一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明属于电缆检测，具体涉及一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、随着城市化建设的不断推进，为美化城市环境，输配电线路的电缆化率也不断提高。电缆多采用地下综合管廊或电缆沟敷设，当电缆发生单相接地后，产生接地电弧，弧柱中的高温、游离的带电气体粒子可使弧柱中心的温度达到5000℃~15000℃，极易引燃隧道中的可燃物，从而引发火灾。因此，探索城市电缆电弧火灾初期的识别方法，对于预防城市电缆火灾具有积极的意义。

2、当前已研究出大量的城市电缆火灾预警技术。例如，通过温度、离子感烟和一氧化碳等多传感器对电缆火灾进行综合研判预警的技术；通过非线性状态估计算法构建电缆隧道状态预估模型，采用k均值聚类方法实现火灾隐患的识别；通过数字化温度传感技术、水位测量技术、感烟技术实现电缆火灾的预警；以及通过神经网络模型（机器学习算法）提高电缆火灾识别准确性的技术等。

3、然而，上述现有技术未对电力火灾产生的机理进行分析，仅实现电缆异常后的参数分析，电缆火灾预警时间滞后，准确度不高。

技术实现思路

1、为解决现有技术电缆火灾预警时间滞后，准确度不高的问题，本发明提出了一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质，本发明通过历史数据分析得到电缆火灾演变过程，然后基于电缆火灾演变过程各影响因素的变化，计算得到电缆火灾影响因素的权重以及预警阈值，并据此进行电缆火灾综合预警，实现电缆火灾及时预警，并提高了电缆火灾预警的准确性和可靠性。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种城市电缆火灾预警方法，所述城市电缆火灾预警方法包括：

4、采集电缆火灾引燃过程的相关数据及其对应时间点，并对采集的数据进行预处理；

5、对预处理后的数据进行聚类得到不同类型电缆的火灾影响因素并确定不同类型电缆火灾演变过程；

6、获得不同类型电缆火灾演变过程中各火灾影响因素的测量值，并计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的权重和预警阈值；

7、将当前城市电缆各火灾影响因素的实时测量值与其预警阈值进行比较，并结合对应权重进行电缆火灾预警。

8、在一些实施方式中，所述的对预处理后的数据进行聚类得到不同类型电缆的火灾影响因素并确定不同类型电缆火灾演变过程步骤，具体包括：

9、采用近邻传播聚类方法对预处理后的数据进行聚类，得到不同类型电缆的火灾影响因素；

10、根据电缆的火灾影响因素对应时间点的先后顺序进行排序，得到不同类型电缆的火灾影响因素的先后顺序，从而确定不同类型电缆火灾演变过程。

11、在一些实施方式中，所述的计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的权重，具体包括：

12、基于电缆火灾演变过程中各火灾影响因素的测量值，采用熵权法计算得到电缆各火灾影响因素的熵值；

13、根据电缆的各火灾影响因素的熵值计算得到电缆各火灾影响因素的权重。

14、在一些实施方式中，所述的计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的预警阈值，具体包括：

15、基于电缆火灾演变过程中各火灾影响因素的测量值，采用双边累计求和算法计算得到电缆各火灾影响因素的预警阈值。

16、在一些实施方式中，所述双边累计求和算法具体为：

17、采用下式计算得到当前检测点的上偏统计值和下偏统计值：

18、

19、式中，为初始的上偏统计值，为初始的下偏统计值，为第个时间点的各火灾影响因素的测量值，为当前检测点的上偏统计值，为当前检测点的下偏统计值，为前一检测点的上偏统计值，为前一检测点的上偏统计值，为当前检测点去掉噪声值影响之后的正向偏移量，为当前检测点去掉噪声值影响之后的负向偏移量，为变点前随机时间序列的平均值，为噪声值；

