在线监控开关设备的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种在线监控开关设备的方法及装置。

背景技术

中压开关柜设备是电力系统中进行开合、控制和保护用电的设备，需要保证其正常运行。现有技术中，有些工厂会采取在线监控的方式，即对开关柜中某个部件进行实时监控，以及时发现该部件的故障。因此，如何对在线监控时获取到的数据进行分析，以及时发现故障，称为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种在线监控开关设备的方法，包括：获取一个被监控部件的实时机械特性曲线，该实时机械特性曲线共有m个采样点，所述被监控部件具有一个预设的基准机械特性曲线，所述基准机械特性曲线是所述被监控部件在正常工作状态下获取的，所述方法还包括：

保留所述实时机械特性曲线的第1个采样点和第m个采样点；

将所述实时机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第一基准点；

将f的值赋为1；

获取所述实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与所述第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值，其中，第i个采样点表示第一基准点；

根据所述第一绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点；

若确定结果为是，则将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点，并返回执行将f的值赋为1的操作，直至获取第m-1个采样点与第一基准点之间差值的绝对值作为第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点；

将所有保留过的采样点构成的曲线作为过滤后的实时机械特性曲线；

确定过滤后的实时机械特性曲线和所述基准机械特性曲线的相似度，并根据所述相似度确定所述被监控部件是否出现故障。

根据如上所述的方法，可选地，还包括：

若确定结果为否，则将f的值更新为f+1后，返回执行获取所述实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与所述第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值的操作。

根据如上所述的方法，可选地，在获取所述实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与所述第一基准点的差值的的绝对值作为第一绝对值之前，还包括：

获取被监控部件在正常工作状态下的原始的基准机械特性曲线，该基准机械特性曲线有n个采样点；

保留该基准机械特性曲线的第1个采样点和第n个采样点；

将该基准机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第二基准点；

将s的值赋为1；

获取所述基准机械特性曲线中的第j+s个采样点与所述第二基准点的差值的绝对值作为第二绝对值，其中第j个采样点表示第二基准点；

根据所述第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点；

若确定结果为是，则将该第j+s个采样点作为更新后的第二基准点，并返回执行将s的值赋为1的操作，直至获取第n-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第n-1个采样点以及第n-2个采样点；

将所有保留过的采样点构成的曲线作为最终的基准机械特性曲线。

根据如上所述的方法，可选地，根据所述第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点包括：

判断第j+s个采样点对应的所述第二绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若判断结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点。

根据如上所述的方法，可选地，根据所述绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点包括：

确定第i+f个采样点对应的所述绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若确定结果为是，则保留该第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点。

根据如上所述的方法，可选地，确定过滤后的实时机械特性曲线和过滤后的基准机械特性曲线的相似度包括：

确定过滤后的实时机械特性曲线的每个采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离；

若有第一最小欧式距离大于或等于一个第一预设阈值，则确定该第一最小欧式距离对应的采样点为第一记录点；

根据所述第一记录点的个数和各所述第一记录点对应的最小欧式距离获取一个第一权重值；

确定过滤后的基准机械特性曲线的每个采样点与实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离；

若有第二最小欧式距离大于或等于一个第二预设阈值，则确定该第二最小欧式距离对应的采样点为第二记录点；

根据所述第二记录点的个数和各所述第二记录点对应的最小欧式距离获取一个第二权重值；

根据所述第一权重值和所述第二权重值确定过滤后的实时机械特性曲线与基准机械特性曲线之间的相似度。

根据如上所述的方法，可选地，

根据如下公式确定所述第一权重值dW1：

根据如下公式确定所述第二权重值dw2：

根据如上所述的方法，可选地，w(t)＝1/t，w(k)＝1/k。

本发明还提供一种在线监控开关设备的装置，包括：

一个第一获取单元，用于获取一个被监控部件的实时机械特性曲线，该实时机械特性曲线共有m个采样点，所述被监控部件具有一个预设的基准机械特性曲线，所述基准机械特性曲线是所述被监控部件在正常工作状态下获取的；

