本發(fā)明涉及掉落預(yù)警，更具體地說，它涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在一些環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜的醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、金融機(jī)構(gòu)的地方，電力的持續(xù)供應(yīng)是至關(guān)重要的，不能輕易中斷。在這些地方，進(jìn)行桿塔的電力設(shè)備維修或檢修時(shí)，需要在高空執(zhí)行活線作業(yè)以確保不斷電。

2、在進(jìn)行高空活線作業(yè)的時(shí)候，高壓電力設(shè)備可能出現(xiàn)電弧閃光事件，瞬間釋放的能量不僅會對設(shè)備造成損壞，還會對維修人員造成影響甚至危害人身安全。

3、由于地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣，環(huán)境的突然變化，風(fēng)力突然增強(qiáng)，導(dǎo)致工具放置的位置發(fā)生偏差，從而增加高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。

4、在高壓電力環(huán)境中，維修人員操作的靈活性受限，防護(hù)裝備通常較重，如果維修人員被電弧閃光或電弧灼傷驚嚇到，可能導(dǎo)致其動(dòng)作不穩(wěn)，進(jìn)而可能導(dǎo)致周圍工具或部件松開或失落，從而增加高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。

5、電弧的高溫造成工具發(fā)生變形導(dǎo)致?lián)p壞，形狀的改變可能會導(dǎo)致維修人員的一些操作失誤，從而增加高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。

6、由于在維修過程中是需要多個(gè)維修人員在高空和地面相互配合，無法及時(shí)知曉可能會發(fā)生的掉落的情況，就可能在高空墜物時(shí)可能會發(fā)生安全事故。

7、現(xiàn)有技術(shù)可以根據(jù)維修人員以及當(dāng)前工具的狀態(tài)判斷可能發(fā)生的工具掉落情況，但沒有考慮到維修過程中可能產(chǎn)生電弧的風(fēng)險(xiǎn)對維修人員以及工具產(chǎn)生的影響，從而難以準(zhǔn)確預(yù)測可能發(fā)生的工具掉落情況，預(yù)警效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)，解決相關(guān)技術(shù)中由于電弧的產(chǎn)生導(dǎo)致難以預(yù)測工具可能掉落的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)警效果差的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供了一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，包括以下步驟：

3、步驟100，采集包括當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)以及之前共n個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)的綜合信息，綜合信息包括線路信息、環(huán)境信息和工具信息；

4、線路信息包括：維修線路的電壓、電流、溫度；

5、環(huán)境信息包括：風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、降水量、光照強(qiáng)度、電磁場強(qiáng)度；

6、工具信息包括：各個(gè)工具的熔點(diǎn)、熱分解溫度和熱導(dǎo)率、位置、使用狀態(tài)、工具與線路之間的距離；

7、步驟200，將綜合信息編碼為一號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，一號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的邊，一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)線路或環(huán)境或工具；

8、環(huán)境和線路之間的關(guān)聯(lián)是：環(huán)境會影響線路，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

9、工具和線路之間的關(guān)聯(lián)是：工具會和線路存在接觸，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

10、環(huán)境和工具之間的關(guān)聯(lián)是：環(huán)境會影響工具的使用，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

11、表示環(huán)境的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于環(huán)境特征，表示線路的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于線路特征，表示工具的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于工具特征；

12、環(huán)境特征、線路特征和工具特征通過特征工程獲得；

13、將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的綜合信息編碼為一號序列數(shù)據(jù)，一號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的所有節(jié)點(diǎn)的綜合信息生成的一號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；

14、步驟300，將一號序列數(shù)據(jù)輸入電弧預(yù)測模型，電弧預(yù)測模型包括第一隱藏層、第二隱藏層和第一輸出層，其中第一隱藏層用于輸入一號序列數(shù)據(jù)，輸出第一隱藏特征到第二隱藏層，第二隱藏層輸出第二隱藏層到第一輸出層，第一輸出層輸出表示產(chǎn)生的電弧信息；

15、步驟400，采集包括當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)以及之前共n個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)維修人員影響信息和工具影響信息，維修人員影響信息包括：維修人員信息、環(huán)境信息、產(chǎn)生的電弧信息，工具影響信息包括：工具信息、環(huán)境信息、產(chǎn)生的電弧信息；

16、維修人員信息包括：維修人員的姿態(tài)、心率；

17、步驟500，將工具影響信息編碼為二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)和連接節(jié)點(diǎn)的邊，一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)工具或環(huán)境或電??；將維修人員影響信息編碼為三號序列數(shù)據(jù)，三號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的維修人員影響信息；

18、環(huán)境和工具之間的關(guān)聯(lián)是：環(huán)境會影響工具的使用，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

19、工具和電弧之間的關(guān)聯(lián)是：電弧會影響工具的使用，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

20、環(huán)境和電弧之間的關(guān)聯(lián)是：環(huán)境會影響電弧的產(chǎn)生，節(jié)點(diǎn)之間存在邊；

21、表示環(huán)境的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于環(huán)境特征，表示電弧的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于電弧特征，表示工具的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)特征等于工具特征；

22、環(huán)境特征、電弧特征和工具特征通過特征工程獲得；

23、將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的工具影響信息分別編碼為二號序列數(shù)據(jù)，二號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的工具影響信息；

