本發(fā)明涉及配網(wǎng)作業(yè)分析，更具體地說，本發(fā)明涉及一種配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在實際運(yùn)維場景中，架空線路作為電力傳輸?shù)闹匾M成部分，其穩(wěn)定性和安全性直接關(guān)乎電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。然而，由于自然環(huán)境因素(如風(fēng)雨雷電、溫度變化)及人為活動(如施工破壞、樹木生長)的不可避免影響，架空線路的關(guān)鍵部件如導(dǎo)線、絕緣子、桿塔等常會發(fā)生形變、老化甚至損毀，這要求迅速且精準(zhǔn)地生成針對性的維修作業(yè)指令。

2、傳統(tǒng)的架空線路維護(hù)方法，若選擇停電作業(yè)，不僅會嚴(yán)重影響周邊用戶的電力供應(yīng)，造成經(jīng)濟(jì)損失和社會不便，還可能因停電時間過長而加劇設(shè)備損壞風(fēng)險。因此，在保障安全的前提下，實施配網(wǎng)不停電作業(yè)成為現(xiàn)代電力維護(hù)的重要趨勢。

3、但是其在實際使用時，仍舊存在較多缺點，如，為了確保不停電作業(yè)的安全性，傳統(tǒng)上依賴于現(xiàn)場工作人員的直觀判斷和經(jīng)驗來評估絕緣遮蔽措施的有效性，但這種方式存在顯著的主觀性和不確定性，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化的評估體系，且在事故發(fā)生時難以客觀界定責(zé)任或分析原因。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別系統(tǒng)，包括：

4、配電網(wǎng)拓?fù)鋱D搭建模塊，基于配電網(wǎng)架空線路的圖像，搭建得到配電網(wǎng)架空線路的三維仿真模型，在三維仿真模型中標(biāo)記架空線路上的帶電體和絕緣遮蔽用具；

5、數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取配電網(wǎng)架空線路的目標(biāo)作業(yè)位置，根據(jù)目標(biāo)作業(yè)位置，采集得到目標(biāo)作業(yè)位置的實際作業(yè)場景圖像，并存儲在數(shù)據(jù)庫中；

6、架空線路位置分析模塊，用于處理實際作業(yè)場景圖像與三維仿真模型中對應(yīng)的預(yù)設(shè)作業(yè)場景圖像，得到目標(biāo)作業(yè)位置架空線路的位置偏移評估指數(shù)；

7、絕緣遮蔽效果分析模塊，用于處理實際作業(yè)場景圖像，得到絕緣遮蔽用具實際外觀特征，聯(lián)合絕緣遮蔽用具實際外觀特征和絕緣遮蔽用具標(biāo)準(zhǔn)外觀特征得到絕緣遮蔽性能評估指數(shù)；獲取絕緣遮蔽用具的使用時間和預(yù)期使用壽命，得到第一修正系數(shù)，基于第一修正系數(shù)獲取修正絕緣性能評估指數(shù)；

8、觸電風(fēng)險分析模塊，用于獲取目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)；

9、帶電作業(yè)安全評估模塊，聯(lián)合位置偏移評估指數(shù)、修正絕緣性能評估指數(shù)和目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)，得到帶電作業(yè)安全系數(shù)；

10、帶電作業(yè)安全判斷模塊，判斷不停電作業(yè)安全系數(shù)和預(yù)設(shè)值的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果采取對應(yīng)措施。

11、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)作業(yè)位置架空線路的位置偏移評估指數(shù)wyp的獲取方式為：

12、獲取目標(biāo)作業(yè)位置中關(guān)鍵部件偏離其正常的距離和角度，記為位置偏移量；所述關(guān)鍵部件至少包括塔桿、帶電線路、絕緣遮蔽用具、接地裝置、防雷裝置、線路固定設(shè)施；

13、用位置偏移量d與預(yù)設(shè)偏移量dmax的比值，得到形變程度參數(shù)；形變程度參數(shù)的取值為0至1，當(dāng)形變?yōu)?表示關(guān)鍵部件缺失，形變?yōu)?表示關(guān)鍵部件不存在形變，通過公式計算得到關(guān)鍵部件的形變量，設(shè)存在m個關(guān)鍵部件，用j表示關(guān)鍵部件的順序編號；為每個關(guān)鍵部件匹配比例系數(shù)kj，將第j個關(guān)鍵部件的形變程度記為xbj；通過公式計算得到位置偏移評估指數(shù)；位置偏移評估指數(shù)越大，表明帶電作業(yè)的難度和風(fēng)險越大。

