基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的電纜識別技術(shù)研究

趙苗 靳康怡

摘要：隨著中國城市的飛速發(fā)展，架空輸電線路占用城市空間，影響城市美觀。電力電纜進(jìn)行城市電能的輸送相比于利用架空線路進(jìn)行城市電能輸送，具有眾多優(yōu)勢，使其在城市供電系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但高壓電纜因?yàn)殡娎|鋪設(shè)環(huán)境極其復(fù)雜，視野有限，可控范圍比較小，存在敷設(shè)和設(shè)計(jì)等問題，而且在后期維護(hù)和監(jiān)測也更加地困難。傳統(tǒng)電纜識別方法都是在電纜表面做個(gè)標(biāo)注，然后根據(jù)對應(yīng)標(biāo)注進(jìn)行識別和判斷，但是這種方法在前期能夠識別清楚，經(jīng)過時(shí)間的影響，這些標(biāo)注就會漸漸變得不夠清晰，容易導(dǎo)致識別錯(cuò)誤從而造成損失和大面積停電的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);大數(shù)據(jù)技術(shù);電纜

1 電纜三維標(biāo)注

所謂三維標(biāo)注就是建立一個(gè)三維數(shù)字化模型，通過所需標(biāo)注電纜的規(guī)格、模型和所承受電壓，了解要建立三維模型的相關(guān)屬性信息，經(jīng)過相關(guān)軟件建立大致框架，然后根據(jù)所要求的字體、字號、方向和大小對標(biāo)注字體修改和印刷，具有相同規(guī)格的電纜可以集合一并標(biāo)注，對于有特殊要求的可以自定義編輯。

三維標(biāo)注電纜的整個(gè)過程中，首先需要通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行電纜規(guī)格的選用，建立各種所需零部件的三維模型，從而保證電纜的匹配和準(zhǔn)確，然后使用CAD畫出零部件和電纜電路的可視化工程圖;根據(jù)工程圖用CAD的功能選取適合的布線，經(jīng)過對比分析選用最為合理的布線和所需要的電纜數(shù)量，在適當(dāng)?shù)奈恢锰庍M(jìn)行節(jié)點(diǎn)標(biāo)注、管道標(biāo)注、絕緣位置標(biāo)注、導(dǎo)體材料標(biāo)注和規(guī)格標(biāo)注的工作;標(biāo)注之后研究是否需要特殊標(biāo)注，如果需要的話再根據(jù)要求調(diào)整電纜的三維模型，調(diào)整三維模型的電纜屬性，然后經(jīng)過CAD進(jìn)行二次回調(diào)，把電纜標(biāo)注調(diào)整到符合要求為止;整個(gè)過程完成之后就可以把文件保存打印出來，最后實(shí)踐所做的標(biāo)注。

2 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用

為了保證電纜標(biāo)注的快速和準(zhǔn)確性，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對電纜的識別將會是重大的改革。如今大數(shù)據(jù)也與物聯(lián)網(wǎng)有緊密聯(lián)系，如果把大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電纜識別，電纜鋪設(shè)將會更加的方便快捷，能夠符合人們?nèi)找嬖鲩L的需求，也能夠完成全國電纜網(wǎng)絡(luò)的完善成型。

目前物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)開始滲透到生活的方方面面，人們不再滿足于當(dāng)下，開始向著更加方便和高效率生活前進(jìn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)有著諸多符合人們要求的特點(diǎn)，運(yùn)行速度快、數(shù)據(jù)龐大、定位能力強(qiáng)等特點(diǎn)受到人們的廣泛推捧。為計(jì)算方便，本研究將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)滲透到大數(shù)據(jù)算法中，具有一定的意義。

大數(shù)據(jù)顧名思義有著大量的資料和信息，它是通過各個(gè)渠道，不同方式進(jìn)行收集的一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫，有著時(shí)效性的特點(diǎn)，它能夠?qū)@些龐大的信息進(jìn)行整理、歸類，分析出其中有價(jià)值的信息，所以大部分企業(yè)都會從其中找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行參考。

