智能监控技术逐渐兴起，进而利用现代传感器技术、数据分析方法和自动化控制系统，对电缆的运行状态进行实时监测与分析。

3、申请公布号为cn118071324a的专利申请文件公开了一种电缆压力智能监控系统及电缆。该专利申请文件包括：信息获取模块，用以获取电缆的运行参数、电缆参数和环境信息；第一分析模块，对电缆运行压力的异常性进行分析；第二分析模块，对电缆温度状态的异常性进行分析；调整模块，对电缆温度状态异常性的分析过程进行调整；管理模块，用以根据管理周期内电缆运行压力异常性的分析结果与电缆温度异常性的分析结果对下一管理周期电缆的管理方案进行分析；优化模块，对电缆的管理方案的分析过程进行优化；反馈模块，用于对下一检测周期电缆管理方案的分析过程进行校正。虽然，上述方案实现了对电缆压力的智能监控；但是，上述方案仅仅关注于运行参数、电缆参数和环境信息对电缆压力的影响，从而忽视了电缆的起伏和抖动会导致各部位压力分布不均，这种压力分布的不均匀性会引发电缆的局部形变，进而在进行电缆压力监控时，引发准确性不高的问题。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的在进行电缆压力监控时，引发准确性不高的问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、在第一方面中，本发明提供了一种电缆压力智能监控方法，包括：将电缆等间隔划分为多个电缆区间；在每个电缆区间内布设多个采样点，采集各采样点在同一时刻下的压力值，将所在同一电缆区间内各采样点在同一时刻下的压力值构成一个压力序列，以得到多个压力序列；获取目标采样点的异常得分，所述目标采样点为多个压力序列中的任一采样点；并计算目标采样点的异常权重，所述异常权重与波动程度和受力均匀度的比值正相关；其中，第个压力序列中第个采样点的受力均匀度为：

3、；

4、式中，为压力序列的总数，为第个压力序列中第个采样点的压力值，为第个压力序列中第个采样点的压力值，||表示取绝对值，表示电缆区间的长度，表示归一化指数函数，表示经验常数，且；将目标采样点的异常得分和异常权重相乘得到加权异常得分，响应于加权异常得分大于异常阈值的目标采样点为异常点。

5、上述技术方案通过实时采集各采样点的压力值，形成多个压力序列，并引入异常得分与异常权重的计算机制，增强了对压力波动的动态监控和异常状态的识别能力，有效解决了因电缆起伏和抖动导致的压力分布不均所引发的监测准确性不高的问题。

6、进一步地，第个压力序列中第个采样点波动程度为：

7、；

8、式中，为第个压力序列中采样点的总数，为第个压力序列中第个采样点的压力值，为第个压力序列中所有采样点压力的均值，||表示取绝对值。

9、上述技术方案通过对采样点的波动程度进行量化，不仅有效地识别了压力变化较大的采样点，而且还能相对地衡量各采样点的波动程度，提供了更为精细化的监测指标，确保及时发现潜在的故障风险。

10、进一步地，第个压力序列中第个采样点的异常权重为：

11、；

12、式中，表示超参数，且∈[0,2]，表示归一化函数，表示第个压力序列中第个采样点的波动程度，表示第个压力序列中第个采样点的受力均匀度。

13、上述技术方案通过引入异常权重的计算，有效反映了压力波动对受力均匀度的影响，帮助识别那些不仅波动明显且受力分布不均的关键点，增强了对异常状态的灵敏性与适应性，确保了监控系统在面对复杂环境时，能够及时、准确地检测潜在的故障风险，从而提高电缆运行的安全性和可靠性。

14、进一步地，利用光纤压力传感器采集各采样点在同一时刻下的压力值，具体为：所述光纤压力传感器通过网络连接中央控制器，并通过网络时间协议或精密时间协议同步获取各采样点在同一时刻下的压力值。

15、上述技术方案通过采用网络时间协议或精密时间协议进行时间同步，各采样点的数据可以精确地对应于具体时间戳，从而在异常事件发生时提供可靠的时间序列数据。这种精细化的监控方式有效增强了电缆压力监控系统的智能化水平，提高了故障预警的准确性，进而有助于维护决策的及时性和有效性，保障了电缆系统的安全运行。

16、进一步地，利用局部离群因子算法或k近邻算法获取目标采样点的异常得分。

17、进一步地，所述在每个电缆区间内布设多个采样点，具体为：确定电缆的区间长度和采样点的预设间距，计算所述区间长度与采样点预设间距的比值后加一得到电缆区间内采样点的数量，沿电缆长度方向按预设间距布设采样点。

18、上述技术方案通过对采样点进行合理布设，确保了对电缆不同区域压力变化的全面监测，使得系统能够更准确地捕捉到压力分布的不均匀性和潜在异常。这样不仅提高了数据采集的密度，也增强了对电缆状态的实时感知能力，进而为故障诊断和决策维护提供了更为可靠和全面的数据支持。

19、在第二方面中，本发明提供了一种电缆压力智能监控系统，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现以上任意一项所述的一种电缆压力智能监控方法。

20、本发明的有益效果在于：

21、本发明通过将电缆等间隔划分为多个电缆区间并在每个电缆区间内布设多个采样点，通过实时采集压力数据并形成压力序列，从而实现对电缆各部位压力分布的全面监测。采用异常得分和异常权重的计算机制，可以更准确地识别潜在的异常点，增强故障预警的及时性。此外，利用网络时间协议或精密时间协议确保数据同步，提高了时间序列的可靠性。这一系列技术改进不仅提升了监控数据的精细化程度，还为后续的故障分析和决策维护提供了强有力的数据支持，保障了电缆系统的安全与稳定运行。

1.一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，第个压力序列中第个采样点波动程度为：

3.根据权利要求1所述的一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，第个压力序列中第个采样点的异常权重为：

4.根据权利要求1所述的一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，利用光纤压力传感器采集各采样点在同一时刻下的压力值，具体为：

5.根据权利要求1所述的一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，利用局部离群因子算法或k近邻算法获取目标采样点的异常得分。

6.根据权利要求1所述的一种电缆压力智能监控方法，其特征在于，所述在每个电缆区间内布设多个采样点，具体为：

7.一种电缆压力智能监控系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现权利要求1~6任意一项所述的一种电缆压力智能监控方法。