14、進(jìn)一步地，獲取絕緣遮蔽性能評估指數(shù)的過程包括：

15、步驟s11、基于絕緣遮蔽用具自動識別模型識別絕緣遮蔽用具的具體類型，將實際作業(yè)場景圖像輸入絕緣遮蔽用具自動識別模型，輸出預(yù)測概率分布；

16、步驟s12、基于具體類型從數(shù)據(jù)庫檢索，輸出每個絕緣遮蔽用具對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖像；

17、步驟s13、對比標(biāo)準(zhǔn)圖像和實際圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理、特征提取和對比處理，輸出外觀特征；將標(biāo)準(zhǔn)圖像的外觀特征記為標(biāo)準(zhǔn)外觀特征，將實際圖像的外觀特征記為實際外觀特征；

18、步驟s14、量化每個外觀特征對絕緣性能的具體影響程度，得到每個外觀特征的權(quán)重系數(shù)；

19、步驟s15、聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)外觀特征、實際外觀特征和外觀特征的權(quán)重系數(shù)，獲取絕緣用具的絕緣遮蔽性能評估指數(shù)jyp。

20、進(jìn)一步地，所述絕緣遮蔽性能評估指數(shù)jyp的獲取方式為：

21、獲取預(yù)設(shè)絕緣遮蔽用具的數(shù)量與實際作業(yè)場景圖像中存在的絕緣遮蔽用具的數(shù)量，計算得到絕緣遮蔽用具的缺失率ql；

22、設(shè)存在s個絕緣遮蔽用具，用k表示絕緣遮蔽用具的順序編號；設(shè)絕緣遮蔽用具的外觀特征有t個，用q表示外觀特征的順序編號；

23、根據(jù)每個外觀特征對絕緣性能的影響程度為每個外觀特征匹配權(quán)重系數(shù)，將第k絕緣遮蔽用具的第q個外觀特征的權(quán)重系數(shù)記為q_kq；將第k絕緣遮蔽用具的第q個實際外觀特征記為ws_kq，將第k絕緣遮蔽用具的第q個標(biāo)準(zhǔn)外觀特征記為wb_kq；通過公式計算得到絕緣遮蔽性能評估指數(shù)jyp。

24、進(jìn)一步地，所述絕緣遮蔽用具自動識別模型的搭建方法包括下列步驟：

25、步驟s21、數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理：收集包含帶電體和絕緣遮蔽用具的實際作業(yè)場景圖像，使用數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)增加數(shù)據(jù)的多樣性和魯棒性，輸出預(yù)處理后的作業(yè)場景圖像；

26、步驟s22、對預(yù)處理后的作業(yè)場景圖像進(jìn)行標(biāo)注，區(qū)分帶電體和絕緣遮蔽用具的具體類型，輸出樣本集；將樣本集按照預(yù)設(shè)比例劃分為訓(xùn)練集和驗證集；

27、步驟s23、選擇深度學(xué)習(xí)框架并初始化參數(shù)；

28、步驟s24、模型訓(xùn)練：配置訓(xùn)練參數(shù)，使用訓(xùn)練集進(jìn)行模型訓(xùn)練，監(jiān)控訓(xùn)練過程中的叉熵?fù)p失函數(shù)和準(zhǔn)確率，調(diào)整模型參數(shù)以優(yōu)化性能；所述叉熵?fù)p失函數(shù)為預(yù)測概率分布與真實概率分布之間的差異，輸出訓(xùn)練后的模型；

29、步驟s25、模型評估：使用未參與訓(xùn)練的測試集對步驟s24中訓(xùn)練后的模型進(jìn)行評估，檢查模型的識別準(zhǔn)確率和召回率；根據(jù)評估結(jié)果對模型進(jìn)行調(diào)優(yōu)，引入注意力機(jī)制、特征融合技術(shù)以提高模型的識別能力；當(dāng)模型的識別準(zhǔn)確率和召回率符合要求，輸出訓(xùn)練好的模型；

30、步驟s26、模型部署：將訓(xùn)練好的模型部署到實際作業(yè)場景中，通過機(jī)器視覺設(shè)備實時捕獲作業(yè)場景圖像；使用部署的模型對圖像進(jìn)行實時處理，自動識別帶電體和絕緣遮蔽用具。

31、進(jìn)一步地，所述修正絕緣性能評估指數(shù)的獲取方式為：

32、獲取每個絕緣遮蔽用具的使用時長和預(yù)期使用壽命，通過公式計算得到第一修正系數(shù)，其中，st表示絕緣遮蔽用具的使用時長，yt表示絕緣遮蔽用具的預(yù)期使用壽命；通過公式計算得到修正絕緣遮蔽性能評估指數(shù)jyp"，其中，e表示自然常數(shù)。

