论文部分内容阅读
随着国家电网提出大力建设泛在电力物联网的战略,电力光缆通信凭借其容量大、低损耗、高速率等优点在泛在电力物联网建设中将起着信息交换枢纽的作用。由于电力光缆通信承载着极大的信息量且检修光缆故障点困难,如果光缆线路发生故障,将会给电力企业带来无法估量的经济损失,现有的光缆监测方式利用OTDR对故障光缆线路进行检测,只能得到光缆故障点位置与检测点位置之间的光缆直线距离,并不具有地理位置属性;由于光缆敷设的方式、光缆走线、光缆预留等现实工程问题,导致光缆故障直线距离并不能与光缆故障点的实际地理位置相匹配;如何有效地监测光缆线路工作状态、实现对光缆故障点定位并利用VR-GIS精确显示其所在的实际地理位置、缩短光缆故障历时就成为了一个重要课题。本文主要研究基于VR-GIS的光缆故障精确定位方法,针对电力光缆故障实际地理位置精确定位问题,本文做了以下工作:(1)基于OTDR曲线分析的光缆线路故障模式识别方法。OTDR作为监测光缆线路的主要器件,其检测曲线得到的光缆故障点到监测点之间的距离的准确率在一定程度上影响基于VR-GIS的光缆故障精确定位方法定位到光缆故障实际地理位置的精度。本文通过小波包对OTDR曲线进行时频域分解,提取归一化的小波包能量作为光缆故障模式的特征向量,最后建立基于粒子群优化的支持向量机模型,对特征向量进行训练和测试实现故障模式识别。实验结果表明,该方法对光缆故障事件的正确分辨率为98.89%。与传统支持向量机方法相比,准确率提高32.22%,与RBF神经网络方法相比,准确率提高0.56%。(2)构建基于VR-GIS的虚拟电力光缆线路信息。基于VR-GIS的虚拟电力光缆线路信息的构建是实现电力光缆故障精确定位方法的基础;虚拟电力光缆线路信息包含了被测光缆线路的实际地理位置信息,借助于VR-GIS强大的数据分析和空间定位的能力实现对光缆故障实际地理位置的计算和显示。针对国网吉林省电力有限公司长春地区某光缆线路,通过利用3DMax与Super Map.Net软件构建基于VR-GIS的虚拟电力光缆线路信息;再利用Super Map.Net强大的数据分析能力将多元数据融合在三维虚拟光缆线路中,使其具有被测光缆线路的位置信息;最后通过Super Map object.Net和Microsoft Visual Studio 2010实现对Super Map的二次开发,实现基于VR-GIS的虚拟电力光缆线路信息的构建。(3)基于VR-GIS的光缆故障精确定位方法。该方法是在基于VR-GIS的虚拟电力光缆线路信息构建和基于OTDR曲线分析的光缆故障模式识别方法的前提下实现的。该方法通过将被测光缆线路中的各个特殊位置点的信息存入VR-GIS数据库中,将实际测得的距离与存入数据库中的特殊点信息进行对比分析,不断迭代分析故障点的实际地理位置范围,最终获取故障点实际地理位置的经纬度,VR-GIS根据故障点实际地理位置的经纬度显示出故障点的实际地理位置信息。实验证明该方法定位光缆故障实际地理位置的精度能控制在15m的范围内,定位速度只需要5.9秒,提高了光缆维护人员确定光缆故障实际地理位置的速度和光缆运维的可视化程度。