基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法与流程

本发明涉及低压配电设备监测与边缘计算，具体为基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法。

背景技术：

1、低压标准柜运行状态实时监测是指根据低压标准柜的温度、电气、环境和通信质量等运行信息对其当前工作状态进行持续感知与分析；目前常见的低压标准柜监测方式主要依赖集中式采集与固定阈值判断，虽然能够实现基础状态告警，但在多源数据同步处理、局部温升识别、通信链路劣化判断以及离线数据恢复等方面仍存在不足；

2、然而，基于现有技术进行低压标准柜运行监测时，一方面难以及时识别触点局部发热、外部干扰和链路异常等多种风险的叠加影响，另一方面在通信中断或链路质量下降时，容易出现数据丢失、告警滞后以及恢复后记录不连续的问题，从而降低运行状态评估的准确性和监测系统的稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，解决以下技术问题：现有低压标准柜监测技术在面对多重风险叠加识别以及通信劣化下的数据连续性保障方面存在明显不足，亟待提出一种能够多维特征精准评估风险、实现边缘自适应控制与离线数据自愈的基于边缘计算的低压标准柜实时监测方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、获取低压标准柜的运行采样数据，运行采样数据包括温度数据、电气数据、环境数据和通信质量数据，通信质量数据包括丢包率；根据温度数据确定局部温升速率和局部温差，并根据通信质量数据计算链路质量值；

3、结合局部温升速率、局部温差、环境数据中的振动数据以及丢包率，生成热异常标志和干扰标志；根据热异常标志、干扰标志和链路质量值，计算低压标准柜的各风险指标，并根据各风险指标确定当前运行状态；

4、根据当前运行状态和各风险指标，确定并执行对应的边缘控制策略，边缘控制策略包括采样频率设定值、缓存深度设定值和重传次数设定值；当当前运行状态满足预设告警条件时，生成本地告警信息；当链路质量值恢复至大于或等于预设链路阈值时，对离线缓存数据进行时间校正、连续性判定和数据校验，生成监测记录。

5、在一些可能的实现方式中，所述根据温度数据确定局部温升速率和局部温差，并根据通信质量数据计算链路质量值，包括：获取温度数据中的触点温度和环境温度，以及通信质量数据中的丢包率、通信时延和重传次数；根据触点温度确定触点温升速率，根据环境温度确定环境温升速率，根据触点温升速率与环境温升速率的差值确定局部温升速率；将触点温度与环境温度的差值作为局部温差；根据丢包率、通信时延和重传次数进行加权计算，得到链路质量值。

6、在一些可能的实现方式中，所述结合局部温升速率、局部温差、环境数据中的振动数据以及丢包率，生成热异常标志和干扰标志，包括：当局部温升速率大于预设第一阈值，且持续时长大于预设第二阈值时，生成热异常标志；当丢包率大于预设第三阈值、振动数据大于预设第四阈值，且电气数据中的电流跳变量大于预设第五阈值时，生成干扰标志。

7、在一些可能的实现方式中，所述根据热异常标志、干扰标志和链路质量值，计算低压标准柜的各风险指标，包括：根据局部温升速率和局部温差，计算热风险指标；根据丢包率和振动数据，计算电磁干扰风险指标；根据链路质量值和本地节点与参考时钟的时间偏差，计算网络风险指标；根据环境数据中的柜门开合状态和设备动作事件，计算事件风险指标；各风险指标包括热风险指标、电磁干扰风险指标、网络风险指标和事件风险指标。

8、在一些可能的实现方式中，所述根据各风险指标确定当前运行状态，包括：根据热风险指标、电磁干扰风险指标、网络风险指标和事件风险指标进行加权计算，得到综合风险值，其中各项权重之和为一；当链路质量值小于预设链路阈值时，确定当前运行状态为离线运行状态；

9、当链路质量值大于或等于预设链路阈值且综合风险值大于或等于预设第二综合阈值时，确定当前运行状态为告警状态；当链路质量值大于或等于预设链路阈值且综合风险值大于或等于预设第一综合阈值并小于预设第二综合阈值时，确定当前运行状态为预警状态；当链路质量值大于或等于预设链路阈值且综合风险值小于预设第一综合阈值时，确定当前运行状态为正常状态。

10、在一些可能的实现方式中，所述根据当前运行状态和各风险指标，确定并执行对应的边缘控制策略，包括：根据基础采样频率、热风险指标和电磁干扰风险指标，确定采样频率设定值；根据基础缓存深度和链路质量值，确定缓存深度设定值；根据默认重传次数和链路质量值，确定重传次数设定值；按照采样频率设定值、缓存深度设定值和重传次数设定值，更新本地采集参数和通信参数。

