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        基于臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜的設(shè)備家族缺陷預(yù)控檢修技術(shù)

        2021-03-12 11:00:50姚明亮
        水電與抽水蓄能 2021年1期
        關(guān)鍵詞:鄰接矩陣臺(tái)賬型號(hào)

        鞏 宇,姚明亮,張 豪

        (南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司,廣東省廣州市 510630)

        0 引言

        電力系統(tǒng)臺(tái)賬數(shù)據(jù)以功能位置類型、品類、型號(hào)、廠家、設(shè)備參數(shù)、缺陷信息、運(yùn)維信息為關(guān)鍵字段,以臺(tái)賬數(shù)據(jù)ID為主關(guān)鍵字[1]。電力系統(tǒng)設(shè)備品類多,數(shù)量也多,致使臺(tái)賬數(shù)據(jù)成為海量數(shù)據(jù),依靠人工維護(hù)已成為不可能的工作。過去由于缺乏有效手段挖掘,海量臺(tái)賬數(shù)據(jù)價(jià)值沒有被挖掘,臺(tái)賬的數(shù)據(jù)質(zhì)量維護(hù)工作也成為生產(chǎn)技術(shù)人員的維護(hù)負(fù)擔(dān)[2-3]。

        圖論中鄰接矩陣可用一個(gè)稀疏的二維數(shù)組存放圖中所有頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和頂點(diǎn)間關(guān)系(邊或弧)的數(shù)據(jù)[4]。不難想象如果能用一種標(biāo)準(zhǔn)的方法將臺(tái)賬數(shù)據(jù)連接為二維表并轉(zhuǎn)化為鄰接矩陣,再將鄰接矩陣轉(zhuǎn)化為圖譜,無疑可使圖譜成為臺(tái)賬數(shù)據(jù)的研究工具[5-6]。生產(chǎn)技術(shù)人員可根據(jù)圖譜“按圖索驥”快速找到臺(tái)賬各字段的聯(lián)系,通過橫向比較發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,通過縱向分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備的家族缺陷[7-8]。

        本文結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),全面考慮臺(tái)賬數(shù)據(jù)的特性,對(duì)圖譜形成的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,并交給計(jì)算機(jī)完成,使得提升臺(tái)賬數(shù)據(jù)質(zhì)量并發(fā)現(xiàn)設(shè)備家族性缺陷,為預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和控制,為提前暴露臺(tái)賬數(shù)據(jù)所屬的設(shè)備的家族缺陷以及消缺工作提供技術(shù)支持??捎行б?guī)避風(fēng)險(xiǎn),為工業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保障。

        1 臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜的形成方法

        1.1 應(yīng)用圖譜的數(shù)據(jù)治理方法流程[9]

        步驟1:形成包含所有臺(tái)賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0。

        步驟2:根據(jù)指定范圍形成由功能位置類型、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)字段組成的二維表B1,根據(jù)二維表B1形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1。

        步驟3:根據(jù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1中同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺(tái)賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況,對(duì)于有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。

        步驟4:根據(jù)指定范圍形成由設(shè)備品類、設(shè)備型號(hào)、功能位置、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段組成的二維表B2,根據(jù)二維表B2形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2。

        步驟5:根據(jù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2中,同一品類、型號(hào)所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段獲知設(shè)備家族缺陷,根據(jù)處理措施字段形成有針對(duì)性的預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。

        1.2 二維表形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜步驟[10]

        步驟1:獲取二維表B的行數(shù)M和列數(shù)N,M∈[1,+∞),N∈[1,+∞)。

        步驟2:按列取唯一值,即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個(gè)數(shù)據(jù)。

        步驟3:按列取唯一值后,獲取1~N列唯一值的個(gè)數(shù)O。

        步驟4:按1至O對(duì)各唯一值進(jìn)行編號(hào),并將編號(hào)回寫到二維表B中形成新二維表BB,BB為M×N的矩陣。

        步驟5:設(shè)鄰接矩陣TT是O×O的全零的稀疏矩陣。

        步驟6:設(shè)i=1。

        步驟7:設(shè)j=1。

        步驟 8 :TT(BB(i,j),BB(i,j+1))賦值為 1。

        步驟9:j的值加1,若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟8,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟10。

