王偉

遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心（遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院） 遼寧沈陽(yáng) 110000

1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法的框架模型

多源電纜技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)框架后，提取各種指標(biāo)信息的細(xì)節(jié)特征，并與當(dāng)前故障模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比對(duì)，分析出故障類(lèi)型和故障風(fēng)險(xiǎn)；啟動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)引擎融合各種電纜風(fēng)險(xiǎn)信息，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重比例關(guān)系，最后定位故障區(qū)域并輸出電纜風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果[1]。

假定傳輸?shù)綌?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)引擎的故障類(lèi)別只有兩種a 和b，所構(gòu)成的故障特征集為，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力數(shù)據(jù)融合技術(shù)利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)框架綜合分析兩種故障值之間的相關(guān)性，并通過(guò)權(quán)重比例結(jié)果判斷出電纜發(fā)生故障的總體概率，將兩種電纜故障集合都視為隨機(jī)變量，則故障集合A 和B 之間的相關(guān)性（A，B）可表示為：

2 電纜數(shù)據(jù)特征除異與融合

多源數(shù)據(jù)特征匯聚到源節(jié)點(diǎn)后利用卡爾曼濾波算法去除冗余數(shù)據(jù)，卡爾曼濾波算法多用于解決非線性系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)估問(wèn)題，基于先驗(yàn)知識(shí)不斷地更新判斷準(zhǔn)則，以準(zhǔn)確輸出測(cè)量的估計(jì)值。以A類(lèi)故障集合為例，在t+1 時(shí)刻的卡爾曼濾波方程可以表示為：

其中，E 表示A 類(lèi)故障集合的最優(yōu)期望函數(shù)，κ 表示全部數(shù)據(jù)特征之和。據(jù)公式（1）求出任意兩個(gè)故障類(lèi)別特征之間的協(xié)方差矩陣，并確定相關(guān)的閾值參數(shù)即可對(duì)源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行濾波操作。卡爾曼濾波算法具有良好的迭代性能和收斂性能，可減少特征融合過(guò)程中異常值的擴(kuò)散與傳播。在源節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合中可能會(huì)產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)，經(jīng)卡爾曼濾波處理后會(huì)對(duì)個(gè)別數(shù)據(jù)的特征值產(chǎn)生影響，故需要對(duì)歸類(lèi)的電纜故障特征數(shù)據(jù)進(jìn)行除異處理。

利用標(biāo)準(zhǔn)差值和平均誤差值即可得到異常電纜數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，在電纜信息融合的過(guò)程中剔除掉這些異常干擾數(shù)據(jù)[2]。將單一節(jié)點(diǎn)的除異方法拓展應(yīng)用到全部節(jié)點(diǎn)中，保持各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的獨(dú)立性和連貫性，通常情況下除異處理后的電纜數(shù)據(jù)即可進(jìn)行一致性融合，此時(shí)各源節(jié)點(diǎn)的測(cè)量值符合正態(tài)分布規(guī)律，引入融合節(jié)點(diǎn)支持程度的概念，用（表示節(jié)點(diǎn)p 對(duì)節(jié)點(diǎn)q 的支持程度）表示，并確定出融合節(jié)點(diǎn)之間的支持度關(guān)系矩陣：

利用融合節(jié)點(diǎn)之間的支持度關(guān)系矩陣，對(duì)電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)的一致性特征進(jìn)行描述，可信度的值越高表明電纜存在故障的風(fēng)險(xiǎn)越大。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法框架的電纜信息融合技術(shù)，解決了傳統(tǒng)單一故障特征識(shí)別技術(shù)存在的電纜信息融合不準(zhǔn)確、誤差高的問(wèn)題，能通過(guò)對(duì)不同傳感器采集到的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析與判斷，提高電纜數(shù)據(jù)故障特征識(shí)別的精度[3]。

3 技術(shù)驗(yàn)證

以某供電公司一段500m 長(zhǎng)的L 型電纜為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，在電纜上均勻布置溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器，電纜的其他相關(guān)參數(shù)及傳感器的布置情況分別如表1。

表1 實(shí)驗(yàn)電纜的相關(guān)參數(shù)

測(cè)試的時(shí)間周期為24 小時(shí)，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所采集到的電纜數(shù)據(jù)條目數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2 所示。

表2 傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（數(shù)據(jù)條目數(shù)量）

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有電纜信息融合處理技術(shù)存在融合結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電纜信息融合處理技術(shù)，構(gòu)建一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法框架，提取出不同故障數(shù)據(jù)集中的特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的除異與融合處理。