所述装置还包括:

一个保留单元，用于保留所述实时机械特性曲线的第1个采样点和第m个采样点；

一个初始基准点单元，用于将所述实时机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第一基准点；

一个赋值单元，用于将f的值赋为1；

一个第二获取单元，用于获取所述实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与所述第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值，其中，第i个采样点表示第一基准点；

一个第一确定单元，用于根据所述第一绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点，若确定结果为是，则触发一个第一更新单元；

所述第一更新单元，用于将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点，并触发所述赋值单元，直至获取第m-1个采样点与第一基准点之间差值的绝对值作为第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点；

一个构成单元，用于将所有保留过的采样点构成的曲线作为过滤后的实时机械特性曲线；

一个第二确定单元，用于确定过滤后的实时机械特性曲线和所述基准机械特性曲线的相似度，并根据所述相似度确定所述被监控部件是否出现故障。

根据如上所述的装置，可选地，还包括：

一个第二更新单元，用于将f的值更新为f+1后，触发所述第二获取单元。

根据如上所述的装置，可选地，

所述第一获取单元还用于获取被监控部件在正常工作状态下的原始的基准机械特性曲线，该基准机械特性曲线有n个采样点；

所述保留单元还用于保留该基准机械特性曲线的第1个采样点和第n个采样点；

所述初始基准点单元还用于将该基准机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第二基准点；

所述赋值单元还用于将s的值赋为1；

所述第二获取单元还用于获取所述基准机械特性曲线中的第j+s个采样点与所述第二基准点的差值的绝对值作为第二绝对值，其中第j个采样点表示第二基准点；

第一确定单元还用于根据所述第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点，若确定结果为是，则触发所述所述第一更新单元；

所述第一更新单元还用于将该第j+s个采样点作为更新后的第二基准点，并触发所述赋值单元，直至获取第n-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第n-1个采样点以及第n-2个采样点；

所述构成单元还用于将所有保留过的采样点构成的曲线作为最终的基准机械特性曲线。

根据如上所述的装置，可选地，所述第一确定单元具体用于：

判断第j+s个采样点对应的所述第二绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若判断结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点。

根据如上所述的装置，可选地，所述第一确定单元具体用于：

确定第i+f个采样点对应的所述绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若确定结果为是，则保留该第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点。

根据如上所述的装置，可选地，所述第二确定单元具体包括：

一个第一确定子单元，用于确定过滤后的实时机械特性曲线的每个采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离；

一个第二确定子单元，用于若有第一最小欧式距离大于或等于一个第一预设阈值，则确定该第一最小欧式距离对应的采样点为第一记录点；

一个第一获取子单元，用于根据所述第一记录点的个数和各所述第一记录点对应的最小欧式距离获取一个第一权重值；

一个第三确定子单元，用于确定过滤后的基准机械特性曲线的每个采样点与实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离；

一个第四确定子单元，用于若有第二最小欧式距离大于或等于一个第二预设阈值，则确定该第二最小欧式距离对应的采样点为第二记录点；

一个第二获取子单元，用于根据所述第二记录点的个数和各所述第二记录点对应的最小欧式距离获取一个第二权重值；

一个第五确定子单元，用于根据所述第一权重值和所述第二权重值确定过滤后的实时机械特性曲线与基准机械特性曲线之间的相似度。

根据如上所述的装置，可选地，

所述第一获取子单元具体用于：

根据如下公式确定所述第一权重值dW1：

所述第二获取子单元具体用于：

根据如下公式确定所述第二权重值dw2：

本发明还提供一种在线监控开关设备的装置，所述开关设备包括多个被监控部件，、所述装置包括：

至少一个存储器，其用于存储指令；

至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行根据如上任一项所述的在线监控开关设备的方法。

本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行根据如上任一项所述的在线监控开关设备的方法。

从上述方案中可以看出，由于本发明通过对实时机械特性曲线进行过滤，实现了数据的预处理，能够减少数据的计算量，有利于后续的数据处理，且占用数据内存小。另外，由于是比较曲线的相似度，其不受所比较的曲线的采样点的个数是否相同、是否存在延时、横坐标是否一致的影响。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明一实施例的在线监控开关设备的方法的流程示意图。