        步驟10:i的值加1,若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟7,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟11。

        步驟11:獲得二維表B的鄰接矩陣TT。

        步驟12:設(shè)i=1。

        步驟13:設(shè)j=1。

        步驟14:若TT(i,j)不等于1,則第i點(diǎn)向第j點(diǎn)畫一條線,并按二維表BB將節(jié)點(diǎn)編號(hào)轉(zhuǎn)為原臺(tái)賬數(shù)據(jù),否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟15。

        步驟15:j的值加1,若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟13,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟16。

        步驟16:i的值加1,若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟13,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟17。

        步驟17:獲得二維表B的臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜。

        2 應(yīng)用臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜的治理方法

        電力系統(tǒng)臺(tái)賬數(shù)據(jù)是以臺(tái)賬數(shù)據(jù)ID為主關(guān)鍵字并包含設(shè)備品類、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)、功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施、設(shè)備運(yùn)維部門等字段。長(zhǎng)期以來,由于臺(tái)賬數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)是兩個(gè)孤立的數(shù)據(jù)孤島,臺(tái)賬數(shù)據(jù)的設(shè)備品類、設(shè)備型號(hào)等字段信息無法與缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行一一映射,致使數(shù)據(jù)質(zhì)量普遍存在于臺(tái)賬數(shù)據(jù)與其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的對(duì)接中。應(yīng)用臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜的治理方法可以解決兩個(gè)數(shù)據(jù)孤島引起的海量對(duì)象映射困難的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

        同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺(tái)賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況,是指同一功能位置類型下臺(tái)賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備應(yīng)能發(fā)揮相同的作用,如果出現(xiàn)多條不同的臺(tái)賬數(shù)據(jù),通過相同字段的不同臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,若無數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,則多條不同的臺(tái)賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備可互為備品;若有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,則可快速定位錯(cuò)誤字段。同一品類、型號(hào)所關(guān)聯(lián)的功能位置類型對(duì)應(yīng)臺(tái)賬數(shù)據(jù)的缺陷表象和缺陷原因字段均為設(shè)備家族缺陷[6],對(duì)應(yīng)的處理措施為預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。

        3 實(shí)例分析

        以下對(duì)某電力公司的臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)例分析。結(jié)合圖1流程,本文技術(shù)方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):

        圖1 圖譜分析程序流程Figure 1 Map analysis program flow

        (1)如表1所示形成包含所有臺(tái)賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0。

        表1 包含所有臺(tái)賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0Table 1 A two-dimensional table B0 containing all the account data fields

        續(xù)表

        (2)在臺(tái)賬數(shù)據(jù)字段中通過搜索條件(“功能位置類型=廠用變”&&“電壓等級(jí)=10kV”&&“額定容量=50MVA”&&“型式=干式”)索引獲得由功能位置類型、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)字段組成表2所示的二維表B1。

        表2 二維表B1Table 2 Two-dimensional table B1

        根據(jù)二維表B1形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1由以下步驟獲得:

        1)獲取二維表B1的行數(shù)M和列數(shù)N,M=4,N=5。

        2)按列取唯一值,即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個(gè)數(shù)據(jù)。

        3)按列取唯一值后,獲取1~N列唯一值的個(gè)數(shù)O=11。

        4)按1至11對(duì)各唯一值進(jìn)行編號(hào),并將編號(hào)回寫到二維表B中形成新二維表BB,BB為4×5的矩陣,

        5)設(shè)鄰接矩陣TT是11×11的全零的稀疏矩陣。

        6)設(shè)i=1。

        7)設(shè)j=1。

        8)TT(BB(i,j),BB(i,j+1))賦值為 1。

        9)j的值加1,若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第8)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第10)步。

        10)i的值加1,若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第7)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第11)步。

        11)獲得二維表B1的鄰接矩陣TT,矩陣TT為稀疏矩陣,以下各元素為數(shù)值為1的元素:TT(1,5)、TT(2,5)、TT(3,5)、TT(4,5)、TT(5,6)、TT(5,7)、TT(7,8)、TT(7,9)、TT(6,10)、TT(7,10)、TT(8,11)、TT(9,11)、TT(10,11)。

