一种基于监测点关联序列的电磁环境异常定位方法

本发明涉及电磁环境监测，具体为一种基于监测点关联序列的电磁环境异常定位方法。

背景技术：

1、在变电站、数据中心、轨道交通供配电区域、工业控制现场等电气设备密集场景中，接地网、金属桥架、电缆屏蔽层、设备外壳以及采集链路共同构成复杂的电磁环境；为判断局部电磁扰动、导体耦合传播或者采集链路运行状态变化对监测数据的影响，通常会在多个位置布设电磁环境监测点，并通过采集模块、通信通道和数据汇集端持续获取监测响应数据；

2、在实际监测过程中，不同监测点之间的响应变化可能同时受到空间邻近传播、导体连接传递和采集链路同源影响；某一监测点出现响应偏离后，相邻空间位置的监测点可能形成相近变化，连接在同一导体路径上的监测点也可能形成承接变化，而同属采集链路的监测点还可能因采集运行响应产生同步或近同步变化；因此，仅依据单个监测点的幅值超限、单一时间窗口内的响应突变，或者简单的空间距离关系进行异常定位，难以充分区分不同来源引起的监测响应关联；

3、现有电磁环境异常分析通常可以基于阈值判断、趋势对比、频谱特征分析或多点响应相关性分析实现异常发现，也能够在一定程度上辅助运维人员识别异常区段；但是，在多监测点、多导体连接关系和多采集链路同时存在的场景中，若缺少对监测点之间空间承接关系、导体承接关系和采集同源关系的统一记录，并缺少对异常响应片段发生顺序及来源归因过程的连续处理，则容易使空间传播异常、导体耦合异常和采集链路伴随异常在定位结果中相互混同，影响异常来源判断和后续处置效率；因此，本发明提出了一种基于监测点关联序列的电磁环境异常定位方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种基于监测点关联序列的电磁环境异常定位方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

2、本发明可以通过以下技术方案实现：一种基于监测点关联序列的电磁环境异常定位方法，包括：

3、步骤一，读取各监测点的布设位置、导体接入位置和采集链路归属，形成监测点对，并根据监测点对的空间邻近程度、导体传递承接顺序和采集链路归属一致程度，分别形成空间承接值、导体承接值和采集同源值，写入监测点对承接记录；

4、步骤二，读取监测点对承接记录和当前分析时段的监测响应数据，按采样序位形成响应片段，将偏离背景响应基准的响应片段确定为候选异常响应片段，并将所属监测点参与的监测点对在监测点对承接记录中具有至少一种承接值的候选异常响应片段按异常发生顺位写入当前监测点关联序列，形成序列承接量；

5、步骤三，读取当前监测点关联序列、采集运行响应和设备响应时延参数，按设备响应时延参数修正采集运行响应的发生时段，形成采集伴随响应，并根据采集伴随响应与当前监测点关联序列的时段对应、采集同源对应和空间承接断裂形成采集对应结果；

6、步骤四，根据序列承接量与空间承接值的对应程度形成空间解释值，根据序列承接量与导体承接值的对应程度形成导体解释值，并根据采集对应结果、空间解释值和导体解释值形成来源归因结果；

7、步骤五，根据来源归因结果确定异常来源类型，并从采集链路异常归属位置、导体耦合异常候选位置和空间异常源候选位置中确定对应位置，写入异常定位结果。

8、本发明的进一步技术改进在于：步骤一中，形成监测点对的方法，包括：

9、读取各监测点的布设位置、导体接入位置和采集链路归属，分别根据布设位置之间的空间邻近程度、导体接入位置在导体传递路径中的承接顺序、采集链路归属的一致程度，形成空间待选监测点对、导体待选监测点对和采集待选监测点对；

10、对空间待选监测点对、导体待选监测点对和采集待选监测点对进行合并去重，形成待判断监测点对；

11、针对每一待判断监测点对，分别计算空间承接值、导体承接值和采集同源值，并将空间承接值、导体承接值和采集同源值分别与承接保留基准中对应的保留范围进行比较，根据各自是否落入对应的保留范围，分别将空间保留状态、导体保留状态和采集保留状态写入保留或不保留；