20、当所述当前检测点的上偏统计值或下偏统计值大于0时，则当前检测点为阈值点，获取阈值点对应的测量值作为预警阈值。

21、在一些实施方式中，所述的将当前城市电缆各火灾影响因素的实时测量值与其预警阈值进行比较，并结合对应权重进行电缆火灾预警步骤，具体包括：

22、将当前城市电缆各火灾影响因素的实时测量值与其对应的预警阈值进行比较，当实时测量值超过其对应的预警阈值时，则存在火灾隐患，否则不存在火灾隐患；

23、综合考虑当前城市电缆各火灾影响因素的比较结果及其权重，进行电缆火灾告警。

24、在一些实施方式中，所述的对采集的数据进行预处理步骤，具体包括：

25、采用统计分析技术筛选出采集的数据中的离群点，即异常值；

26、采用最小二乘法对采集的数据中的缺失值或异常值进行数据修复。

27、第二方面，本发明提出了一种城市电缆火灾预警系统，所述城市电缆火灾预警系统包括：

28、数据采集模块，所述数据采集模块用于采集电缆火灾引燃过程的相关数据及其对应时间点，并对采集的数据进行预处理；

29、特征提取模块，所述特征提取模块用于对预处理后的数据进行聚类得到不同类型电缆的火灾影响因素并确定不同类型电缆火灾演变过程；

30、演变分析模块，所述演变分析模块用于获得不同类型电缆火灾演变过程中各火灾影响因素的测量值，并计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的权重和预警阈值；

31、以及，火灾识别模块，所述火灾识别模块将当前城市电缆各火灾影响因素的实时测量值及其预警阈值进行比较，并结合对应权重进行电缆火灾预警。

32、第三方面，本发明提出了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明上述方法的步骤。

33、第四方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明上述方法的步骤。

34、本发明提出的一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质，通过对电缆火灾引燃过程中采集的历史数据以及时间点进行聚类分析，得到不同类型电缆的特征，确定不同类型电缆的火灾演变过程，并据此计算得到不同电缆类型火灾影响因素的权重以及预警阈值，最后根据该预警阈值和权重进行当前城市电缆火灾预警；

35、本发明提出的一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质，综合考虑电缆火灾演变过程的相关参数指标以及其重要程度，实现电缆火灾及时预警，提高了城市电缆火灾预警的准确性和可靠性。

技术特征：

1.一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述城市电缆火灾预警方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述的对预处理后的数据进行聚类得到不同类型电缆的火灾影响因素并确定不同类型电缆火灾演变过程步骤，具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述的计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的权重，具体包括：

4.根据权利要求3所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述的计算得到不同类型电缆的火灾影响因素的预警阈值，具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述双边累计求和算法具体为：

6.根据权利要求1所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述的将当前城市电缆各火灾影响因素的实时测量值与其预警阈值进行比较，并结合对应权重进行电缆火灾预警步骤，具体包括：

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种城市电缆火灾预警方法，其特征在于，所述的对采集的数据进行预处理步骤，具体包括：

8.一种城市电缆火灾预警系统，其特征在于，所述城市电缆火灾预警系统包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种城市电缆火灾预警方法、系统、设备和存储介质，本发明属于电缆检测技术领域，本发明首先通过采集电缆火灾引燃过程中的相关数据（电流行波、气体、绝缘层碳化、温度、电弧数据、明火数据）及时间点，然后对采集的数据进行聚类分析，获得不同类型电缆的特征，确定不同类型电缆的火灾演变过程，在此基础上，计算得到不同电缆类型火灾影响因素的权重以及预警阈值，最后将当前城市电缆的测量值与预警阈值进行比较，并结合相应权重进行电缆火灾预警。本发明综合考虑电缆火灾演变过程的相关参数指标以及其重要程度，实现电缆火灾及时预警，提高了城市电缆火灾预警的准确性和可靠性。技术研发人员：唐冬来,何明,丁理杰,陈文康,杨梅,钟声,陈泽宇,谢飞,龚奕宇,聂潇,刘光智,邓创,康乐,钟旭,付世峻,周朋,陈居利,何书宇,罗维斯,张淇铭,毛强,李亦秋,余林倩,袁山山,唐轶,王盼,邹怡受保护的技术使用者：四川思极科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20