[發明專利]一種戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置及預測方法

有效

• 申請號: 201410302038.4
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105277813B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 齊偉夫;盛光;潘泳超;丁木;孫佳琪;趙碩
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01D21/02
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史旭泰

1.一種戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置，包括信號采集單元、A/D轉換單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于信號采集單元的輸出端口與A/D轉換單元的輸入端口相連，A/D轉換單元的輸出端口與中央處理單元的數據輸入端口相連，中央處理單元的數據輸出端口分別與人機交互信息顯示單元輸入端口、4G通信傳輸單元的輸入端口相連；

所述信號采集單元包括時間計時器、交費次數計數器、溫度傳感器、降雨量傳感器、風速傳感器，時間計時器輸出端口、交費次數計數器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、降雨量傳感器輸出端口、風速傳感器輸出端口分別與A/D轉換單元的輸入端口相連；

所述降雨量傳感器采用BL-YW900型號雷達液位計，風速傳感器采用YJ-FS100型號，溫度傳感器采用HE-200型號紅外溫度傳感器，時間計時器采用DS12C887型號時鐘芯片，計數器采用FX2N-1HC型號；

所述A/D轉換單元采用TLC2543串行A/D轉換器，4G通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，人機交互信息顯示單元采用HG1286402C型號的液晶顯示模塊；中央處理單元選用型號為STC89C51的單片機；

時間計時器、交費次數計數器、溫度傳感器、降雨量傳感器、風速傳感器的輸出端分別經過信號轉換電路后連接到A/D轉換器TLC2543的輸入端AIN0-AIN5，A/D轉換器TLC2543的輸出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分別連接到51單片機STC89C51芯片的P0.0-P0.4引腳，單片機STC89C51芯片的P1.0-P1.7與液晶顯示模塊的D0-D7連接，單片機STC89C51芯片的P2.0-P2.4與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相連接，STC89C51芯片的RXD、TXD引腳與4G通信傳輸單元ME3760的DATA、DATA1端相連，4G通信傳輸單元的ATN1端通過1.0pF電容與天線連接；

時間、交費次數、溫度、降雨量、風速信息經過各傳感器，進行同步采樣、保持、A/D轉換，變為數字信號后，送入單片機的數據輸入口，再由單片機對時間、交費次數、溫度、降雨量、風速信息數據進行計算后，計算結果通過液晶顯示模塊進行顯示并將數據送到4G通信傳輸單元，為與遠方調度通訊做好準備；

所述戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置的預測方法，包括如下步驟：

步驟1：對時間、交費次數、溫度、降雨量、風速5個數據進行測量，其中時間單位為小時、交費次數單位為次，溫度單位為攝氏度、降雨量單位為毫米、風速單位為米/秒，得到5組離散有序時間序列：

步驟2：對時間序列進行標準化處理：

步驟3：建立可靠性模型

串聯可靠度模型為：

并聯可靠度模型為：

并串聯可靠度模型為：

串并聯可靠度模型為：

故障率λ_i為常數0.12.

步驟4：計算可靠度的上下限值

n＝5,m＝5，可靠度上限為：

其下限模型為：

步驟5：計算判斷停止條件為：

式中，ε等于0.05；

步驟6：計算戶外電費交費設備故障風險指數值：He＝R(x)

步驟7：將戶外電費交費設備故障風險指數值：He＝R(x)的預測結果通過液晶顯示模塊顯示并通過4G通信傳輸單元發送至遠方調度終端，以便維修人員及時進行檢修。

2.根據權利要求1所述一種戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置，其特征在于所述信號轉換電路采用TLC4501芯片。

3.根據權利要求2所述一種戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置，其特征在于TLC4501芯片5腳分別與電阻R3一端、電阻R4一端、電容C₂一端相連，電阻R4另一端接1.5V電源，電阻R3另一端與所述信號采集單元的輸出端口相連，TLC4501芯片7腳通過電阻R8與A/D轉換器輸入端口相連。

4.根據權利要求1所述一種戶外電費交費設備故障風險指數預測裝置，其特征在于對所述時間、交費次數、溫度、降雨量、風速5個數據進行10次測量。