11、在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：当当前运行状态为离线运行状态时，将采集的运行采样数据和本地事件判定结果存入本地缓存单元，形成离线缓存数据；暂停向外部服务器上传数据，并在链路质量值恢复至大于或等于预设链路阈值后上传离线缓存数据。

12、在一些可能的实现方式中，所述预设告警条件包括以下任一条件：温度数据中的触点温度大于或等于触点温度报警阈值；局部温升速率大于或等于温升速率报警阈值；链路质量值小于或等于最小可用质量阈值；环境数据中的柜门开合状态为开启状态，且当前运行状态为预警状态或告警状态。

13、本发明带来的有益技术效果：

14、1.通过获取温度、环境和通信等运行采样数据，提取局部温升速率与局部温差并计算链路质量值，生成热异常标志与干扰标志，并结合各风险指标确定当前运行状态；本方法解决了固定阈值难以识别局部发热与多风险叠加的影响，提升了状态评估准确性；

15、2.根据确定的当前运行状态和各风险指标，动态执行包含采样频率设定值、缓存深度设定值和重传次数设定值的边缘控制策略；该方案能自适应应对通信链路质量下降，避免告警滞后与系统运行异常，保障了边缘监测系统的稳定运行；

16、3.当链路质量值恢复至大于或等于预设阈值时，系统对离线缓存数据进行时间校正、连续性判定和数据校验，最终生成监测记录；本方法克服了通信中断造成的离线数据恢复不足，解决了恢复后记录不连续的问题，保证了数据的完整性。

1.基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，根据所述温度数据确定局部温升速率和局部温差，并根据所述通信质量数据计算链路质量值，包括：

3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，结合所述局部温升速率、所述局部温差、所述环境数据中的振动数据以及所述丢包率，生成热异常标志和干扰标志，包括：当所述局部温升速率大于预设第一阈值，且持续时长大于预设第二阈值时，生成所述热异常标志，否则不生成所述热异常标志；当所述丢包率大于预设第三阈值、所述振动数据大于预设第四阈值，且所述电气数据中的所述电流跳变量大于预设第五阈值时，生成所述干扰标志，否则不生成所述干扰标志。

4.根据权利要求1所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，根据所述热异常标志、所述干扰标志和所述链路质量值，计算所述低压标准柜的各风险指标，包括：根据所述局部温升速率和所述局部温差，计算热风险指标；根据所述丢包率和所述振动数据，计算电磁干扰风险指标；获取本地节点与参考时钟的时间偏差，根据所述链路质量值和所述时间偏差，计算网络风险指标；根据所述环境数据中的柜门开合状态和设备动作事件，计算事件风险指标；所述各风险指标包括所述热风险指标、所述电磁干扰风险指标、所述网络风险指标和所述事件风险指标。

5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，根据所述各风险指标确定当前运行状态，包括：根据所述各风险指标中的热风险指标、电磁干扰风险指标、网络风险指标和事件风险指标，按照公式计算综合风险值，其中；权重、、和为预先设定的数值；当所述链路质量值小于所述预设的链路阈值时，确定所述当前运行状态为离线运行状态；当所述链路质量值大于或等于所述预设的链路阈值且所述综合风险值大于或等于预设第二综合阈值时，确定所述当前运行状态为告警状态；

6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，根据所述当前运行状态和所述各风险指标，确定并执行对应的边缘控制策略，包括：根据预设的基础采样频率、所述热风险指标和所述电磁干扰风险指标，确定所述采样频率设定值；根据预设的基础缓存深度和所述链路质量值，确定所述缓存深度设定值；根据预设的默认重传次数和所述链路质量值，确定所述重传次数设定值；按照所述采样频率设定值、所述缓存深度设定值和所述重传次数设定值，更新本地采集参数和通信参数。

7.根据权利要求5所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述当前运行状态为所述离线运行状态时，将所述运行采样数据存入本地形成离线缓存数据，具体包括：将所述运行采样数据存入本地缓存单元；所述方法还包括：暂停向外部服务器上传数据，并在所述链路质量值恢复至大于或等于所述预设的链路阈值后向所述外部服务器上传所述离线缓存数据。

8.根据权利要求5所述的基于边缘计算的低压标准柜运行状态实时监测方法，其特征在于，所述预设告警条件包括以下任一条件：所述温度数据包括触点温度，且触点温度大于或等于触点温度报警阈值；所述局部温升速率大于或等于温升速率报警阈值；所述链路质量值小于或等于最小可用质量阈值；所述环境数据中的柜门开合状态为开启状态，且所述当前运行状态为预警状态或告警状态。