输电线路的寿命评估方法、装置、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及装置寿命评估领域，具体而言，涉及一种输电线路的寿命评估方法、 装置、系统及存储介质。


背景技术：

2.随着电力传输技术的不断发展，对输电线路(例如光纤复合架空地线opgw)的通 信传输质量、安全可靠性以及使用寿命的要求越来越高，准确评估输电线路寿命对指 导输电线路的规划、维护和改造具有重要意义。
3.在实际应用中，寿命评估方法及模型种类繁多，例如通过概率统计方法、物理发 展机理等思路进行输电线路寿命评估，然而输电线路的寿命评估模型选择不准确会造 成的输电线路的寿命评估效率低、评估误差大等问题，对实际工程应用造成极大的困 扰，因此如何正确选择寿命评估方法，快速并准确对输电线路的寿命进行评估，成为 亟待解决的问题。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种输电线路的寿命评估方法、装置、系统及存储介质，以 至少解决由于输电线路的寿命评估模型选择不准确造成的输电线路的寿命评估效率低 且评估误差大的技术问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种输电线路的寿命评估方法，包括：依 据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路的退化量样本数据；基于上述 退化量样本数据确定上述输电线路的性能退化模型，其中，上述性能退化模型为基于 随机过程生成的性能退化模型；基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定 上述输电线路的寿命分布函数；基于目标估计方法对上述寿命分布函数的目标特征参 数进行估计，得到上述输电线路的寿命评估结果。
7.可选地，基于上述输电线路的参数特性，确定上述输电线路的特征性能参数，其 中，上述输电线路的参数特性包括：时间敏感性、趋势性、波动性；根据上述特征性能 参数确定上述输电线路的退化量数据。
8.可选地，当上述特征性能参数的标准差与均值的比值大于预设值时，确定上述特 征性能参数属于时间敏感型参数；当上述特征性能参数的单位时间退化序列的均值和 标准差满足预设条件时，确定上述特征性能参数属于趋势型参数；当上述特征性能参 数的极差序列为时间敏感型参数时，确定上述特征性能参数属于波动型参数。
9.可选地，在检测到上述特征性能参数的数据中存在空值时，对上述空值进行填充 处理；以及在检测到上述特征性能参数的数据中存在异常值时，对上述异常值进行修 正处理，得到处理后特征性能参数；基于数据平滑技术对上述处理后特征性能参数的 数据进行平滑处理，得到上述退化量数据。
10.可选地，当上述输电线路的退化时间在预设范围内时，确定上述性能退化模型为 退化轨道模型；当上述输电线路的退化时间超出上述预设范围时，判断上述退化量样 本数据的退化过程是否为连续性退化过程；若上述退化量样本数据的退化过程是上述 连续性退化过程，则确定上述性能退化模型为基于维纳函数的退化模型；若上述退化 量样本数据的退化过程不是上述连续性退化过程时，则判断上述输电线路的使用损伤 积累值，并在上述损伤积累值达到预设积累值时，确定上述性能退化模型为基于伽马 函数的退化模型。
11.可选地，基于目标信息准则和目标评价模型评估上述性能退化模型的拟合优度； 当上述拟合优度低于预设值时，对上述性能退化模型进行优化训练，得到优化后的性 能退化模型。
12.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种输电线路的寿命评估系统，包括： 数据采集设备，用于依据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路的退化 量样本数据；模型构建与寿命评估设备，与上述数据采集设备相连，用于基于上述退 化量样本数据确定上述输电线路的性能退化模型，其中，上述性能退化模型为基于随 机过程生成的性能退化模型；基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定上 述输电线路的寿命分布函数；基于目标估计方法对上述寿命分布函数的目标特征参数 进行估计，得到上述输电线路的寿命评估结果；显示设备，与上述数据采集设备和上 述模型构建与寿命评估设备相连，用于展示上述输电线路的数据采集结果和寿命评估 结果。
13.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种输电线路的寿命评估装置，包括： 生成模块，用于依据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路的退化量样 本数据；第一确定模块，用于基于上述退化量样本数据确定上述输电线路的性能退化 模型，其中，上述性能退化模型为基于随机过程生成的性能退化模型；第二确定模块， 用于基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定上述输电线路的寿命分布函 数；估计模块，用于基于目标估计方法对上述寿命分布函数的目标特征参数进行估计， 得到上述输电线路的寿命评估结果。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，上述非易失性 存储介质存储有多条指令，上述指令适于由处理器加载并执行任意一项上述输电线路 的寿命评估方法。
