[發明專利]一種通過MEMS六軸傳感器進行非侵入式壓板狀態監測的方法

有效

• 申請號: 202210651369.3
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN114742178B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 劉力;孫曉彤;答妮;王國棟;張巖;陳朋波;許園園;張鵬
• 申請（專利權）人: 航天亮麗電氣有限責任公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及數據識別技術領域，具體涉及一種通過MEMS六軸傳感器進行非侵入式壓板狀態監測的方法。該方法利用MEMS六軸傳感器獲得準確的壓板狀態，并根據投入狀態下的壓板的拓撲關系構建拓撲圖。根據節點的分布對拓撲圖中的節點進行聚類，在每個聚類簇中設置合并過程，利用合并過程獲得表示精準位置信息的圖結構。根據投入狀態壓板數量、聚類過程及合并過程中的數據構建樹結構。通過對理想樹結構與實時樹結構的逐層對比，獲得異常壓板位置。本發明通過對MEMS六軸傳感器獲得的狀態數據進行分析，構建樹結構用于檢索，實現了實時性強，計算量少的非侵入式壓板狀態監測方法。

技術領域

本發明涉及數據識別技術領域，具體涉及一種通過MEMS六軸傳感器進行非侵入式壓板狀態監測的方法。

背景技術

變電站的壓板分布較為集中且壓板數目較多，壓板的投退狀態對電網起到了不同的保護作用。隨著國網公司“電網數字化轉型”規劃的不斷深化，利用智能化、數字化手段解決電網運行及安全的問題受到高度重視，目前變電站以及發電企業壓板保護定值核查和壓板的投退均依賴人工方式，由于壓板尺寸小，數量多，分布密集，此項工作耗時耗力，還容易造成視覺疲勞，導致誤操作，漏操作現象頻發。一旦出現誤操作，輕則導致區域電網用戶大面積停電，設備損毀，重則引起區域電網解列，電網崩潰。

為了防止壓板的誤投退，實現智能化的壓板狀態監測，現有技術中提出了多種智能化的解決方案，例如圖像識別方法、機器人巡視方法、微動開關方法。這些新興方法均存在設備安裝困難，監測成本較高，監測設備維護困難，處理算法困難等缺陷。因此對于壓板的狀態監測實用的方法還是選擇利用傳感器對壓板狀態進行識別。

MEMS六軸傳感器通過六軸加速度傳感芯片，利用重力加速度和重力矢量及其在加速度計軸上的投影，以1.6Hz到1600Hz的輸出數據速率測量加速度，通過算法換算傾斜角度進行壓板狀態采集。通過MEMS六軸傳感器可對壓板的連片進行傾斜角度判斷，檢測每個壓板的投入及推出狀態。利用傳感器識別每個壓板的投退狀態后，可將數據進行加密傳輸至監測平臺，通過對檢測平臺中監測每個壓板的投退狀態。

但是在對監測平臺中的壓板狀態進行監測時，為了檢測每次投退狀態改變命令后每個壓板的投退狀態，往往會遍歷整個壓板數據，因為壓板數量較多，分布范圍廣泛且分布密集，特別是對于大型變電站，遍歷時間較長，實時性較差且算力浪費嚴重，不能有效實現智能化的壓板狀態監測方法。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種通過MEMS六軸傳感器進行非侵入式壓板狀態監測的方法，所采用的技術方案具體如下：

本發明提出了一種通過MEMS六軸傳感器進行非侵入式壓板狀態監測的方法，所述方法包括：

通過每個壓板的MEMS六軸傳感器獲得壓板的投退狀態，所述投退狀態包括投入狀態和退出狀態；根據變電站中每個壓板的所述投退狀態構建狀態矩陣；所述狀態矩陣中每個元素的位置表示對應壓板的位置，每個元素的大小表示對應壓板的所述投退狀態；

以所述狀態矩陣中所有所述投入狀態下的元素作為節點，構建拓撲圖；以所述狀態矩陣中相鄰元素之間對應在所述拓撲圖中的距離作為鄰近距離，當所述拓撲圖中節點之間的距離等于所述鄰近距離時，認定為兩個節點最鄰近；根據所述拓撲圖中的節點之間的距離對節點進行聚類，獲得多個聚類簇；根據投退狀態改變命令獲得所述拓撲圖中狀態改變節點的位置；以所述聚類簇中聚類中心節點在預設鄰近范圍內的所有節點作為待選節點；根據每個所述聚類簇中所述待選節點的度和所述待選節點到所述聚類簇中所有所述狀態改變節點的距離累加和獲得初始點挑選指標；所述初始點挑選指標與所述度和所述距離累加和呈正相關關系；以最大初始點挑選指標對應的所述待選節點作為對應所述聚類簇中的初始節點；以所述初始節點作為起點，執行多次合并過程，直至所述聚類簇中的節點無法繼續合并；所述合并過程的初始過程為將所述初始節點與其最鄰近的其他節點合并為一個圖結構，在后續所述合并過程中將所述圖結構與其最鄰近的其他節點合并為一個新的所述圖結構；