图2为根据本发明另一实施例的在线监控开关设备的方法的流程示意图。

图3为根据本发明一实施例的在线监控开关设备的装置的结构示意图。

图4为根据本发明另一实施例的在线监控开关设备的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明中，需要获取被监控部件的实时机械特性曲线。例如开关柜中的手车，其从实验位置移动到工作位置的过程中，可以通过传感器实时测量其电压值，并将该多个电压值构成的曲线作为实时机械特性曲线；该被监控部件也可以时开关柜中的驱动轴，具体可以监控该驱动轴从合闸位置移动到分闸位置对应的电流值，并将该多个电流值构成的曲线作为实时机械特性曲线。即，将被监控部件一次操作中对应的多个采样点构成的曲线作为实时机械特性曲线。该被监控部件还对应有一个预设的基准机械特性曲线，该基准机械特性曲线为被监控部件正常工作时的机械特性曲线。

实施例一

本实施例提供一种在线监控开关设备的方法，该方法的执行主体为在线监控开关设备的装置，该装置可以集成在继电保护装置中。

如图1所示，为根据本实施例的在线监控开关设备的方法的流程示意图。该方法包括：

步骤100，获取一个被监控部件的实时机械特性曲线，该实时机械特性曲线共有m个采样点。

该被监控部件可以根据实际需要设定，例如开关柜的手车、控制轴、地刀、储能电机、分合闸线圈等，在此不做作赘述。该实时机械特性曲线指的是被监控部件在移动过程对应的曲线，具体可以通过录波来获取。特性例如是电流、电压或震动。该实时机械特性曲线是由多个采样点构成的曲线，而该曲线可以为一次完整动作的曲线，例如手车从一个位置移动到另外一个位置，控制轴从一个位置转动到另外一个位置，都是一次完整的动作。

此外，被监控部件具有一个预设的基准机械特性曲线。该基准机械特性曲线是被监控部件在正常工作状态下获取的，该基准机械特性曲线的属性与实时机械特性曲线是一致的，例如为电流、电压或震动。该基准机械特性曲线是由多个采样点构成的，如为一次完整动作的曲线，例如手车从一个位置移动到另外一个位置，控制轴从一个位置转动到另外一个位置，都是一次完整的动作。

各曲线的横坐标可以是时间，纵坐标可以是属性值。采样点之间的差值就是属性的差值，例如是电压的差值或者是电流的差值。

步骤101，保留实时机械特性曲线的第1个采样点和第m个采样点。

保留该第1个采样点和第m个采样点是为了使实时机械特性曲线时长与基准机械特性曲线的时长一致，这样能够避免因为去除该第1个采样点或第m个采样点而使两条曲线的轮廓不一致进而导致监控结果出现误差的情况。

也就是说，无论后续的确定结果如何，该第1个采样点和最后1个采样点均应当被保留下来。

步骤102，将实时机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第一基准点。

实时机械特性曲线具有m个采样点，根据采集的时间，将最早获取到的采样点作为第一基准点。

步骤103，将f的值赋为1。

该f的值可以看作一个初始值，若后续不再触发该步骤103，则f的值根据后续的操作进行改变，若后续再次触发该步骤103，则f的值仍然赋为1。该f赋值的目的是为了使步骤104中的f值能够有具体的数值。

需说明的是，该步骤103与步骤101和步骤102没有先后顺序。

步骤104，获取实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值，其中，第i个采样点表示第一基准点。