15.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序， 其中，上述程序被设置为运行时执行任意一项上述输电线路的寿命评估方法。
16.在本发明实施例中，采用输电线路的寿命评估的方式，通过依据获取到的输电线 路的退化量数据，生成上述输电线路的退化量样本数据；基于上述退化量样本数据确 定上述输电线路的性能退化模型，其中，上述性能退化模型为基于随机过程生成的性 能退化模型；基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定上述输电线路的寿 命分布函数；基于目标估计方法对上述寿命分布函数的目标特征参数进行估计，得到 上述输电线路的寿命评估结果，达到了快速并准确选择输电线路的寿命评估模型的目 的，从而实现了准确评估输电线路寿命的技术效果，进而解决了由于输电线路的寿命 评估模型选择不准确造成的输电线路的寿命评估效率低且评估误差大的技术问题。
其中，xi特征性能参数在时间ti时的退化量数据，为上述计 算极差e1＝max{xi}-min{xi}，计算若则上述特征性能参数 属于时间非敏感型参数，否则，确定上述特征性能参数为时间敏感型参数；计算标准 差若则上述特征性能参数属于时间 非敏感型参数，否则，确定上述特征性能参数为时间敏感型参数。其中，对于时间非 敏感型参数，由于参数不随时间发生变化，在进行寿命评估时不考虑其中。
46.可选地，根据上述特征性能参数的测量值是否有明显的变化趋势(递增或递减)， 将时间敏感参数进一步划分为趋势型参数和波动型参数。趋势型参数随试验时间呈现 递增或递减的趋势，波动型参数随试验时间呈现出波动形的变化，无明显的递增或递 减趋势。设上述特征性能参数的测量值为x＝{(ti,xi),i＝1,2,
…
,n}，根据测量数据序列 构造单位时间退化增量序列计算上述序列退化增 量序列y的均值μ和标准差σ。判别依据如下表所示：
47.序号判别依据参数类型1μ≈0,μ-σ＜0,μ σ＞0波动型2μ＞0,μ-σ＜0递增趋势型(趋势微弱)3μ＞0,μ-σ＞0,μ-2σ＜0递增趋势型4μ＞0,μ-2σ＞0,μ-3σ＜0递增趋势型5μ＞0,μ-3σ＞0递增趋势型6μ＞0,μ σ＞0递减趋势型(趋势微弱)7μ＜0,μ σ＜0,μ 2σ＞0递减趋势型8μ＜0,μ 2σ＜0,μ 3σ＞0递减趋势型9μ＜0,μ 3σ＜0递减趋势型
48.可选地，判断波动型参数是否具有退化趋势，通常采用极差作为分析波动型参数 变化规律的主要依据。根据极差是否随时间变化，将其分为完全波动型参数和退化波 动型参数。其中，完全波动型参数的极差大小不随时间变化，退化波动型参数的极差 大小随时间变化，具体为：构造极差序列。设上述特征性能参数的测量值为 x＝{(ti，xi)，i＝1，2，
…
，n}，则可构造极差序列:
49.e＝{ei|ei＝max
k＝1,2,
…i(xk)-min
k＝1,2,
…i(xk),i＝1,2,
…
,n}；若上述极差序列为时间敏 感型序列，则认为上述特征性能参数为波动退化型参数。
50.在一种可选的实施例中，根据上述特征性能参数确定上述输电线路的退化量数据， 包括：
51.步骤s402，在检测到上述特征性能参数的数据中存在空值时，对上述空值进行填 充处理；以及在检测到上述特征性能参数的数据中存在异常值时，对上述异常值进行 修正处理，得到处理后特征性能参数；
52.步骤s404，基于数据平滑技术对上述处理后特征性能参数的数据进行平滑处理， 得到上述退化量数据。
53.可选地，在检测到上述特征性能参数的数据中存在空值时，采用数据补插法，例 如直接删除元组、平均值填充等方法对上述空值进行填充处理。在检测到上述特征性 能参数的数据中存在异常值时，对上述异常值进行修正处理，具体为对异常值进行判 定、修正和补插。
54.在一种可选的实施例中，基于上述输电线路的参数特性，确定上述输电线路的特 征性能参数，包括:当上述输电线路的退化时间在预设范围内时，确定上述性能退化模 型为退化轨道模型；当上述输电线路的退化时间超出上述预设范围时，判断上述退化 量样本数据的退化过程是否为连续性退化过程；若上述退化量样本数据的退化过程是 上述连续性退化过程，则确定上述性能退化模型为基于维纳函数的退化模型；若上述 退化量样本数据的退化过程不是上述连续性退化过程时，则判断上述输电线路的使用 损伤积累值，并在上述损伤积累值达到预设积累值时，确定上述性能退化模型为基于 伽马函数的退化模型。
55.作为一种可选的实施例，图3根据本发明实施例的一种可选的输电线路特征性能 退化模型确定的流程示意图，如图3所示，基于上述退化量样本数据确定上述输电线 路的性能退化模型，包括：判断上述输电线路退化量样本数据的退化时间是否在预设 范围内，若上述输电线路的退化时间在预设范围内，确定上述性能退化模型为退化轨 道模型；否则判断上述退化量样本数据的退化过程是否为连续性退化过程，若上述退 化量样本数据的退化过程为连续性退化过程，则确定上述性能退化模型为基于维纳函 数的退化模型；否则判断上述输电线路在连续使用时导致的微小损伤积累值，并在上 述损伤积累值达到预设积累值时，确定上述性能退化模型为基于伽马函数的退化模型。 在选定输电线路特征性能退化模型后，对上述输电线路特征性能退化模型的优良性进 行检验。
56.在一种可选的实施例中，在基于上述退化量样本数据确定上述输电线路的性能退 化模型之后，包括：
57.步骤s502，基于目标信息准则和目标评价模型评估上述性能退化模型的拟合优度；
58.步骤s504，当上述拟合优度低于预设值时，对上述性能退化模型进行优化训练， 得到优化后的性能退化模型。