12、当空间保留状态、导体保留状态和采集保留状态中至少一个写入保留时，将对应待判断监测点对确定为监测点对。

13、本发明的进一步技术改进在于：空间承接值的形成方法，包括：

14、针对每一待判断监测点对，读取待判断监测点对中两个监测点的布设位置，计算两个监测点之间的空间距离，并根据各监测点的布设位置形成监测区域的空间邻接关系；

15、在监测区域的空间邻接关系中追踪两个监测点之间的最短空间邻接链，并根据最短空间邻接链的形成结果、空间距离和空间邻接关系形成空间基础数值；

16、读取两个监测点的导体接入位置，根据两个监测点的导体接入位置是否位于同一导体传递路径，以及两个导体接入位置在导体传递路径中的承接顺位差与空间基础数值之间的对应关系，对空间基础数值进行导体路径修正，形成导体修正后的空间基础数值；

17、读取两个监测点的采集链路归属，将每个监测点的采集链路归属解析为采集链路节点序列，并对两个监测点的采集链路节点序列进行同序位比对，形成共同采集节点数量，根据共同采集节点数量、最短空间邻接链的形成结果以及空间邻接关系，对导体修正后的空间基础数值进行采集链路修正，形成采集修正后的空间基础数值；

18、将采集修正后的空间基础数值确定为空间承接值。

19、本发明的进一步技术改进在于：导体承接值的形成方式包括：

20、针对每一待判断监测点对，读取导体结构记录和两个监测点的导体接入位置，导体结构记录包括导体段端点位置、导体段长度和导体段连接节点位置；

21、将两个监测点的导体接入位置分别匹配至对应导体段，并根据对应导体段的导体段连接节点位置形成导体接入节点；

22、以两个导体接入节点为起止节点追踪候选导体传递链，根据候选导体传递链中的导体段长度形成导体传递长度，根据候选导体传递链中的导体段连接节点数量形成导体中间节点数量，并根据导体传递长度和导体中间节点数量形成导体基础承接数值；

23、将候选导体传递链中的导体段连接节点位置与空间邻接关系中的相邻空间单元进行位置对应，形成链路重合节点数量，并根据导体中间节点数量和链路重合节点数量形成导体独立比例；

24、按照导体独立比例对导体基础承接数值进行保留计算，形成候选导体承接数值，并将数值最大的候选导体承接数值确定为导体承接值。

25、本发明的进一步技术改进在于：步骤二确定候选异常响应片段的步骤，包括：

26、针对每一监测点，读取历史背景时段内的历史响应数据，按照与当前分析时段相同的采样序位形成历史响应片段，并形成每一历史响应片段的幅值代表值和频谱峰值位置，根据相邻历史响应片段的幅值代表值差值形成幅值变化方向；

27、读取监测点对承接记录，将与该监测点构成监测点对，且对应监测点对由导体待选监测点对或采集待选监测点对合并形成的其他监测点确定为剔除比对监测点；

28、读取频谱对应范围，在同一历史采样序位下，当该监测点的历史响应片段与任一剔除比对监测点的历史响应片段具有相同的幅值变化方向，且二者的频谱峰值位置差值落入频谱对应范围时，将该监测点在该历史采样序位下的历史响应片段确定为剔除历史响应片段；

29、基于剔除历史响应片段之外的历史响应片段形成背景响应基准，并根据剔除历史响应片段之外的历史响应片段相对于背景响应基准的偏离量形成偏离边界；

30、在当前分析时段内的响应片段相对于背景响应基准的偏离量超过偏离边界时，将对应响应片段确定为候选异常响应片段。

31、本发明的进一步技术改进在于：步骤三形成采集对应结果的方法，包括：

32、读取当前监测点关联序列中各候选异常响应片段的异常发生时段、所属监测点以及采集伴随响应的发生时段；

33、根据采集伴随响应的发生时段与各异常发生时段之间的重叠时长和起始时刻差，形成各候选异常响应片段的时段对应值，并将时段对应值达到采集对应形成基准中时段对应基准的候选异常响应片段确定为时段对应响应片段；

