一種電纜歸屬判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電纜歸屬判斷方法，尤其涉及基于自適應(yīng)濾波算法和模糊識(shí)別理 論的電纜歸屬判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力公司的電纜管線走向和歸屬定位是電力網(wǎng)絡(luò)管理中的重要工作之一。但由于 前期的管線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)龐大紛雜且管線年久失修，因而造成相當(dāng)部分的管線走向和歸屬 不清。如何在不停電情況下，完成電纜的走向歸屬是非常重要也是非常有挑戰(zhàn)性的。
[0003] -方面，各類現(xiàn)場(chǎng)電纜走向繁雜，其歸屬判斷缺乏標(biāo)準(zhǔn)和精準(zhǔn)的依據(jù)。另一方面， 不停電電纜管線歸屬判斷沒(méi)有有效方法，既無(wú)法取得有效信號(hào)，也無(wú)法根據(jù)信號(hào)來(lái)高準(zhǔn)確 度的判斷纜線走向。為此，或是任由停電帶來(lái)?yè)p失，或是長(zhǎng)期讓管線走向處于不可控狀態(tài)， 一旦事故發(fā)生，后果更壞。
[0004] 因此，目前業(yè)界亟待可以在不停電的情況下完成電纜歸屬判斷的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡(jiǎn)要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是 所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非 試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡(jiǎn)化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一 些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0006] 本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供了一種電纜歸屬判斷方法，使用信號(hào)感應(yīng) 加載方式，在管線中傳輸特定信號(hào)，并利用不同頻率信號(hào)加載、接收和處理來(lái)完成管線的歸 屬定位工作，可以實(shí)現(xiàn)在不停電情況下，完成電纜的走向歸屬工作。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明揭示了一種電纜歸屬判斷方法，包括：
[0008] 步驟1 :在發(fā)送端電纜上感應(yīng)加載信號(hào)，基于自適應(yīng)濾波算法濾除干擾信號(hào)，在剔 除本底信號(hào)背景后得到NXM個(gè)相對(duì)強(qiáng)度信號(hào)，其中N為發(fā)送端電纜的數(shù)目，M為接收端電 纜的數(shù)目；
[0009] 步驟2 :根據(jù)實(shí)際的N對(duì)M的歸屬關(guān)系來(lái)構(gòu)造歸屬判斷的依據(jù)；
[0010] 步驟3 :再次用N對(duì)M中的部分或全部在新的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行實(shí)測(cè)，并依據(jù)根據(jù)原來(lái)實(shí) 際的隸屬度關(guān)系以及該區(qū)域內(nèi)的電纜上實(shí)測(cè)的分立頻率響應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度信號(hào)，更新最新的 隸屬度函數(shù)，檢查原來(lái)的N對(duì)M的對(duì)應(yīng)關(guān)系是否正確，若正確則執(zhí)行步驟4,若錯(cuò)誤則執(zhí)行步 驟5 ;
[0011] 步驟4 :繼續(xù)判斷新的纜線或者去新的區(qū)域進(jìn)行判斷，同時(shí)將對(duì)應(yīng)關(guān)系判斷正確 的纜線信號(hào)的相關(guān)數(shù)據(jù)加入到原纜線的歸屬判斷數(shù)據(jù)庫(kù)中，并當(dāng)該數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)豐富到 預(yù)設(shè)程度后，重新修正該纜線不同頻率響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)屬性的典型期望值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差，然 后執(zhí)彳丁步驟6 ;
