一种用于低压计量表箱质量状态评估方法

技术领域

本发明涉及表箱质量评估技术领域，尤其涉及一种用于低压计量表箱质量状态评估方法。

背景技术

在海南省“高温高湿高盐雾”典型海岛热带环境地区以上故障更加明显，同时伴随着“强台风强雷暴强降雨”的因素影响会造成表箱故障问题加重爆发，且对表箱内电气设备(隔离开关、费控开关、电能表、终端、互感器等)正常运行产生影响。在保证箱内设备的可靠性的同时，应从整体解决方案的角度对表箱运行可靠性进行提升确保设备正常运行。

如何有效的监控观测表箱的质量状态问题是提高表箱运行可靠性必不可少的环节，针对热带海岛特殊环境本设计主要从集中故障问题考虑:(1)箱体塑料发黄变脆、金属件螺钉生锈问题突出。(2)表箱内隔离开关铜铝衔接过渡问题，相间短路发热造成箱体烧毁等。本专利设计了一种基于表箱整体解决方案的表箱质量状态评估方法，从实用的角度，从表箱内环境因素、表箱金属件腐蚀因素箱内电力设备指标因素，设计了优化算法，建立了表箱质量状态评估模型，可推广在现场实际运行使用，帮助现场运维人员排除问题。

现有技术中，针对计量表箱的可靠性改进设计多为结构外观和材质等方面，暂无通过监测表箱内环境数据及电力设备数据并利用组合赋权优化算法的方法进行状态评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于低压计量表箱质量状态评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于低压计量表箱质量状态评估方法，包括以下步骤：

S1：选取关键特征指标，建立表箱质量评价指标体系；

S2：采用K-means聚类算法对上述关键特征指标进行聚类；

S3：采用组合赋权优化算法确定指标权值；

S4：根据组合权值方法计算各个指标的得分；

S5：输出低压计量表箱质量评估计算结果。

优选的，所述步骤S1具体包括：所述关键特征指标包括箱内环境因素指标、金属部件因素指标、非金属部件因素指标、电力设备因素指标。

优选的，所述步骤S1具体包括：所述箱内环境因素指标包括箱内温度、箱内湿度,所述金属部件因素指标包括螺钉腐蚀程度、箱门铰链腐蚀程度，所诉非金属部件因素指标包括箱体塑料老化程度、箱门塑料老化程度，所述电力设备因素指标包括计量设备使用情况、箱内开关使用情况。

优选的，所述步骤S2具体包括：将计量表箱视为空间中的点，以箱内环境、金属部件、非金属部件、电力设备指标这些计量表箱状态评价的指标视为该空间中点的坐标，将这些点的坐标作为K-means算法的输入，根据点和点之间的距离可以将距离相近的点聚集在同一区域，从而实现分类效果。

优选的，所述步骤S3具体包括：所述组合赋权算法包括基于嫡权法的客观赋权算法和基于AHP的主观赋权算法，通过所述基于AHP的主观赋权算法获得主观权值

优选的，所述基于AHP的主观赋权算法根据所述低压计量表箱质量状态评估指标体系构建的层次分析模型，计算得出主观权值

优选的，所述步骤S4具体包括：综合主观赋权法和客观赋权法得出复合权值，即：

其中，ω为复合权值，

优选的，所述步骤S5具体包括：低压计量表箱质量评估计算结果为：

其中，ω为复合权值，A为表箱的状态得分，A

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种用于低压计量表箱质量状态评估方法，

1.利用K-means聚类算法和组合赋权优化算法结合可以评估出计量表箱质量状态，节约了工人去现场抄读排查的时间。

2.针对表箱的整体解决方案，可操作性可复制性强，智能快速分析故障问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于低压计量表箱质量状态评估方法的步骤流程图。

图2为本发明提供的低压计量表箱质量状态评估指标体系。

图3为本发明提供的利用层次分析法对指标体系进行评价的步骤流程图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参见图1，一种用于低压计量表箱质量状态评估方法，包括以下步骤：

