基于穿戴式傳感器及其數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的輸電線路導(dǎo)線覆冰舞
動(dòng)監(jiān)測(cè)狀態(tài)與風(fēng)險(xiǎn)智能感知方案
作者：王奕 所屬院系 電機(jī)系
指導(dǎo)老師：胡軍 所屬院系 電機(jī)系
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、穿戴式傳感器、導(dǎo)線覆冰、風(fēng)險(xiǎn)感知
摘要
引入穿戴式傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸電線路運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境參量，利用集成學(xué)習(xí)的算法實(shí)時(shí)分析處理，對(duì)覆冰舞動(dòng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)作出預(yù)警判斷。
項(xiàng)目背景
2008年我國(guó)南方地區(qū)發(fā)生了大面積、長(zhǎng)時(shí)間的冰凍自然災(zāi)害，輸電線路由于桿塔和導(dǎo)線覆冰導(dǎo)致大規(guī)模傾倒，給電網(wǎng)企業(yè)帶來了達(dá)200多億元人民幣的直接經(jīng)濟(jì)損失，社會(huì)影響和間接經(jīng)濟(jì)損失更為巨大。隨后國(guó)內(nèi)廣泛開展了各種輸電線路覆冰在線監(jiān)測(cè)裝置的研發(fā)和試點(diǎn)應(yīng)用，但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)目前各種技術(shù)方案都存在一定的不足。
架構(gòu)思路
本項(xiàng)目由此出發(fā)，借助智能手環(huán)、智能手機(jī)上被廣泛應(yīng)用的可穿戴式傳感器具有體積小、成本低、易安裝的顯著優(yōu)勢(shì)，用于輸電線路導(dǎo)線覆冰狀態(tài)與風(fēng)險(xiǎn)的智能感知。采用加速度、陀螺儀、重力、溫度、濕度、氣壓/風(fēng)壓等多種傳感器和單片機(jī)，從多個(gè)方面對(duì)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；在有效集成融合各種傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合輸電線路覆冰導(dǎo)線在各種工況下運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的模擬仿真，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而獲得輸電線路運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、覆冰厚度等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵指標(biāo)，并及時(shí)向客戶端發(fā)出預(yù)警信號(hào)，盡可能減少損失
創(chuàng)新意義（黑體加粗四號(hào)兩端對(duì)齊）
作品創(chuàng)新點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn)：
引入穿戴式傳感技術(shù)用于線路監(jiān)測(cè)：將運(yùn)動(dòng)手環(huán)通過加速度傳感器、陀螺儀獲得運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理后實(shí)現(xiàn)計(jì)步、運(yùn)動(dòng)模式辨識(shí)功能的思路移植到輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)上，利用多種傳感器獲得輸電線路覆冰過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，成本低且易于實(shí)現(xiàn)。
利用傳感數(shù)據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)智能感知線路狀態(tài)：進(jìn)一步引入溫度、風(fēng)向一系列傳感器，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的同時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)；建立導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、環(huán)境條件與輸電線路覆冰厚度等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵指標(biāo)的關(guān)聯(lián)；利用機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法分析處理，對(duì)輸電線路覆冰災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)作出的預(yù)警判斷，降低線路覆冰所帶來的損失。
作為科技發(fā)明制作一類的作品，本項(xiàng)目不僅具有重要的電網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用背景和顯著的應(yīng)用價(jià)值，而且技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)、技術(shù)方案合理可行。
1 裝置示意圖
2 交互面板
3 理論思路