59.可选地，上述信息准则可以但不限于贝叶斯信息准则和赤池信息准则；上述目标 评价模型可以但不限于通过均方差方法直接评价上述性能退化模型的拟合优度。
60.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系 列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限 制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术 人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块 并不一定是本发明所必须的。
61.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施 例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但 很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存 储在一个存
储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端 设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方 法。
62.实施例2
63.根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述输电线路的寿命评估方法的系统 实施例，图4是根据本发明实施例的一种输电线路的寿命评估系统的结构示意图，如 图4所示，上述输电线路的寿命评估系统，包括：数据采集设备60、模型构建与寿命 评估设备62、显示设备64，其中：
64.上述数据采集设备60，用于依据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电 线路的退化量样本数据；上述模型构建与寿命评估设备62，与上述数据采集设备相连， 用于基于上述退化量样本数据确定上述输电线路的性能退化模型，其中，上述性能退 化模型为基于随机过程生成的性能退化模型；基于上述性能退化模型和预先设定的失 效阈值，确定上述输电线路的寿命分布函数；基于目标估计方法对上述寿命分布函数 的目标特征参数进行估计，得到上述输电线路的寿命评估结果；上述显示设备64，与 上述数据采集设备和上述模型构建与寿命评估设备相连，用于展示上述输电线路的数 据采集结果和寿命评估结果。
65.需要说明的是，本技术中的图4中所示输电线路的寿命评估系统的具体结构仅是 示意，在具体应用时，本技术中的输电线路的寿命评估可以比图4所示的数据采集设 备60、模型构建与寿命评估设备62、显示设备64具有多或少的结构。
66.需要说明的是，上述实施例1中的任意一种可选的或优选的输电线路的寿命评估 方法，均可以在本实施例所提供的输电线路的寿命评估系统中执行或实现。
67.此外，仍需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的 相关描述，此处不再赘述。
68.实施例3
69.根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述输电线路的寿命评估方法的装置 实施例，图5是根据本发明实施例的一种输电线路的寿命评估装置的结构示意图，如 图5所示，上述输电线路的寿命评估装置，包括：生成模块70、第一确定模块72、第 二确定模块74、估计模块76，其中：
70.上述生成模块70，用于依据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路 的退化量样本数据；上述第一确定模块72，用于基于上述退化量样本数据确定上述输 电线路的性能退化模型，其中，上述性能退化模型为基于随机过程生成的性能退化模 型；上述第二确定模块74，用于基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定 上述输电线路的寿命分布函数；上述估计模块76，用于基于目标估计方法对上述寿命 分布函数的目标特征参数进行估计，得到上述输电线路的寿命评估结果。
71.需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者， 可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；或者，上述各个模块 以任意组合的方式位于不同的处理器中。
72.此处需要说明的是，上述生成模块70、第一确定模块72、第二确定模块74、估 计模块76对应于实施例1中的步骤s102至步骤s108，上述模块与对应的步骤所实现 的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述 模块作为装置的一
部分可以运行在计算机终端中。
73.需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述， 此处不再赘述。
74.上述的输电线路的寿命评估装置还可以包括处理器和存储器，上述生成模块70、 第一确定模块72、第二确定模块74、估计模块76等均作为程序单元存储在存储器中， 由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