在本研究設(shè)計(jì)中，應(yīng)用程序上基于大數(shù)據(jù)算法的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)包括信息處理層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)分析層、轉(zhuǎn)換通道和數(shù)據(jù)收集層。其中信息處理層主要負(fù)責(zé)無用信息的排除和有價(jià)值信息的挑選，這些已挑選有價(jià)值的信息導(dǎo)入到存儲層，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的后續(xù)應(yīng)用，其中存儲層包括片內(nèi)、片外、輔助和文件存儲等。其中片內(nèi)存儲器是計(jì)算機(jī)內(nèi)的主要器件，能夠?qū)崿F(xiàn)各種程序的儲存。片外存儲器是除了計(jì)算機(jī)本身所帶的儲存器，包括硬盤、光盤、U盤等，片外存儲器能夠保證機(jī)器斷電數(shù)據(jù)不會丟失，而且價(jià)格低，容量大，是大數(shù)據(jù)存儲的主要存儲設(shè)備。

文件存儲器主要進(jìn)行文件類的存儲，大部分都是科學(xué)論斷，能夠把這些文件打包壓縮，然后分類存儲。數(shù)據(jù)分析層主要進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)和歸納數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計(jì)存儲器上的數(shù)據(jù)，歸納分類把數(shù)據(jù)放到各個(gè)數(shù)據(jù)庫中。

信息轉(zhuǎn)換通道用于實(shí)現(xiàn)外部各種設(shè)備信息的交互，通過該通道，能夠?qū)崿F(xiàn)接收到信息的數(shù)據(jù)處理，以便使計(jì)算機(jī)能夠存儲外界信息。數(shù)據(jù)收集層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)一收錄，需要較大的存儲空間。

3 數(shù)據(jù)采集和電纜識別方法

3.1 數(shù)據(jù)采集方法

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集完成數(shù)據(jù)的收集，經(jīng)過增量迭代計(jì)算得出數(shù)據(jù)變量的函數(shù)關(guān)系式，從而完成電力電纜的信號識別。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括軟件部分和硬件部分，硬件需要連接線路，軟件需要信號輸出，需要計(jì)算機(jī)功能才能滿足要求。本研究設(shè)計(jì)所用到的軟件都是采用TI公司的集成開發(fā)軟件，它是一種專用于接口設(shè)計(jì)的代碼編程軟件，可以用C語言或者C++進(jìn)行編寫源代碼，不過編寫程序之后需要安裝硬件進(jìn)行仿真，系統(tǒng)軟件才可以進(jìn)行相關(guān)信息采集。

采集數(shù)據(jù)首先需要連接各種硬件和安裝必要的軟件。數(shù)據(jù)采集開始，系統(tǒng)開始從電纜初始數(shù)據(jù)開始采集，當(dāng)數(shù)據(jù)采集到一定程度系統(tǒng)就會自動中斷，然后自動復(fù)位使數(shù)據(jù)初始化，為下次數(shù)據(jù)采集做準(zhǔn)備;已采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過中斷程序入口進(jìn)入下步程序處理;經(jīng)過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)功能使得中斷的程序重新運(yùn)行，其中會有定時(shí)器的定時(shí)啟動功能可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)自動調(diào)整復(fù)位。

3.2 電纜識別方法

電力電纜識別的程序主要是利用MATLAB7.0進(jìn)行仿真，利用新增量迭代算法求得的函數(shù)創(chuàng)建小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過時(shí)間上的信號對電纜尺度進(jìn)行分析，能夠進(jìn)行多次分辨分析結(jié)果的正確性，能夠從功率和時(shí)間進(jìn)行局部表征數(shù)據(jù)，是一種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果不變，局部可以調(diào)整的分析方法。即在電纜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)不變的情況下對經(jīng)過的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，使數(shù)據(jù)在時(shí)間上能夠準(zhǔn)確表達(dá)，既能分步計(jì)算也能整體分析，并且都可以保證結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)。

4結(jié)束語

本研究將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)電纜不同數(shù)據(jù)信息的精確識別，本研究首先利用三維標(biāo)注技術(shù)實(shí)現(xiàn)電纜信息的標(biāo)注，為電纜規(guī)格和后續(xù)查找提供了方便，然后通過大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的方法對電纜數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集，提高了電纜數(shù)據(jù)的識別率。

由于目前資源有限，對于大數(shù)據(jù)信息掌握不足，所以不能深入進(jìn)行電纜識別所具有的風(fēng)險(xiǎn)評估。在電纜識別中不能完全依靠系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，還需要專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)地考察。希望能夠設(shè)計(jì)一套完備的系統(tǒng)，集識別、安裝、監(jiān)測、維護(hù)于一體的自動化設(shè)備，這也是以后電纜設(shè)計(jì)研究的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 姜迪清，張麗娜.基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2017，25（11）：183-185，189.