33、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)ri的獲取方式為：

34、收集目標(biāo)作業(yè)位置的電壓等級、線路布局復(fù)雜程度參數(shù)；記錄目標(biāo)作業(yè)位置的環(huán)境濕度、溫度、粉塵濃度參數(shù)；將電壓等級記為dv，將線路布局復(fù)雜度記為l，將工作環(huán)境濕度、溫度和粉塵濃度分別記為h、t、d；

35、通過公式ri＝β0+β1*dv+β2*l+β3*h+β4*t+β5*d+β6*h*t+β7*t2計算得到目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)ri，

36、其中，β0是截距項，β1，β2，β3，β4，β5，β6，β7是回歸系數(shù)，分別對應(yīng)電壓等級、線路布局復(fù)雜度、濕度、溫度、粉塵濃度、濕度溫度交互項、溫度的二次項的權(quán)重，∈是誤差項，誤差項表示模型未能解釋的變異。

37、進(jìn)一步地，通過公式計算得到帶電作業(yè)安全系數(shù)dzf；f1、f2是權(quán)重系數(shù)，用于調(diào)整不同指數(shù)對最終安全系數(shù)的影響程度。

38、進(jìn)一步地，設(shè)預(yù)設(shè)的安全系數(shù)閾值為dth，若dzf≥dth，則判斷作業(yè)安全，可以繼續(xù)進(jìn)行；若dzf＜dth，則判斷作業(yè)存在安全隱患，需要采取相應(yīng)的安全措施。

39、另一方面，本發(fā)明還提供一種配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別方法，其特征在于，包括下列步驟：

40、步驟一、基于配電網(wǎng)架空線路的圖像，搭建得到配電網(wǎng)架空線路的三維仿真模型，在三維仿真模型中標(biāo)記架空線路上的帶電體和絕緣遮蔽用具；

41、步驟二、獲取配電網(wǎng)架空線路的目標(biāo)作業(yè)位置，根據(jù)目標(biāo)作業(yè)位置，采集得到目標(biāo)作業(yè)位置的實際作業(yè)場景圖像，并存儲在數(shù)據(jù)庫中；

42、步驟三、處理實際作業(yè)場景圖像與三維仿真模型中對應(yīng)的預(yù)設(shè)作業(yè)場景圖像，得到目標(biāo)作業(yè)位置架空線路的位置偏移評估指數(shù)；

43、步驟四、處理實際作業(yè)場景圖像，得到絕緣遮蔽用具實際外觀特征，聯(lián)合絕緣遮蔽用具實際外觀特征和絕緣遮蔽用具標(biāo)準(zhǔn)外觀特征得到絕緣遮蔽性能評估指數(shù)；獲取絕緣遮蔽用具的使用時間和預(yù)期使用壽命，得到第一修正系數(shù)，基于第一修正系數(shù)獲取修正絕緣性能評估指數(shù)；

44、步驟五、獲取目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)；

45、步驟六、聯(lián)合位置偏移評估指數(shù)、修正絕緣性能評估指數(shù)和目標(biāo)作業(yè)位置觸電風(fēng)險指數(shù)，得到帶電作業(yè)安全系數(shù)；

46、步驟七、判斷不停電作業(yè)安全系數(shù)和預(yù)設(shè)值的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果采取對應(yīng)措施。

47、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：

48、(1)本發(fā)明提供的配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別系統(tǒng)，通過無人機(jī)采集配電網(wǎng)架空線路圖像，構(gòu)建三維仿真模型，標(biāo)記帶電體與絕緣設(shè)施。數(shù)據(jù)采集模塊獲取目標(biāo)作業(yè)位置圖像并存儲。位置分析模塊評估位置偏移，絕緣遮蔽效果分析模塊結(jié)合外觀特征與使用時間，計算修正絕緣性能評估指數(shù)。觸電風(fēng)險分析模塊獲取觸電風(fēng)險指數(shù)。帶電作業(yè)安全評估模塊綜合上述指數(shù)，計算帶電作業(yè)安全系數(shù)。安全判斷模塊根據(jù)安全系數(shù)與預(yù)設(shè)值比較，決定是否需要采取安全措施，這一過程不僅為現(xiàn)場作業(yè)人員提供了可靠的決策支持，確保了不停電作業(yè)的安全進(jìn)行，還通過自動化記錄和分析，保留了詳盡的作業(yè)證據(jù)，為后續(xù)的運(yùn)維管理、事故分析以及責(zé)任追溯提供了有力支持。

49、(2)本發(fā)明提供的配網(wǎng)不停電作業(yè)絕緣遮蔽效果識別系統(tǒng)，基于人工智能搭建、訓(xùn)練并驗證得到絕緣遮蔽用具自動識別模型，解決了傳統(tǒng)絕緣遮蔽評估對人員直觀判斷的依賴，減少了主觀性與不確定性，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的評估。