[0012] 步驟5 :分析錯(cuò)誤原因并做頻率歸類分析，若某個(gè)頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)造成了判斷失誤， 在累計(jì)到預(yù)設(shè)量時(shí)重新修正參數(shù)，若參數(shù)修正后仍達(dá)不到預(yù)設(shè)的準(zhǔn)確率則進(jìn)一步修正模型 本身，然后執(zhí)行步驟6 ;
[0013] 步驟6 :得到修正后的新參數(shù)或新模型，重新回到步驟3中繼續(xù)新區(qū)域判斷或者新 的纜線判斷。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的一實(shí)施例，步驟1中包括：
[0015] 步驟1-1 :在發(fā)送端電纜上感應(yīng)加載信號(hào)，在待測(cè)電纜處以同樣的感應(yīng)方式接收 信號(hào)；
[0016] 步驟1-2 :基于自適應(yīng)濾波算法濾除干擾信號(hào)；
[0017] 步驟1-3 :對(duì)各個(gè)接收信號(hào)通過(guò)無(wú)加載而直接接收的方式剔除本底信號(hào)背景；
[0018] 步驟1-4 :在歸一化處理后得到NXM個(gè)相對(duì)強(qiáng)度信號(hào)，其中每一個(gè)相對(duì)強(qiáng)度信號(hào) 各有一系列分立頻譜對(duì)應(yīng)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的一實(shí)施例，在步驟1-1中，加載信號(hào)的方式為 款頻譜方式，即在低頻、中頻、高頻和射頻的各個(gè)頻段加載信號(hào)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的一實(shí)施例，在步驟1-1中，在各個(gè)頻段用不同 的強(qiáng)度加載信號(hào)。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的一實(shí)施例，在步驟1-2中，濾除的干擾信號(hào)包 括偶然干擾、硬件設(shè)備的自身電子白噪聲和特定噪聲干擾。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的一實(shí)施例，步驟2中包括：
[0023] 根據(jù)實(shí)際歸屬關(guān)系和實(shí)測(cè)的頻譜響應(yīng)相關(guān)信號(hào)強(qiáng)度，基于模糊識(shí)別理論定義歸屬 隸屬度函數(shù)，同時(shí)為不同的N-M對(duì)應(yīng)關(guān)系定義初始頻譜屬性值，從而構(gòu)造出各個(gè)頻率分量 數(shù)據(jù)的隸屬函數(shù)，得到最初的電纜歸屬判斷模型。
[0024] 本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明通過(guò)特定信號(hào)的自適應(yīng)濾波和模 糊識(shí)別理論的雙重機(jī)制，保證了現(xiàn)場(chǎng)電纜管線歸屬的高準(zhǔn)確度判斷。在濾波算法中強(qiáng)調(diào)的 是自適應(yīng)，同時(shí)在模糊識(shí)別中的重點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)電纜的加載和接收信號(hào)的數(shù)據(jù)累積、判據(jù)累積。 算法和識(shí)別都注重于自我修正和自主學(xué)習(xí)?；谧赃m應(yīng)濾波算法和全新模糊識(shí)別理論，能 非常有效的加載和接收高信噪比的有效信號(hào)并能高準(zhǔn)確度的判斷出電纜的走向歸屬。隨著 電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和城市發(fā)展，網(wǎng)線管理的重要性日益突出。本發(fā)明的方法可以帶來(lái)突破性 的技術(shù)手段，并且以此為基礎(chǔ)的相關(guān)裝置已成功地在復(fù)雜管線實(shí)地測(cè)試成功，效果良好。同 時(shí)隨著方法及其裝置的逐步推廣到運(yùn)用，相關(guān)環(huán)境參數(shù)和管線信號(hào)數(shù)據(jù)會(huì)由迅猛的增加， 這就為今后進(jìn)一步的提高技術(shù)和判斷依據(jù)的豐富打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1示出了本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 在結(jié)合以下附圖閱讀本公開(kāi)的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的 上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征 的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。