本实施例中，实时机械特性曲线的采样点的个数为m个。在第1个采样点作为第一基准点的情况下，首先获取第2个采样点与第1个采样点的差值之间的绝对值。由于采样点本身是代表属性的值，例如电流、电压、振幅差等等，所以采样点之间的差值就是电流差、电压差或振幅差等等

步骤105，根据第一绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点，若确定结果为是，则执行步骤106。

具体地，可以确定第i+f个采样点对应的第一绝对值是否大于或等于一个滤波阈值，若确定结果为是，则保留该第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点。若确定结果为否，则不保留第i+f个采样点。该滤波阈值是预设的，具体可以根据实际需要设定。该步骤105可以在步骤104完全执行完毕后立刻进行操作。能够理解的是，若第i+f-1个采样点已经被保留了，则无需再次保留。保留第i+f个采样点以及其前一个采样点，是为了使曲线的轮廓尽量与原始曲线形状保持一致。这里的不保留指的是不执行保留这个操作，这不意味着第i+f个采样点要被抛弃，也许后续会被保留进来。

该步骤能够在减少数据的基础上，保留特征数据。

若步骤105的确定结果为否，则可以选择如下操作：

将f的值更新为f+1后，返回执行获取实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与第一基准点的差值的第一绝对值的操作。

该步骤是为了将f的值增加1，然后再赋给f。

举例来说，在步骤103中，f的初始值为1，步骤104获取的是第2个采样点与第1个采样点之间差值的绝对值，若根据该绝对值的确定结果为否，则并不保留该第2个采样点与第1个采样点，且将f的值更新为2，并执行步骤104。由于第1个采样点已经被保留了，所以即使步骤105的确定结果为否，该第1个采样点仍然被保留。需要说明的是，不保留该第2个采样点与第1个采样点并不意味着就删除这两个采样点，只是当前没有保留进来，也许后续会被保留进来。在确定结果为否后，接下来计算第3个采样点与第1个采样点之间差值的绝对值，并根据该绝对值确定出是否保留该第3个采样点以及第2个采样点。如果确定结果为是，则执行步骤106。若确定结果为否，则将f的值更新为3，并计算第4个采样点与第1个采样点之间差值的绝对值，并根据该差值的绝对值确定是否保留第4个采样点以及第5个采样点。以此类推，如果确定出需要保留相应的采样点以及前一个采样点后，就执行步骤106。

步骤106，将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点，并返回执行步骤103，直至获取第m-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点。

例如，当前是将第1个采样点作为第一基准点，如果步骤105的确定结果为是，则步骤106将第2个采样点作为第一基准点，并执行步骤105的操作。若确定结果仍为是，然后再将第3个采样点作为第一基准点，并执行步骤105的操作；若确定结果变成否，则可以获取第5个采样点与当前作为第一基准点的第3个采样点之间差值的第一绝对值，并根据该第一绝对值确定是否保留该第5个采样点，若确定结果为是，则下一步将第5个采样点更新为第一基准点。

这样直到获取到倒数第2个采样点与第一基准点之间的绝对值并根据该绝对值确定出是否保留该倒数第2个采样点以及倒数第3个采样点。

步骤107，并将所有保留过的采样点构成的曲线作为过滤后的实时机械特性曲线。

也就是说，将所有执行过保留操作的采样点所构成的虚线作为过滤后的实时特性曲线。

步骤108，确定过滤后的实时机械特性曲线和基准机械特性曲线的相似度，并根据相似度确定被监控部件是否出现故障。

具体地，在相似度为100％的情况下，说明被监控部件没有出现故障；在相似度小于或等于一个阈值的情况下，说明被监控部件出现故障。

可选地，本实施例的基准机械特性曲线也经过如步骤101至步骤106的过滤操作生成的。具体如下：

获取被监控部件在正常操作状态下的基准机械特性曲线，该基准操作曲线有n个采样点；

保留该基准机械特性曲线的第1个采样点和第n个采样点；

将该基准机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第二基准点；

将s的值赋为1；

获取基准机械特性曲线中的第j+s个采样点与第二基准点之间差值的绝对值作为第二绝对值，其中，第j个采样点表示第二基准点；

确定第j+s个采样点对应的绝对值是否大于或等于一个门限值，若确定结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点；