        12)設(shè)i=1。

        13)設(shè)j=1。

        14)若TT(i,j)不等于1,則第i點(diǎn)向第j點(diǎn)畫一條線,并按二維表BB將節(jié)點(diǎn)編號(hào)轉(zhuǎn)為原臺(tái)賬數(shù)據(jù),否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第15)步。

        15)j的值加1,若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第16)步。

        16)i的值加1,若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17)步。

        17)獲得二維表B1的臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1。

        圖2 臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1Figure 2 Account data map T1

        (3)根據(jù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1中同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號(hào)、廠家信息、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺(tái)賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況,對(duì)于有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。

        通過臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T1不難發(fā)現(xiàn)同一功能位置類型廠用變,針對(duì)所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號(hào),可以推測(cè)SCB 10-400/10型號(hào)名稱其正確寫法應(yīng)該是SCB10-400/10,針對(duì)廠家信息,可以推斷海南金盤、海南金盤電氣有限公司應(yīng)該為同一生產(chǎn)廠家,其準(zhǔn)確名稱為海南金盤電氣有限公司,同樣,還可以根據(jù)分析情況,空缺的信息為海南金盤電氣有限公司,進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。同時(shí),可以看到是同一功能位置類型下4條臺(tái)賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備具有相同的技術(shù)參數(shù),應(yīng)能發(fā)揮相同的作用,則4條不同的臺(tái)賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備可互為備品。

        (4)根據(jù)指定范圍形成由設(shè)備品類、設(shè)備型號(hào)、功能位置、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段組成表3所示的二維表B2。

        表3 二維表B2Table 3 Two-dimensional table B2

        根據(jù)二維表B2形成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2由以下步驟獲得:

        1)獲取二維表B2的行數(shù)M和列數(shù)N,M=4,N=6。

        2)按列取唯一值,即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個(gè)數(shù)據(jù)。

        3)按列取唯一值后,獲取1~N列唯一值的個(gè)數(shù)O=12。

        4)按1至12對(duì)各唯一值進(jìn)行編號(hào),并將編號(hào)回寫到二維表B中形成新二維表BB,BB為4×6的矩陣,

        5)設(shè)鄰接矩陣TT是12×12的全零的稀疏矩陣。

        6)設(shè)i=1。

        7)設(shè)j=1。

        8)TT(BB(i,j),BB(i,j+1))賦值為 1。

        9)j的值加1,若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第8)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第10)步。

        10)i的值加1,若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第7)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第11)步。

        11)獲得二維表B2的鄰接矩陣TT,矩陣TT為稀疏矩陣,以下各元素為數(shù)值為 1的元素:TT(1,2)、TT(2,3)、TT(2,4)、TT(2,5)、TT(2,6)、TT(5,7)、TT(3,8)、TT(6,9)、TT(4,10)、TT(7,11)、TT(8,11)、TT(9,11)、TT(10,11)、TT(11,12)。

        12)設(shè)i=1。

        13)設(shè)j=1。

        14)若TT(i,j)不等于1,則第i點(diǎn)向第j點(diǎn)畫一條線,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第15)步。

        15)j的值加1,若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17)步。

        16)i的值加1,若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13)步,否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17)步。

        17)獲得二維表B2的臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2。

        圖3 臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2Figure 3 Account data map T2

        (5)根據(jù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜T2中,同一品類、型號(hào)所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段獲知該設(shè)備家族缺陷是接頭絕緣不合格,根據(jù)處理措施字段形成有針對(duì)性的預(yù)控措施,為加強(qiáng)紅外巡檢觀察的頻次,下次檢修時(shí)更換接頭。

        4 結(jié)束語

        本文提供了根據(jù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)字段的關(guān)聯(lián)關(guān)系形成二維表,再把二維表轉(zhuǎn)化為鄰接矩陣,接著通過鄰接矩陣生成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)方法,使得快速生成臺(tái)賬數(shù)據(jù)圖譜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成。本文結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),全面考慮臺(tái)賬數(shù)據(jù)的特性,提供了通過相同字段的不同臺(tái)賬數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較,為獲知數(shù)據(jù)質(zhì)量信息和可互為備品信息提供了有效技術(shù)手段。通過圖譜中同一品類、型號(hào)所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段,獲知設(shè)備家族缺陷,并根據(jù)處理措施字段形成有針對(duì)性的預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。

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