[0027] 在描述本發(fā)明的具體實(shí)施例之前，先對(duì)本發(fā)明做如下的定義：假定實(shí)際電纜歸屬 問(wèn)題是1對(duì)N、N對(duì)1，以及N對(duì)M的問(wèn)題（發(fā)送端電纜數(shù)N，接收端電纜數(shù)M)。首先在N個(gè)發(fā) 送端感電纜上應(yīng)加載信號(hào)，然后由自適應(yīng)濾波算法（實(shí)際是基于此算法的相關(guān)硬件設(shè)備） 在接收端得到了 M個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)（信號(hào)）。隨后根據(jù)特殊的模糊識(shí)別算法，來(lái)識(shí)別各個(gè)電纜的 歸屬情況。1對(duì)多的情況，就是從N或M各中選出那個(gè)對(duì)應(yīng)的1來(lái)。而N對(duì)M的情形，就是 從M中選出N個(gè)來(lái)（假設(shè)M大于N)。在接收端可獲得數(shù)據(jù)是濾波信號(hào)（已經(jīng)扣除了本底信 號(hào)背景），這里先假定這些信號(hào)數(shù)據(jù)為強(qiáng)度信號(hào)（相對(duì)輸出感應(yīng)電流大?。?。如此就可以根 據(jù)本地N對(duì)M的實(shí)際對(duì)應(yīng)情況，來(lái)定義并建立起N與M的歸屬對(duì)應(yīng)判斷依據(jù)，這樣就可以以 此歸屬判斷依據(jù)來(lái)判斷在不同背景環(huán)境下的N與M的對(duì)應(yīng)歸屬關(guān)系。如此方式不斷的在其 它纜線上測(cè)試測(cè)量，就可以完成區(qū)域內(nèi)的電纜歸屬判斷與管理。
[0028] 圖1示出了本發(fā)明的電纜歸屬判斷方法的較佳實(shí)施例的流程，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施 例的詳細(xì)步驟描述如下。
[0029] 步驟S1 :在發(fā)送端電纜上感應(yīng)加載信號(hào)，基于自適應(yīng)濾波算法濾除干擾信號(hào)，在 剔除本底信號(hào)背景后得到NXM個(gè)相對(duì)強(qiáng)度信號(hào)，其中N為發(fā)送端電纜的數(shù)目，M為接收端 電纜的數(shù)目。
[0030] 在這一步驟S1中，又可細(xì)分為如下的步驟來(lái)執(zhí)行。
[0031] 步驟1-1 :在發(fā)送端電纜上感應(yīng)加載信號(hào)，然后在待測(cè)電纜處以同樣的感應(yīng)方式 接收信號(hào)。加載信號(hào)的方式為款頻譜方式，即在低頻、中頻、高頻和射頻各個(gè)波段進(jìn)行信號(hào) 加載。信號(hào)加載在各個(gè)頻段都采用不同的強(qiáng)度（功率），以便獲得更多的信號(hào)數(shù)據(jù)。
[0032] 步驟1-2 :基于自適應(yīng)濾波算法濾除干擾信號(hào)。干擾信號(hào)包括偶然干擾、硬件設(shè)備 儀器的自身電子白噪聲和特定噪聲干擾等。
[0033] 管線現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于必須感應(yīng)才能加載接收的信號(hào)由諸多干擾，包括來(lái)自設(shè)備自身的、 現(xiàn)場(chǎng)纜線特性的以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況的。只有采用自適應(yīng)的濾波方式才能排除偶然的干擾、 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾以及設(shè)備自身的干擾，而將高信噪比的特定加載信號(hào)接收后交由后續(xù)手段 處理。普通濾波和固定的濾波算法都不足以完成此項(xiàng)復(fù)雜的前置處理。
[0034] 自適應(yīng)濾波算法主要體現(xiàn)在前端的信號(hào)感應(yīng)加載后傳輸后的接收端，由于信號(hào)是 感應(yīng)加載和接收的，所以原始數(shù)據(jù)信噪比太小，必須經(jīng)過(guò)高級(jí)的濾波處理。而且信號(hào)在加 載、傳輸與接收過(guò)程中還受到設(shè)備自身的電子干擾（包括白噪聲和特定信號(hào)干擾），以及環(huán) 境的噪聲（接地、大地）與纜線頻率響應(yīng)噪聲等的干擾。所以小心和精細(xì)的信號(hào)處理非常 重要，而自適應(yīng)濾波算法恰好可以很好的去除這些噪聲，從而可以在接收端得到高信噪比 的感應(yīng)信號(hào)。這為下一步的數(shù)據(jù)分