根据第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点，若确定结果为是，则将该第j+s个采样点作为更新后的第二基准点，并返回执行将s的值赋为1的操作，直至获取第n-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第n-1个采样点以及第n-2个采样点；

将所有保留过的采样点构成的曲线作为最终的基准机械特性曲线。

其中根据第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点包括：

判断第j+s个采样点对应的第二绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若判断结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点。

这样，通过过滤操作生成的基准机械特性曲线，其数据量也会减小。对基准操作曲线处理的过程，实际上与实时机械特性曲线进行过滤的过程相似，都是为了在减少数据量的基础上，保留特征点。

根据本实施例的在线监控开关设备的方法，通过对实时机械特性曲线进行过滤，实现了数据的预处理，能够减少数据的计算量，有利于后续的数据处理，且占用数据内存小。另外，由于是比较曲线的相似度，其不受所比较的曲线的采样点的个数是否相同、是否存在延时、横坐标是否一致的影响。

实施例二

本实施例对实施例一的在线监控开关设备的方法做进一步补充说明。

如图2所示，本实施例的在线监控开关设备的方法包括：

步骤200，获取一个被监控部件的实时机械特性曲线，被监控部件具有一个预设的基准机械特性曲线，该实时机械特性曲线具有m个采样点。

该步骤与步骤101相同，在此不再赘述。

本实施例中，该基准机械特性曲线可以是通过如下方式生成的：

获取被监控部件在正常工作状态下的基准操作曲线，该基准机械特性曲线有n个采样点；

保留该基准机械特性曲线的第1个采样点和第n个采样点；

将该基准机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第二基准点；

将s的值赋为1；

获取基准机械特性曲线中的第j+s个采样点与第二基准点的差值的绝对值作为第二绝对值，其中第j个采样点表示第二基准点；

根据第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点，若确定结果为是，则将该第j+s个采样点作为更新后的第二基准点，并返回执行将f的值赋为1的操作，直至获取第n-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第n-1个采样点以及第n-2个采样点，将所有保留过的采样点构成的曲线作为最终的基准机械特性曲线。

可选地，根据第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点包括：

判断第j+s个采样点对应的第二绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若判断结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点。

如何生成基准机械特性曲线与前述实施例一致，在此不再赘述。

步骤201，保留实时机械特性曲线的第1个采样点和第m个采样点，执行步骤202。

该步骤与步骤101一致，在此不在赘述。

步骤202，将实时机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第一基准点，执行步骤203。

该步骤与步骤102一致，在此不再赘述。

步骤203，将f的值赋为1。

该步骤203与前述步骤可以调整顺序，本实施例仅示出其中一种顺序。

步骤204，获取实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值，执行步骤205。

其中，第i个采样点表示第一基准点，f的值初始为1。

该步骤与步骤104一致，在此不再赘述。

步骤205，根据第一绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点，若确定结果为是，则执行步骤206，若确定结果为否，则执行步骤208。

该步骤与步骤105一致，在此不再赘述。

步骤206，若确定出已经获取第m-1个采样点与第一基准点之间差值的绝对值作为第一绝对值并根据该第一绝对值确定保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点，则执行步骤209，否则执行步骤207。

确定是否已经获取第m-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点的方式有很多，例如直接判断最后一次执行步骤203中的i+f个采样点是否为第m-1个采样点；或者判断步骤207中更新后的第一基准点是否为第m-1个点，若判断出是第m-1个点，则可确定出获取第m-1个采样点与第一基准点之间差值的绝对值作为第一绝对值的操作，当然还可以有其它方式，具体可以根据实际需要确定。

