[發(fā)明專利]基于邊緣計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010155294.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111275270A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王祥浩;宣筱青;夏東風(fēng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中電科能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H04L29/08;G06N3/08
• 代理公司: 南京中盟科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32279
• 代理人: 江冬萍

本發(fā)明的基于邊緣計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法，包括以下步驟：S1：構(gòu)建電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)體系；S2：電氣拓?fù)浣＃ＷC一致性；S3：同步采樣數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；S4：基于大量的歷史采樣數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，推算電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)概率，生成最優(yōu)預(yù)測(cè)模型；S5：邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)上的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)應(yīng)用更新程序并運(yùn)行；S6：邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)上的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)應(yīng)用運(yùn)行，對(duì)區(qū)域內(nèi)用電測(cè)控終端采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)告警。該方法能實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果直接進(jìn)行合理的處理，大大減少了監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算壓力，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的快速預(yù)警和就地處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于邊緣計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法，屬于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)的年發(fā)電量和用電量屢創(chuàng)新高，但是電能在方便人類的同時(shí)，又造成了電氣火災(zāi)事故的危險(xiǎn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)在火災(zāi)事故中，約30％是由于電氣火災(zāi)引起的。在電氣火災(zāi)中，電氣線路火災(zāi)約占60％，而低壓電氣線路火災(zāi)又占電氣線路火災(zāi)的90％以上。面對(duì)愈加嚴(yán)峻的電氣火災(zāi)形勢(shì)，傳統(tǒng)的運(yùn)用單一探測(cè)器的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)局限性較大，甚至有些需要人工干涉，難以實(shí)時(shí)探測(cè)火災(zāi)，更無(wú)法提前預(yù)測(cè)電氣火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也設(shè)計(jì)了幾種火災(zāi)預(yù)警的數(shù)學(xué)模型，例如，基于層次熵、雷達(dá)圖、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法。但是仍然存在諸多問(wèn)題：實(shí)用性不高，這些算法模型大多處于理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有真正的結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)和終端設(shè)備，針對(duì)實(shí)際的電力客戶進(jìn)行電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析；實(shí)時(shí)性不滿足要求，目前也有一些電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)也含有火災(zāi)預(yù)警功能，但由于系統(tǒng)和終端設(shè)備之間的通信時(shí)延、系統(tǒng)處理大量數(shù)據(jù)能力不足等問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)很難實(shí)時(shí)的對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析與預(yù)警，無(wú)法滿足快速預(yù)警并處理風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)間要求。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出基于邊緣計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法，其能實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果直接進(jìn)行合理的處理，大大減少了監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算壓力，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的快速預(yù)警和就地處理。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于邊緣計(jì)算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)區(qū)域電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的方法，包括以下步驟：

S1：構(gòu)建“云端-邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)-終端”一體化的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)體系；

S2：電氣拓?fù)浣＃ＷC云平臺(tái)與邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)拓?fù)涞囊恢滦裕?/p>

S3：將用電測(cè)控終端采集到的實(shí)時(shí)電氣數(shù)據(jù)上送到邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)處理后再將數(shù)據(jù)上送到云平臺(tái)，云平臺(tái)將采樣數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；

S4：基于大量的歷史采樣數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，云平臺(tái)上運(yùn)行的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析應(yīng)用采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，推算電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)概率，生成最優(yōu)預(yù)測(cè)模型；

S5：將優(yōu)化好的預(yù)測(cè)模型同步到邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)上的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)應(yīng)用更新程序并運(yùn)行，電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)應(yīng)用負(fù)責(zé)對(duì)實(shí)時(shí)采集的電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，核心程序?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型由云平臺(tái)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化生成并同步到邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)；

S6：邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)上的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)應(yīng)用運(yùn)行，對(duì)區(qū)域內(nèi)用電測(cè)控終端采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到當(dāng)前時(shí)間斷面的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)概率，當(dāng)概率達(dá)到設(shè)定值時(shí)，發(fā)出告警通知管理人員處理或直接控制用電測(cè)控終端暫時(shí)切斷風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源。

進(jìn)一步地，步驟S1包括以下步驟：

S101：搭建云平臺(tái)，在云端搭建監(jiān)控平臺(tái)，具備數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控基本功能，部署基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析應(yīng)用；