24、步驟600，將二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和三號序列數(shù)據(jù)輸入到掉落預(yù)測模型，掉落預(yù)測模型包括第三隱藏層、第四隱藏層、第五隱藏層、第一特征融合層、第二輸出層、第三輸出層，其中第三隱藏層用于輸入三號序列數(shù)據(jù)，輸出第三隱藏狀態(tài)到第一特征融合層和第二輸出層，第二輸出層輸出表示電弧對維修人員的影響，第四隱藏層用于輸入二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，輸出第四隱藏狀態(tài)到第一特征融合層，第一特征融合層輸出第一融合狀態(tài)到第五隱藏層，第五隱藏層輸出第五隱藏狀態(tài)到第三輸出層，第三輸出層輸出表示各個(gè)工具掉落的概率；

25、步驟700，當(dāng)判定會發(fā)生工具掉落的時(shí)候?qū)λ械木S修人員進(jìn)行預(yù)警。

26、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，電弧預(yù)測模型訓(xùn)練時(shí)的損失函數(shù)如下：

27、；

28、其中表示第一損失值，表示訓(xùn)練樣本總數(shù)，表示第個(gè)樣本的電弧真實(shí)的溫度、光強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，表示模型輸出的第個(gè)樣本的電弧的溫度、光強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。

29、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，掉落預(yù)測模型訓(xùn)練時(shí)的損失函數(shù)如下：

30、；

31、其中表示第二損失值，表示訓(xùn)練樣本總數(shù)，是第個(gè)訓(xùn)練樣本的真實(shí)的分類標(biāo)簽，取值為0或1，1表示該節(jié)點(diǎn)表示的工具掉落，0表示該節(jié)點(diǎn)表示的工具未掉落，是掉落預(yù)測模型預(yù)測的第個(gè)訓(xùn)練樣本的分類標(biāo)簽，表示以自然常數(shù)e為底的對數(shù)函數(shù)。

32、；

33、；

34、其中表示第二損失值，表示第三損失值，表示總損失值，表示訓(xùn)練樣本總數(shù)，表示第個(gè)樣本的維修人員的真實(shí)的姿態(tài)和心率，表示模型輸出的第個(gè)樣本的姿態(tài)和心率。

35、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)工具掉落的概率大于一個(gè)閾值時(shí)判定此工具會發(fā)生掉落，此閾值的缺省值為0.5。

36、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過預(yù)測電弧的產(chǎn)生，再根據(jù)產(chǎn)生的電弧對維修人員和工具產(chǎn)生的可能的影響進(jìn)而預(yù)測每個(gè)工具的掉落情況，從而進(jìn)行更好的預(yù)警。

技術(shù)特征：

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，線路信息包括：維修線路的電壓、電流、溫度；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，步驟200中的一號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的所有節(jié)點(diǎn)的綜合信息生成的一號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，步驟500中的二號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的工具影響信息；三號序列數(shù)據(jù)包括n個(gè)序列單元，第t個(gè)序列單元表示第t個(gè)時(shí)刻的維修人員影響信息；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，電弧預(yù)測模型包括第一隱藏層、第二隱藏層和第一輸出層，其中第一隱藏層用于輸入一號序列數(shù)據(jù)，輸出第一隱藏特征到第二隱藏層，第二隱藏層輸出第二隱藏層到第一輸出層，第一輸出層輸出表示產(chǎn)生的電弧信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，掉落預(yù)測模型包括第三隱藏層、第四隱藏層、第五隱藏層、第一特征融合層、第二輸出層、第三輸出層，其中第三隱藏層用于輸入三號序列數(shù)據(jù)，輸出第三隱藏狀態(tài)到第一特征融合層和第二輸出層，第二輸出層輸出表示電弧對維修人員的影響，第四隱藏層用于輸入二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，輸出第四隱藏狀態(tài)到第一特征融合層，第一特征融合層輸出第一融合狀態(tài)到第五隱藏層，第五隱藏層輸出第五隱藏狀態(tài)到第三輸出層，第三輸出層輸出表示各個(gè)工具掉落的概率。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，電弧預(yù)測模型訓(xùn)練時(shí)的損失函數(shù)如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，掉落預(yù)測模型訓(xùn)練時(shí)的損失函數(shù)如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法，其特征在于，當(dāng)工具掉落的概率大于一個(gè)閾值時(shí)判定此工具會發(fā)生掉落，此閾值的缺省值為0.5。

10.一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，其用于執(zhí)行權(quán)利要求1-9任一所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及掉落預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于深度學(xué)習(xí)的電力作業(yè)環(huán)境智能監(jiān)測方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：采集綜合信息；將綜合信息編碼為一號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的綜合信息編碼為一號序列數(shù)據(jù)；將一號序列數(shù)據(jù)輸入電弧預(yù)測模型，輸出表示產(chǎn)生的電弧信息；采集維修人員影響信息和工具影響信息；將工具影響信息編碼為二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，將維修人員影響信息編碼為三號序列數(shù)據(jù)；將二號圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和三號序列數(shù)據(jù)輸入到掉落預(yù)測模型，輸出表示各個(gè)工具掉落的概率；當(dāng)判定會發(fā)生工具掉落的時(shí)候進(jìn)行預(yù)警。本發(fā)明通過預(yù)測電弧的產(chǎn)生，再根據(jù)產(chǎn)生的電弧對維修人員和工具產(chǎn)生的可能的影響進(jìn)而預(yù)測每個(gè)工具的掉落情況，從而進(jìn)行更好的預(yù)警。

技術(shù)研發(fā)人員：李潔,鄭淼金,王少勤,鄧立山
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沸藍(lán)建設(shè)咨詢有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9