步骤207，将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点，并返回执行步骤203。

例如，当前的第一基准点为第1个采样点，则该步骤207是将第2个采样点作为更新后的第一基准点，接下来返回执行步骤204的操作，即将第3个采样点与第2个采样点之间的差值的绝对值作为第一绝对值，并继续执行步骤205。需说明的是，步骤207和步骤206没有先后顺序，例如可以先执行步骤207中的将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点的操作，立刻执行步骤206，然后根据确定结果确定是执行步骤204还是执行步骤209，具体可以根据实际需要设定。

步骤208，将f的值更新为f+1，并返回执行步骤204。

例如，若步骤204执行的是获取实时机械特性曲线中第2个采样点与第1个采样点之间的差值的绝对值，且步骤205中的确定结果为否，则步骤207获取实时机械特性曲线中第3个采样点与第1个采样点之间的差值的绝对值并执行步骤205，若确定结果仍为否，则获取实时机械特性曲线中低4个采样点与第1个采样点之间的差值的绝对值并执行步骤205。若根据第3个采样点与1个采样点之间的差值的绝对值确定出需保留该第3个采样点与第2个采样点，则执行步骤206，将实时机械特性曲线中第3个采样点作为第一基准点，并获取第4个采样点与第3个采样点之间的差值的绝对值，接下来继续进行判断是否保留第4个采样点以及第3个采样点。以此类推。

步骤209，将所有保留过的采样点构成的曲线作为过滤后的实时机械特性曲线，执行步骤210。

步骤210，确定过滤后的实时机械特性曲线的每个采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离，若有第一最小欧式距离大于或等于一个第一预设阈值，则确定该第一最小欧式距离对应的采样点为第一记录点，根据第一记录点的个数和各第一记录点对应的最小欧式距离获取一个第一权重值，执行步骤211。

实时机械特性曲线的一个采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离可以采用如下方式获取：获取实时机械特性曲线上的该采样点与基准机械特性曲线上的各采样点之间的欧式距离，并选择出其中最小的一个作为该采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离。实时机械特性曲线的每个采样点均对应有一个第一最小欧式距离。

第一预设阈值可以根据实际需要确定，在此不在赘述。

本实施例中，可以采用如下公式确定第一权重值dW1：

步骤211，确定基准机械特性曲线的每个采样点与过滤后的实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离，若有第二最小欧式距离大于或等于一个第二预设阈值，则确定该第二最小欧式距离对应的采样点为第二记录点，根据第二记录点的个数和各第二记录点对应的最小欧式距离获取一个第二权重值，执行步骤212。

基准机械特性曲线的一个采样点与实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离可以采用如下方式获取：获取基准机械特性曲线上的该采样点与实时机械特性曲线上的各采样点之间的欧式距离，并选择出其中最小的一个作为该采样点与实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离。基准机械特性曲线的每个采样点均对应有一个第二最小欧式距离。

本实施例中，可以采用如下公式确定第二权重值dw2：

需说明的是，该步骤210与步骤211没有先后顺序，可以是先执行步骤210再执行步骤211，也可以先执行步骤210再执行步骤211，还可以是同时执行，具体不再赘述。

步骤212，根据第一权重值和第二权重值确定过滤后的实时机械特性曲线与基准机械特性曲线之间的相似度，执行步骤213。

例如，将第一权重值和第二权重值中较大的一个作为比较权重值，若比较权重值为0，则相似度为100％，若比较权重值大于或等于一个第三预设阈值，则相似度为0。若比较权重值大于0且小于第三预设阈值，则根据实时机械特性曲线和基准机械特性曲线的权重值进行线性拟合得到相似度与权重值之间的曲线，然后再根据该曲线以及权重确定出相似度，具体的线性拟合方法属于现有技术，在此不在赘述。举例来说，可以将一个坐标系的横坐标设为相似度，一个坐标系的纵坐标设为比较权重值，相似度为0，比较权重值为第三预设阈值作为一个线段的一端，相似度为100％，比较权重值为0作为一个线段的另一端，在比较权重值大于0且小于第三预设阈值的时候，根据该坐标系上的线段来确定相似度。

