一种弧垂传感监测与报警系统

本发明涉及输电线路安全监测，具体为一种弧垂传感监测与报警系统。

背景技术：

1、随着城市化进程的加快，电力、通信、交通等基础设施建设不断完善，电力线路的安全运行愈发重要，而弧垂是电力线路运行中较为常见的故障现象之一，弧垂过小会导致导线应力过大，这样影响导线的机械安全，增加导线的动态传输容量，导线的应力会减小，温度和弧垂都会相应地增大，但是，弧垂过大，线路离地太低，会造成导线对地放电的危险，温度过高，会影响导线的运行安全，一旦发生弧垂过大或过小情况，不仅会对电力线路本身造成损坏，还可能引发火灾等严重后果；

2、随着全球电力行业的快速发展，输电线路的稳定运行对于保障电力供应和能源安全具有重要意义，然而，在许多偏远地区，输电线路面临着严重的挑战和风险，由于缺乏足够的信号覆盖，这些区域内的输电线路往往无法得到及时、准确的监测和预警，可能导致潜在的安全隐患和事故，为此，我们提出一种弧垂传感监测与报警系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种弧垂传感监测与报警系统。

2、以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供如下技术方案：一种弧垂传感监测与报警系统，包括以下模块：

3、无线传感器模块，用于获取区域内环境的温度、湿度、声音、光线、目标输电线路倾角和线路参数的信息；

4、数据预处理模块，用于对无线传感器获取的信息进行预处理和划分，并进行归一化处理；

5、神经网络模块，用于对归一化处理后的输电线路数据进行学习和预测，并且能够将线路倾角信息和线路参数信息整合处理，从而得出预警信息，实现对输电线路弧垂和温度的实时监测和预警；

6、报警模块，所述报警模块会在神经网络模块监测到弧垂出现异常情况时，发出报警信号；

7、预警模块，所述预警模块中包含联网单元和预警单元，所述联网单元用于连接互联网获取监测区域内的天气信息，所述预警单元用于对联网单元获取的信息进行分析；

8、用户交互模块，所述用户交互模块用于显示监测数据、报警信息和操作控制界面；

9、数据存储模块，所述数据存储模块用于存储整个监测过程中的所有数据；

10、供电模块，所述供电模块用于对整个系统中的其他模块进行供电。

11、作为本发明的进一步方案：无线传感器模块由许多具有自主处理能力和通信功能的微小传感器节点组成，每个传感器节点可以采集周围环境的温度、湿度、声音、光线、目标输电线路倾角和线路参数的信息，并且通过局部耦合和全局合作传递和共享信息，实现对周围环境的建模和监测。

12、作为本发明的进一步方案：所述数据预处理模块会通过均值滤波对温度、湿度、声音、光线、目标输电线路倾角和线路参数的信息的噪声进行滤除，数据预处理模块会对获取的信息进行划分，将这些数据分类为不同的子集。

13、作为本发明的进一步方案：所述神经网络模块是通过遗传算法的全局寻优能力来获得最优的神经网络初始权值和阈值，然后进行训练以避免陷入局部最小值，在输电线路弧垂估算方面，改进遗传神经网络可以利用输电线路的结构参数和气象条件数据，建立输电线路弧垂的非线性模型，并利用遗传算法优化神经网络模型，提高估算的准确性和效率。

14、作为本发明的进一步方案：所述神经网络模块在温度估算时，改进遗传神经网络可以利用输电线路的电流和电压数据，然后结合线路状态和环境因素数据，建立输电线路温度的非线性模型，并利用遗传算法优化神经网络模型，提高估算的准确性和效率，提供输电线路弧垂以及温度的精准信息。

15、作为本发明的进一步方案：所述报警模块具备短信推送功能，能够将弧垂异常的详细情况，包括异常的具体数值、发生的位置以及可能造成的潜在风险信息，准确无误地发送至预设的相关负责人的手机上，所述报警模块中存储有异常处理方案，针对弧垂的异常情况，推送对应的参考方案，所述异常处理方案以过往弧垂事故处理方案为依据建立。

16、作为本发明的进一步方案：所述预警模块的联网单元用于连接互联网，可以高效、精准地获取监测区域内的全方位天气信息，包括风速、风向、降雨量和降雪量，预警单元能够对联网单元获取的信息进行深入、全面的分析，准确识别出当前天气状况对输电线路弧垂可能产生的潜在影响，还能基于历史天气数据和弧垂变化的关联模式，建立科学的预测模型。

