[發明專利]一種基于蟻群算法的應急電源管理系統及智能巡查方法

有效

• 申請號: 202010713165.9
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111817442B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 遲耀丹;劉永峰;譚聰慧;趙陽;王立光;吳博琦;王超;趙春雷;楊小天;閆興振;楊帆;王艷杰;許亮;陳偉利;趙慧強;艾大鵬;蘇曄
• 申請（專利權）人: 吉林建筑大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J7/00;G06Q10/047;G06N3/006
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 麥春明

1.一種基于蟻群算法的應急電源管理系統，包括監控主機和多個燈具單元，其特征在于，每一個燈具單元包括一個電源節點；每一個所述電源節點包括一個燈具控制器和一個對應的電源信息采集模塊；

所述燈具控制器，用于接收監控主機發送的控制信息，控制電源信息采集模塊；

所述電源信息采集模塊，用于采集電源數據信息，然后將采集到的電源數據信息通過CAN總線上傳至監控主機；

所述監控主機，用于對電源節點采用基于蟻群算法的智能巡查并分析電源節點的荷電狀態，并在用戶界面上進行顯示。

2.根據權利要求1所述的一種基于蟻群算法的應急電源管理系統，其特征在于，所述電源信息采集模塊通過燈具控制器、CAN總線控制器、CAN總線驅動器接入CAN總線，并通過串口與監控主機連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于蟻群算法的應急電源管理系統，其特征在于，所述電源信息采集模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器；所述電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器分別與信號轉換器連接，用于將電源數據信息轉換為電信號，并傳輸到所述燈具控制器。

4.一種根據權利要求1～3中任一項所述的基于蟻群算法的應急電源管理系統的智能巡查方法，其特征在于，所述監控主機基于蟻群算法，采用主動巡查方式結合周期性定時巡查方式確定電源節點的巡查路徑，并根據電源節點上傳的電源數據信息分析電源節點的荷電狀態，并在用戶界面上進行顯示；其中，周期性定時巡查方式，包括以下步驟：

S1，應急電源管理系統的初始化巡查操作：

S11，上述應急電源管理系統初次使用時，監控主機喚醒全部電源節點的燈具控制器，監控主機首先對所有電源節點進行編碼、設置電源節點集合C＝{c₁,c₂,......,c_n}，初始狀態電源節點的異常次數m為0，監控主機通過CAN總線向電源節點f發出巡查指令；

S12，電源節點f的燈具控制器接收監控主機發出的巡查指令，并控制相應的電源信息采集模塊進行電源數據信息采集，并回傳給監控主機；

S13，監控主機的電量估計系統根據接收的電源節點f的電源數據信息，對電源節點f的荷電狀態SOC進行判定：SOC≤20％，判定為電源節點f異常，SOC20％，判定為電源節點f正常；若電源節點f異常，則其出現故障的次數m_f為1，電源節點f發生故障的頻率為k為巡查次數，記為1；若電源節點f正常，則其出現故障的次數m_f為0；電源節點f進入休眠狀態；

S14，監控主機按編碼順序，對所有的電源節點重復執行S12和S13，完成應急電源管理系統的初始化操作，所有電源節點的燈具控制器進入休眠狀態，等待下一次巡查時監控主機的喚醒；

S2，若S1中有異常電源節點，則開始執行S3；若S1中電源節點全部正常，沒有異常，則下次巡查繼續執行S12和S13，直至某次巡查中有異常電源節點，開始執行S3；

S3，巡查次數為k時的操作：

S31，當巡查次數為k時，監控主機喚醒全部電源節點的燈具控制器，監控主機對k-1次巡查中發生故障的頻率τ值最大的電源節點i發出巡查指令，若k-1次巡查中存在發生故障的頻率相同的電源節點，按照電源節點編碼順序巡查；

S32，電源節點i的燈具控制器接收監控主機發出的指令，控制相應的電源信息采集模塊進行電源數據信息采集，并回傳給監控主機；

S33，監控主機的電量估計系統根據接收的電源數據信息對電源節點i的荷電狀態SOC進行判定，若電源節點i異常，則其出現故障的次數m_i增加1次，電源節點i發生故障的頻率為若電源節點i正常，則其出現故障的次數m_i不變，由于巡查次數的增加，電源節點發生故障的頻率τ_i下降；

S34，計算電源節點i與剩余電源節點集合allowed中的電源節點的狀態轉移概率P_ij，P_ij最大的電源節點確定為下一巡查對象，若存在多個P_ij值最大的電源節點，按編碼順序巡查，并將已巡查過的電源節點從剩余電源節點集合allowed中剔除；

S35，繼續計算S34確定的巡查對象與剩余電源節點集合allowed中的電源節點的狀態轉移概率P，狀態轉移概率P最大的電源節點作為下一次巡查對象，直至所有電源節點全部巡查完畢；

S36，巡查結束，監控主機保存巡查次數為k次巡查中發生故障的頻率τ值最大的電源節點，所有燈具控制器進入休眠狀態，完成巡查次數為k電源節點巡查。