一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法与流程

本发明涉及电力设备健康监测，具体为一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法。

背景技术：

1、当前，由于电力设备的应用频繁，为了及时发现设备故障或异常状况，需要对电力设备的声纹特征进行分析，声纹特征与电力设备的健康状态等级进行匹配，通过实时监测电力设备的健康状况，可以及时对电力设备进行维护和修复，降低停机时间和生产损失，不仅可以提高设备的维护效率、可靠性和稳定性，同时能够减少人工巡检和维护成本。

2、如今，在电力设备健康监测方面还存在一些不足，具体体现在以下几个层面：(1)现有技术在对电力设备声纹特征进行分析时，往往直接提取音频中声纹特征的相关参数，通常会忽视音频数据中对声纹特征有干扰性的因素，使得后续得出的电力设备的健康评估结果并不准确，一定程度上不仅会导致无法及时反映电力设备的运行故障，进而致使电力设备停机时间的增加，同时会减少电力设备的生产效率，无法确保电力设备的稳定性。

3、(2)现有技术在对电力设备的音频进行预处理时，仅仅进行一次预处理，但存在处理后的音频仍对声纹特征有干扰的可能性，因此，若直接进行声纹特征分析，会使得后续分析出的声纹特征结果与实际电力设备的声纹特征结果之间存在较大程度上的偏差，不利于匹配电力设备的健康状态等级，同时会对电力设备的维护效率、可靠性和稳定性造成一定程度的负面影响。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法，包括：设定音频监测周期，识别电力设备的音频数据进行预处理分析，判定电力设备的音频预处理特征值；分析电力设备的音频预处理结果，据此筛选电力设备的声纹特征信息进行监测分析，评定电力设备的特征异常程度值；匹配电力设备的健康状态等级，由此进行健康反馈。

4、作为进一步的电力设备健康监测方法，所述电力设备的音频预处理特征值，具体分析过程为：获取电力设备的各查验音频位置点在各监测时间点下的声音强度值，计算电力设备的各查验音频位置点对应的声音强度影响指数；构建电力设备的各查验音频位置点所属音频波形图，得到电力设备的各查验音频位置点所属波形重合长度，计算电力设备的各查验音频位置点对应的音频波形影响指数；综合计算电力设备的各查验音频位置点所属音频影响程度系数；通过各监测时间点，将相邻的两个时间点之间的时间段记为监测时间段，并统计电力设备的各查验音频位置点在各监测时间段下的音频数据，记为电力设备的各查验音频位置点对应的各帧数据，并通过数值处理得到电力设备的各查验音频位置点所属帧影响程度系数。

5、作为进一步的方法，所述分析电力设备的音频预处理结果，具体分析过程为：将电力设备的音频预处理特征值与预设的音频预处理特征阈值进行比对，若电力设备的音频预处理特征值低于音频预处理特征阈值，则筛选电力设备的声纹特征信息进行监测分析，反之，则继续对电力设备的音频数据再次进行预处理分析。

6、作为进一步的方法，所述电力设备的特征异常程度值，具体分析过程为：监测电力设备的各查验音频位置点在设定的音频监测周期下的频谱图，从中提取电力设备的各查验音频位置点对应的频谱峰值和频谱谷值，得到电力设备的各查验音频位置点对应的频谱差，计算电力设备的各查验音频位置点所属频谱异常程度指数；获取电力设备的各查验音频位置点在各监测时间点下的能量值，计算电力设备的各查验音频位置点所属能量异常程度指数；筛选得到电力设备的各查验音频位置点在各监测时间点下所属基频能量和其对应的谐波能量，通过比值处理得到电力设备的各查验音频位置点在各监测时间点下对应的谐波比，计算电力设备的各查验音频位置点所属谐波比异常程度指数；根据电力设备的各查验音频位置点在各监测时间点下所属基频能量，由此构建电力设备的各查验音频位置点所属声调曲线，与mysql库中定义的各查验音频位置点所属适配声调曲线进行比对，得到电力设备的各查验音频位置点对应的曲线重合长度，计算电力设备的各查验音频位置点所属曲线重合长度异常程度指数。

7、作为进一步的方法，所述匹配电力设备的健康状态等级，由此进行健康反馈，具体为：将电力设备的特征异常程度值导入健康状态等级分析模型，得到电力设备的健康状态等级，并进行健康反馈。

8、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

9、(1)本发明通过提供一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法，首先对电力设备的音频数据进行预处理，分析电力设备的音频预处理结果，据此筛选电力设备的声纹特征信息进行监测，为后续匹配电力设备的健康状态等级提供更加具有科学性和可靠性的数据依据，通过实时监测电力设备的健康状况，为相关管理人员进行针对的管控提供更科学性的数据依据，有助于提高设备的维护效率、可靠性和稳定性。

10、(2)本发明通过识别电力设备的音频数据进行预处理分析，并判定电力设备的音频预处理特征值，对电力设备的音频数据和帧数据依次进行判定，为后续分析电力设备的音频预处理结果提供更精准的数据基础，很大程度上能够减少音频数据中的干扰声纹特征的因素，为针对电力设备的音频数据实施相应的预处理管控举措提供了较高的便捷性。

11、(3)本发明通过分析电力设备的音频预处理结果，筛选电力设备的声纹特征信息进行监测分析，并评定电力设备的特征异常程度值，将音频数据中的频谱、能量、谐波比和声调曲线依次进行监测，可以使得有效减少后续分析出的声纹特征结果与实际电力设备的声纹特征结果之间的偏差，有助于及时发现设备故障或异常状况，并对电力设备进行维护和修复。

12、(4)本发明通过匹配电力设备的健康状态等级，并进行健康反馈，将电力设备的特征异常程度值导入分析模型，得到电力设备的健康状态等级，有利于为后续进行健康反馈提供数据支持，为进行相应的维护和管理提供更细致的数据支撑，不仅可以降低电力设备的停机时间和生产损失，且能够减少设备人工巡检和维护成本。

技术特征：

1.一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电力设备的音频预处理特征值的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述电力设备的各查验音频位置点所属音频影响程度系数，具体的计算方法为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述电力设备的各查验音频位置点所属音频影响程度系数的计算公式为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述电力设备的各查验音频位置点所属帧影响程度系数，通过各监测时间点，将相邻的两个时间点之间的时间段记为监测时间段，并统计电力设备的各查验音频位置点在各监测时间段下的音频数据，记为电力设备的各查验音频位置点对应的各帧数据，并通过数值处理得到电力设备的各查验音频位置点所属帧影响程度系数；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述分析电力设备的音频预处理结果，具体为：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述电力设备的特征异常程度值通过公式计算得到，具体公式表示为：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述匹配电力设备的健康状态等级，由此进行健康反馈，具体为：

技术总结本发明涉及电力设备健康监测技术领域，具体公开一种基于声纹特征的电力设备健康监测方法，该方法包括：音频数据预处理、声纹特征信息评定和健康状态等级反馈，本发明通过识别电力设备的音频数据进行预处理分析，并判定电力设备的音频预处理特征值，对电力设备的音频数据和帧数据依次进行判定，很大程度上能够减少音频数据中的干扰声纹特征的因素，同时通过匹配电力设备的健康状态等级，并进行健康反馈，将电力设备的特征异常程度值导入分析模型，有利于为后续进行健康反馈提供数据支持，不仅可以降低电力设备的停机时间和生产损失，且能够减少设备人工巡检和维护成本。技术研发人员：古海生,张阳,童鑫,胡燕,关少卿,陈越,黄文礼受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司合肥供电公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1