34、按照采集链路归属对时段对应响应片段所属监测点进行分组，并根据各采集链路归属组内时段对应响应片段数量中的最大数量形成采集同源对应值；

35、按照当前监测点关联序列中的排列顺位，统计相邻时段对应响应片段所属监测点对未写有空间承接值的数量，以及空间承接值未落入承接保留基准中对应于空间承接值的保留范围的数量，形成空间承接断裂值；

36、在时段对应响应片段数量达到采集对应形成基准中的时段数量基准、采集同源对应值达到采集对应形成基准中的同源对应基准，且空间承接断裂值达到采集对应形成基准中的断裂对应基准时，形成采集对应结果。

37、本发明的进一步技术改进在于：空间承接断裂值的形成方法，包括：

38、针对每一采集链路归属组，在采集链路归属组内存在两个以上时段对应响应片段时，按照当前监测点关联序列中的排列顺位，对采集链路归属组内的时段对应响应片段进行排序；

39、将排序相邻的两个时段对应响应片段所属监测点组成组内相邻监测点对，并统计组内相邻监测点对数量；

40、从监测点对承接记录中读取组内相邻监测点对对应的空间承接值，将未写有空间承接值的组内相邻监测点对确定为空间承接缺失对，将空间承接值未落入承接保留基准中对应于空间承接值的保留范围的组内相邻监测点对确定为空间承接不足对；

41、将空间承接缺失对数量和空间承接不足对数量相加，形成组内断裂数量，并根据组内断裂数量占组内相邻监测点对数量的比例形成组内断裂比例；

42、从已形成组内断裂比例的采集链路归属组中选取最大的组内断裂比例，确定为空间承接断裂值。

43、本发明的进一步技术改进在于：步骤四形成导体解释值的方法，包括：

44、读取当前监测点关联序列中按照异常发生顺位相邻的候选异常响应片段，组成序列相邻片段对，并读取序列相邻片段对所属监测点对的序列承接量、导体承接值和空间承接值；

45、对写有导体承接值的序列相邻片段对，计算序列承接量与导体承接值之间的差值绝对值，形成导体承接差值；

46、对同时写有空间承接值的序列相邻片段对，计算序列承接量与空间承接值之间的差值绝对值，形成空间承接差值；

47、将导体承接差值小于空间承接差值的序列相邻片段对，确定为导体解释片段对；

48、读取导体差值保留基准，将未写有空间承接值且导体承接差值未超过导体差值保留基准的序列相邻片段对，确定为导体解释片段对；

49、根据导体解释片段对数量占序列相邻片段对数量的比例形成导体解释覆盖比例，并根据当前监测点关联序列中按照异常发生顺位连续出现的导体解释片段对的最大连续数量形成导体解释连续数量；

50、根据导体解释覆盖比例和导体解释连续数量形成导体解释值。

51、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

52、本发明通过在异常分析前形成监测点对承接记录，使不同监测点之间的空间邻近关系、导体传递关系和采集链路同源关系能够以统一的数据记录参与后续判断；由此，在多监测点同时出现响应变化时，不再仅依赖单点阈值或单一距离关系进行判断，而能够结合监测点之间的实际布设、导体接入和采集链路归属进行关联分析，提高异常响应片段之间关系判断的稳定性；

53、并且，本发明通过将候选异常响应片段按照异常发生顺位写入当前监测点关联序列，并结合采集伴随响应、空间解释值和导体解释值进行来源归因，使异常响应的发生时序与监测点之间的承接关系共同参与分析；由此，能够在采集链路运行响应、空间传播响应和导体耦合响应可能重叠出现时，降低不同来源响应被混同解释的概率，使来源归因结果更适合后续定位处理；

54、另一方面，本发明根据来源归因结果分别确定采集链路异常归属位置、导体耦合异常候选位置或空间异常源候选位置，并将对应结果写入异常定位结果；由此，异常定位结果不仅能够反映异常发生的监测时段和参与定位的监测点，还能够给出与异常来源类型相匹配的位置记录，为电磁环境异常排查、采集链路检查、导体连接状态核验和现场运维处置提供更明确的依据。