S1：选取关键特征指标，建立质量评价指标体系；

S2：采用K-means聚类算法对上述关键特征指标进行聚类；

S3：采用组合赋权优化算法确定指标权值；

S4：根据组合权值方法计算各个指标的得分；

S5：输出低压计量表箱质量评估计算结果。

本发明提供的一种用于低压计量表箱质量状态评估方法，利用表箱内4个关键指标中的8个子指标对表箱质量状态进行评估；采用智能监测表箱内铜铝衔接过渡发热等故障高发问题，减少烧毁表箱的情况发生；采用K-means聚类算法对上述关键特征指标进行分类；再采用组合赋权优化算法模型判断各项指标数据权值的离散程度，进而实现对表箱质量状态的评估。

具体的，所述步骤S1具体包括：所述关键特征指标包括箱内环境因素、金属部件、非金属部件、电力设备。

具体的，参见图2，所述步骤S1具体包括：将所述对所述箱内环境因素、金属部件、非金属部件、电力设备指标进一步细化为下一级指标：箱内温度、箱内湿度、螺钉腐蚀程度、箱门铰链腐蚀程度、箱体塑料老化程度、箱门塑料老化程度、计量设备使用情况、箱内开关使用情况。

下面以箱内温度、螺钉腐蚀程度、计量设备使用情况介绍各指标获取方法。

根据环境恶劣情况设定采集周期，对于表象故障高发经常存在烧毁的地区，可设定半小时周期。对于同一批次表箱m个月的历史数据，得到箱内温度、螺钉腐蚀程度、计量设备使用情况。

(1)通过温度传感器端子测温，记录对比测量点两侧温度参数Tt、Tl，并和i时刻实际温度Ti比较得到温度差值ti；

(2)表箱内金属件腐蚀情况监测，金属件的腐蚀程度越严重，它的阻抗会越大。本方法通过计算金属件的阻抗RL，可利用采样电路推算求得阻抗，并利用MCU上传至通讯模块，进而得到金属件的腐蚀程度，一个采集周期内测量记录一次i时刻RLi数值；

(3)采集表箱内各支路电量数据，通过终端可抄读当前电能表电能量数据，利用抄读软件进行记录，一个采集周期内，在i时刻，误差为ei。

具体的，所述步骤S2具体包括：将计量表箱视为空间中的点，以箱内环境、金属部件、非金属部件、电力设备指标这些计量表箱状态评价的指标视为该空间中点的坐标，将这些点的坐标作为K-means算法的输入，根据点和点之间的距离可以将距离相近的点聚集在同一区域，从而实现分类效果。

所述K-means聚类算法的步骤如下：

第1步:对于共有n个样本的数据集U＝{x

第2步:分别计算数据集中的每个样本x

第3步:当遍历所有样本点后,按照下式重新计算每个类别的聚类质心,作为下一次聚类过程中所在类别的新的中心点,其中i≤K，

其中,μ

第4步:重复第2步和第3步,直到各个类别的聚类质心μ

对于欧式空间的样本数据,以e

其中,e

具体的，所述步骤S3具体包括：所述组合赋权算法包括基于嫡权法的客观赋权算法和基于AHP的主观赋权算法，通过所述基于AHP的主观赋权算法获得主观权值

所述基于嫡权法的客观赋权算法计算权值步骤如下：

第一步，数据标准化：设有m个待评方案，n项评价指标，原始指标数据矩阵采用线性归一化的方法，进行数据标准化处理，使得其值域为[0，1]。

其中，X

第二步，数据的非负数化处理：

对于越大越好的指标：

对于越小越好的指标：

其中，X

第三步，计算第j项指标下第i个方案占该指标的比重：

其中P

第四步，计算第j项指标的熵值：

其中，k>0,ln为自然对数，e

第五步，权重计算：

其中，e

具体的，所述基于AHP的主观赋权算法根据所述低压计量表箱质量状态评估指标体系构建的层次分析模型，计算得出主观权值

参见图3，具体步骤如下：第一，构建层次结构模型，所述层次结构模型包括目标层、准则层、指标层；第二，构造比较判断矩阵；第三，进行一致性检验；第四，依次求解得出准则层的权重系数并进行一致性检验，确认排序方案，计算得出主观权值

具体的，所述步骤S4具体包括：综合主观赋权法和客观赋权法得出复合权值，即：

其中，ω为复合权值，

具体的，所述步骤S5具体包括：低压计量表箱质量评估计算结果为：

其中，ω为复合权值，A为表箱的状态得分，A

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。