[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810275877.X
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108414018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李健斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳眾厲電力科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，包括多個(gè)電力變壓器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)處理中心，每個(gè)電力變壓器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)皆連接至大數(shù)據(jù)處理中心，每個(gè)電力變壓器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)用于采集一個(gè)電力變壓器監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)電力變壓器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)處理中心用于對(duì)采集的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力變壓器環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；大數(shù)據(jù)處理中心包括數(shù)據(jù)庫(kù)、相似數(shù)據(jù)分析模塊，其中電力變壓器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)將采集的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以建立存儲(chǔ)有大量電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量；相似數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行相似連接，找出相似度值大于設(shè)定閾值的兩個(gè)電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)作為相似電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)對(duì)，并將找出的相似電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，電力變壓器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括設(shè)置在電力變壓器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上的傳感器節(jié)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)包括無(wú)線芯片和環(huán)境傳感器，無(wú)線芯片與環(huán)境傳感器信號(hào)連接，所述環(huán)境傳感器內(nèi)設(shè)置有溫濕度集成傳感器和煙霧傳感器；所述的無(wú)線芯片還分別信號(hào)連接有時(shí)鐘電路，復(fù)位電路、聲光報(bào)警電路、除濕器驅(qū)動(dòng)電路以及加熱器電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行相似連接，具體包括：

(1)隨機(jī)提取所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的一段電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)，并按照電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)的采集時(shí)間順序構(gòu)建時(shí)間序列；

(2)從時(shí)間序列中選擇多個(gè)參考點(diǎn)，基于選擇的參考點(diǎn)，針對(duì)時(shí)間序列中的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)建立基于距離樹(shù)的數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，利用數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)生成MapReduce的數(shù)據(jù)分區(qū)方案；

(3)將參考節(jié)點(diǎn)集合、數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)以及MapReduce的數(shù)據(jù)分區(qū)方案信息作為全局變量，利用MapReduce任務(wù)對(duì)存在相似性的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算，得到時(shí)間序列中所有滿(mǎn)足相似度值大于設(shè)定閾值的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)對(duì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，從時(shí)間序列中選擇多個(gè)參考點(diǎn)，具體包括：

(1)從時(shí)間序列中隨機(jī)選擇一個(gè)電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)，并在時(shí)間序列中找到距離該電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)最遠(yuǎn)的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)，設(shè)為并將設(shè)置為第一個(gè)參考點(diǎn)；

(2)找出離距離最遠(yuǎn)的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)，設(shè)為并將設(shè)置為第二個(gè)參考點(diǎn)；

(3)利用已經(jīng)選擇的參考點(diǎn)，針對(duì)每個(gè)未被選為參考點(diǎn)的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)x_i，按照下列公式計(jì)算距離差權(quán)值，并選擇最小距離差權(quán)值的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)作為下一個(gè)參考點(diǎn)：

式中，表示未被選為參考點(diǎn)的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)x_i的距離差權(quán)值，表示參考點(diǎn)之間的距離，表示電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)x_i與已經(jīng)選擇的參考點(diǎn)之間的距離，Ω表示已經(jīng)選擇的參考點(diǎn)集合；

(4)重復(fù)(3)直至選出設(shè)定數(shù)量的參考點(diǎn)，歸入?yún)⒖键c(diǎn)序列集。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于大數(shù)據(jù)的電力變壓器環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，針對(duì)時(shí)間序列中的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)建立基于距離樹(shù)的數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，具體包括：

(1)初始化距離樹(shù)，構(gòu)建樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)，將參考點(diǎn)序列集中的第一個(gè)參考點(diǎn)作為該根結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)，并設(shè)置根結(jié)點(diǎn)的所屬層次為0，位置pos＝0，個(gè)數(shù)m＝0；

(2)利用第一個(gè)參考點(diǎn)對(duì)根結(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，生成屬于根結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)的多個(gè)葉結(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)葉結(jié)點(diǎn)包含所屬層次、其內(nèi)部的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)數(shù)量以及位置信息三個(gè)屬性，其中位置信息表明該葉結(jié)點(diǎn)距離其父結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)的距離和設(shè)定的距離閾值ε的倍數(shù)關(guān)系；進(jìn)行電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)插入，通過(guò)逐個(gè)插入的方式構(gòu)建距離樹(shù)，插入電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)的過(guò)程就是把每個(gè)電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)分發(fā)到對(duì)應(yīng)的葉結(jié)點(diǎn)的過(guò)程，其中，分發(fā)到葉結(jié)點(diǎn)α內(nèi)部的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)滿(mǎn)足與其父結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)的距離在區(qū)間[(pos_α-1)×ε,pos_α×ε)內(nèi)，其中pos_α為葉結(jié)點(diǎn)α的位置信息，且葉結(jié)點(diǎn)α內(nèi)部存放的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)量小于設(shè)定的最大容量；

(3)若葉結(jié)點(diǎn)存放的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)量到達(dá)設(shè)定的最大容量，從參考點(diǎn)序列集中選取新的參考點(diǎn)對(duì)該葉結(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，生成相應(yīng)的子結(jié)點(diǎn)，將該葉結(jié)點(diǎn)中的多余電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)分發(fā)到其子結(jié)點(diǎn)中，重復(fù)該過(guò)程，直至所有的葉結(jié)點(diǎn)或者子結(jié)點(diǎn)包含的電力變壓器環(huán)境傳感數(shù)據(jù)數(shù)量都小于設(shè)定的最大容量。