17、作为本发明的进一步方案：所述用户交互模块会将输电线路的弧垂变化数值、温度波动情况、区域内的实时温度、湿度、声音强度以及光线强度等详细信息以图表、数字和图形形式呈现给用户，同时报警信号触发时，相关的报警信息会以醒目的颜色、突出的字体和闪烁的标识在用户界面上展示，确保用户能够及时察觉异常情况。

18、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明通过设置神经网络模块，利用遗传算法的全局寻优能力获取最优神经网络初始权值和阈值，并进行训练以避免局部最小值，在输电线路弧垂和温度估算方面，分别利用相关数据建立非线性模型，并通过遗传算法优化神经网络模型，提高估算准确性和效率，从而提供输电线路弧垂以及温度的精准信息，使系统对输电线路的弧垂情况及时、准确地监测和预警；

20、本发明通过预警模块中连接互联网高效、精准地获取监测区域内的全方位天气信息，这些详细的天气信息可以帮助系统更准确地识别出当前天气状况对输电线路弧垂可能产生的潜在影响，使电力维护部门可以制定更具针对性和前瞻性的维护策略，避免因弧垂异常导致的输电线路故障，带来经济损失。

技术特征：

1.一种弧垂传感监测与报警系统，包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：无线传感器模块由许多具有自主处理能力和通信功能的微小传感器节点组成，每个传感器节点可以采集周围环境的温度、湿度、声音、光线、目标输电线路倾角和线路参数的信息，并且通过局部耦合和全局合作传递和共享信息，实现对周围环境的建模和监测。

3.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述数据预处理模块会通过均值滤波对温度、湿度、声音、光线、目标输电线路倾角和线路参数的信息的噪声进行滤除，数据预处理模块会对获取的信息进行划分，将这些数据分类为不同的子集。

4.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述神经网络模块是通过遗传算法的全局寻优能力来获得最优的神经网络初始权值和阈值，然后进行训练以避免陷入局部最小值，在输电线路弧垂估算方面，改进遗传神经网络可以利用输电线路的结构参数和气象条件数据，建立输电线路弧垂的非线性模型，并利用遗传算法优化神经网络模型，提高估算的准确性和效率。

5.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述神经网络模块在温度估算时，改进遗传神经网络可以利用输电线路的电流和电压数据，然后结合线路状态和环境因素数据，建立输电线路温度的非线性模型，并利用遗传算法优化神经网络模型，提高估算的准确性和效率，提供输电线路弧垂以及温度的精准信息。

6.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述报警模块具备短信推送功能，能够将弧垂异常的详细情况，包括异常的具体数值、发生的位置以及可能造成的潜在风险信息，准确无误地发送至预设的相关负责人的手机上，所述报警模块中存储有异常处理方案，针对弧垂的异常情况，推送对应的参考方案，所述异常处理方案以过往弧垂事故处理方案为依据建立。

7.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述预警模块的联网单元用于连接互联网，可以高效、精准地获取监测区域内的全方位天气信息，包括风速、风向、降雨量和降雪量，预警单元能够对联网单元获取的信息进行深入、全面的分析，准确识别出当前天气状况对输电线路弧垂可能产生的潜在影响，还能基于历史天气数据和弧垂变化的关联模式，建立科学的预测模型。

8.根据权利要求1所述的一种弧垂传感监测与报警系统，其特征在于：所述用户交互模块会将输电线路的弧垂变化数值、温度波动情况、区域内的实时温度、湿度、声音强度以及光线强度等详细信息以图表、数字和图形形式呈现给用户，同时报警信号触发时，相关的报警信息会以醒目的颜色、突出的字体和闪烁的标识在用户界面上展示，确保用户能够及时察觉异常情况。

技术总结本发明公开了一种弧垂传感监测与报警系统，本发明涉及输电线路安全监测技术领域，包括无线传感器模块、数据预处理模块、神经网络模块、报警模块、预警模块、用户交互模块、数据存储模块和供电模块，本发明的优点在于：通过设置神经网络模块，利用遗传算法的全局寻优能力获取最优神经网络初始权值和阈值，并进行训练以避免局部最小值，在输电线路弧垂和温度估算方面，分别利用相关数据建立非线性模型，并通过遗传算法优化神经网络模型，提高估算准确性和效率，从而提供输电线路弧垂以及温度的精准信息，使系统对输电线路的弧垂情况及时、准确地监测和预警。技术研发人员：纪思行,杨颜竹,周鑫平,邹沁岚,李源,孙佳蔚受保护的技术使用者：长春工程学院技术研发日：技术公布日：2024/9/29