步骤213，根据相似度确定被监控部件是否出现故障。

举例来说，若相似度为100％，则该被监控部件没有出现故障。若相似度为0或者小于一个阈值，则该被监控部件出现故障。这里的阈值可以根据实际需要设定。

在实际应用中，若被监控部件是开关柜的地刀，经过步骤201至步骤209的过滤操作，其实时机械特性曲线的采样点能够从20000多下降到1000多个，这样大大减少了后续的处理操作。

本实施例中，通过对数据进行权重距离计算，能够较为灵敏地选择数据的异常点，进而能够准确根据这些异常点判断出被监控部件的异常状态，避免遗漏。其次，由于对多个异常点进行权重叠加，叠加的效果更加接近真实结果，不会因为单个异常点的不确定性造成结果偏差较大。

实施例三

本实施例提供过一种在线监控开关设备的装置，用于执行实施例一的在线监控开关设备的方法，该在线监控开关设备的装置可以集成在继电保护装置中，也可以单独设置，在此不作限定。

如图3所示，为根据本实施例的在线监控开关设备的装置的结构示意图。该在线监控开关设备的装置包括一个第一获取单元300、一个保留单元301、一个初始基准点单元302、一个赋值单元303、一个第二获取单元304、一个第一确定单元305、一个第一更新单元306、一个构成单元307以及一个第二确定单元308。

其中，第一获取单元300用于获取一个被监控部件的实时机械特性曲线，该实时机械特性曲线共有m个采样点，被监控部件具有一个预设的基准机械特性曲线，基准机械特性曲线是被监控部件在正常工作状态下获取的；保留单元301用于保留实时机械特性曲线的第1个采样点和第m个采样点；初始基准点单元302用于将实时机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第一基准点；赋值单元303用于将f的值赋为1；第二获取单元304用于获取实时机械特性曲线中的第i+f个采样点与第一基准点的差值的绝对值作为第一绝对值，其中，第i个采样点表示第一基准点；第一确定单元305用于根据第一绝对值确定是否保留第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点，若确定结果为是，则触发一个第一更新单元306；第一更新单元306用于将该第i+f个采样点作为更新后的第一基准点，并触发赋值单元303，直至获取第m-1个采样点与第一基准点之间差值的绝对值作为第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第m-1个采样点以及第m-2个采样点；构成单元307用于将所有保留过的采样点构成的曲线作为过滤后的实时机械特性曲线；第二确定单元308用于确定过滤后的实时机械特性曲线和基准机械特性曲线的相似度，并根据相似度确定被监控部件是否出现故障。

可选地，基准特性曲线可以预先存储在第二确定单元308中，当然也可以预先存储在其它存储其中，只要第二确定单元需要时能够获取到即可。

可选地，如图3所示，本实施例的装置还包括一个第二更新单元309，在第一确定单元305的确定结构为否的情况下，该第二更新单元309用于将f的值更新为f+1后，触发第二获取单元304。

可选地，本实施例的第一获取单元300还用于获取被监控部件在正常工作状态下的原始的基准机械特性曲线，该基准机械特性曲线有n个采样点；保留单元301还用于保留该基准机械特性曲线的第1个采样点和第n个采样点；初始基准点单元302还用于将该基准机械特性曲线的第1个采样点作为初始的第二基准点；赋值单元303还用于将s的值赋为1；第二获取单元304还用于获取基准机械特性曲线中的第j+s个采样点与第二基准点的差值的绝对值作为第二绝对值，其中第j个采样点表示第二基准点；第一确定单元305还用于根据第二绝对值确定是否保留第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点，若确定结果为是，则触发第一更新单元306；第一更新单元306还用于将该第j+s个采样点作为更新后的第二基准点，并触发赋值303，直至获取第n-1个采样点与第一基准点差值的第一绝对值并根据该第一绝对值确定是否保留第n-1个采样点以及第n-2个采样点；构成单元307还用于将所有保留过的采样点构成的曲线作为最终的基准机械特性曲线。