75.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元，上述内核可以设置 一个或以上。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包 括至少一个存储芯片。
76.根据本技术实施例，还提供了一种非易失性存储介质的实施例。可选地，在本实 施例中，上述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述 非易失性存储介质所在设备执行上述任意一种输电线路的寿命评估方法。
77.可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以位于计算机网络中计算机终 端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上 述非易失性存储介质包括存储的程序。
78.可选地，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以下功能：依据获取 到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路的退化量样本数据；基于上述退化量 样本数据确定上述输电线路的性能退化模型，其中，上述性能退化模型为基于随机过 程生成的性能退化模型；基于上述性能退化模型和预先设定的失效阈值，确定上述输 电线路的寿命分布函数；基于目标估计方法对上述寿命分布函数的目标特征参数进行 估计，得到上述输电线路的寿命评估结果。
79.根据本技术实施例，还提供了一种处理器的实施例。可选地，在本实施例中，上 述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述任意一种输电线路的寿命评 估方法。
80.根据本技术实施例，还提供了一种计算机程序产品的实施例，当在数据处理设备 上执行时，适于执行初始化有上述任意一种的输电线路的寿命评估方法步骤的程序。
81.可选地，上述计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有 如下方法步骤的程序：依据获取到的输电线路的退化量数据，生成上述输电线路的退 化量样本数据；基于上述退化量样本数据确定上述输电线路的性能退化模型，其中， 上述性能退化模型为基于随机过程生成的性能退化模型；基于上述性能退化模型和预 先设定的失效阈值，确定上述输电线路的寿命分布函数；基于目标估计方法对上述寿 命分布函数的目标特征参数进行估计，得到上述输电线路的寿命评估结果。
82.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
83.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有 详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
84.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它 的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分， 可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件 可以结合
或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所 显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模 块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
85.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到 多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案 的目的。
86.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成 的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
87.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 可以存储在一个计算机可读取非易失性存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术 方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软 件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个非易失性存储介质中，包括若 干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本 发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的非易失性存储介质包括：u盘、 只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、 移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
88.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。