可选地，第一确定单元305具体用于：

判断第j+s个采样点对应的第二绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若判断结果为是，则保留该第j+s个采样点以及第j+s-1个采样点.

可选地，第一确定单元305具体用于：

确定第i+f个采样点对应的绝对值是否大于或等于一个滤波阈值；

若确定结果为是，则保留该第i+f个采样点以及第i+f-1个采样点。

本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。

能够理解的是，上述各个单元在接收到相应曲线的数据时，会对相应曲线的数据进行处理。

根据本实施例的在线监控开关设备的装置，通过对实时机械特性曲线进行过滤，实现了数据的预处理，能够减少数据的计算量，有利于后续的数据处理，且占用数据内存小。另外，由于是比较曲线的相似度，其不受所比较的曲线的采样点的个数是否相同、是否存在延时、横坐标是否一致的影响。

实施例四

本实施例对实施例三的在线监控开关设备的装置做进一步补充说明。

如图4所示，为根据本实施例的在线监控开关设备的装置的结构示意图。本实施例的第二确定单元308具体包括一个第一确定子单元3081、一个第二确定子单元3082、一个第一获取子单元3083、一个第三确定子单元3084、一个第四确定子单元3085、一个第二获取子单元3086以及一个第五确定子单元3087。

其中，第一确定子单元3081用于确定过滤后的实时机械特性曲线的每个采样点与基准机械特性曲线之间的第一最小欧式距离；第二确定子单元3082用于若有第一最小欧式距离大于或等于一个第一预设阈值，则确定该第一最小欧式距离对应的采样点为第一记录点；第一获取子单元3083用于根据第一记录点的个数和各第一记录点对应的最小欧式距离获取一个第一权重值；第三确定子单元3084用于确定过滤后的基准机械特性曲线的每个采样点与实时机械特性曲线之间的第二最小欧式距离；第四确定子单元3085用于若有第二最小欧式距离大于或等于一个第二预设阈值，则确定该第二最小欧式距离对应的采样点为第二记录点；第二获取子单元3086用于根据第二记录点的个数和各第二记录点对应的最小欧式距离获取一个第二权重值；第五确定子单元3087用于根据第一权重值和第二权重值确定过滤后的实时机械特性曲线与基准机械特性曲线之间的相似度。

可选地，第一获取子单元3083具体用于：

根据如下公式确定第一权重值dW1：

第二获取子单元3086具体用于：

根据如下公式确定第二权重值dw2：

可选地，w(t)＝1/t，w(k)＝1/k。

本实施例中，通过对数据进行权重距离计算，能够较为灵敏地选择数据的异常点，进而能够准确根据这些异常点判断出被监控部件的异常状态，避免遗漏。其次，由于对多个异常点进行权重叠加，叠加的效果更加接近真实结果，不会因为单个异常点的不确定性造成结果偏差较大。

本发明还提供一种在线监控开关设备的装置，开关设备包括多个被监控部件，该装置包括至少一个存储器和至少一个处理器。其中，存储器用于存储指令。处理器用于根据存储器存储的指令执行前述任意实施例所描述的在线监控开关设备的方法。

本发明的实施例还提供一种可读存储介质。该可读存储介质中存储有机器可读指令，机器可读指令当被一个机器执行时，机器执行前述任意实施例所描述的在线监控开关设备的方法。

该可读介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。

在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。

可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。

本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

以上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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。