基于臺賬數(shù)據(jù)圖譜的設(shè)備家族缺陷預(yù)控檢修技術(shù)

鞏 宇，姚明亮，張 豪

（南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司，廣東省廣州市 510630）

0 引言

電力系統(tǒng)臺賬數(shù)據(jù)以功能位置類型、品類、型號、廠家、設(shè)備參數(shù)、缺陷信息、運維信息為關(guān)鍵字段，以臺賬數(shù)據(jù)ID為主關(guān)鍵字[1]。電力系統(tǒng)設(shè)備品類多，數(shù)量也多，致使臺賬數(shù)據(jù)成為海量數(shù)據(jù)，依靠人工維護已成為不可能的工作。過去由于缺乏有效手段挖掘，海量臺賬數(shù)據(jù)價值沒有被挖掘，臺賬的數(shù)據(jù)質(zhì)量維護工作也成為生產(chǎn)技術(shù)人員的維護負(fù)擔(dān)[2-3]。

圖論中鄰接矩陣可用一個稀疏的二維數(shù)組存放圖中所有頂點數(shù)據(jù)和頂點間關(guān)系（邊或弧）的數(shù)據(jù)[4]。不難想象如果能用一種標(biāo)準(zhǔn)的方法將臺賬數(shù)據(jù)連接為二維表并轉(zhuǎn)化為鄰接矩陣，再將鄰接矩陣轉(zhuǎn)化為圖譜，無疑可使圖譜成為臺賬數(shù)據(jù)的研究工具[5-6]。生產(chǎn)技術(shù)人員可根據(jù)圖譜“按圖索驥”快速找到臺賬各字段的聯(lián)系，通過橫向比較發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，通過縱向分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備的家族缺陷[7-8]。

本文結(jié)合工程經(jīng)驗，全面考慮臺賬數(shù)據(jù)的特性，對圖譜形成的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并交給計算機完成，使得提升臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量并發(fā)現(xiàn)設(shè)備家族性缺陷，為預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法實現(xiàn)自動檢測和控制，為提前暴露臺賬數(shù)據(jù)所屬的設(shè)備的家族缺陷以及消缺工作提供技術(shù)支持。可有效規(guī)避風(fēng)險，為工業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)保障。

1 臺賬數(shù)據(jù)圖譜的形成方法

1.1 應(yīng)用圖譜的數(shù)據(jù)治理方法流程[9]

步驟1：形成包含所有臺賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0。

步驟2：根據(jù)指定范圍形成由功能位置類型、設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)字段組成的二維表B1，根據(jù)二維表B1形成臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1。

步驟3：根據(jù)臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1中同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，對于有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。

步驟4：根據(jù)指定范圍形成由設(shè)備品類、設(shè)備型號、功能位置、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段組成的二維表B2，根據(jù)二維表B2形成臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2。

步驟5：根據(jù)臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2中，同一品類、型號所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段獲知設(shè)備家族缺陷，根據(jù)處理措施字段形成有針對性的預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。

1.2 二維表形成臺賬數(shù)據(jù)圖譜步驟[10]

步驟1：獲取二維表B的行數(shù)M和列數(shù)N，M∈[1，+∞），N∈[1，+∞）。

步驟2：按列取唯一值，即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個數(shù)據(jù)。

步驟3：按列取唯一值后，獲取1～N列唯一值的個數(shù)O。

步驟4：按1至O對各唯一值進(jìn)行編號，并將編號回寫到二維表B中形成新二維表BB，BB為M×N的矩陣。

步驟5：設(shè)鄰接矩陣TT是O×O的全零的稀疏矩陣。

步驟6：設(shè)i=1。

步驟7：設(shè)j=1。

步驟 8 ：TT（BB（i，j），BB（i，j+1））賦值為 1。

步驟9：j的值加1，若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟8，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟10。

步驟10：i的值加1，若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟7，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟11。

步驟11：獲得二維表B的鄰接矩陣TT。

步驟12：設(shè)i=1。

步驟13：設(shè)j=1。

步驟14：若TT（i，j）不等于1，則第i點向第j點畫一條線，并按二維表BB將節(jié)點編號轉(zhuǎn)為原臺賬數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟15。

步驟15：j的值加1，若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟13，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟16。

步驟16：i的值加1，若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟13，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟17。

步驟17：獲得二維表B的臺賬數(shù)據(jù)圖譜。

2 應(yīng)用臺賬數(shù)據(jù)圖譜的治理方法

電力系統(tǒng)臺賬數(shù)據(jù)是以臺賬數(shù)據(jù)ID為主關(guān)鍵字并包含設(shè)備品類、設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)、功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施、設(shè)備運維部門等字段。長期以來，由于臺賬數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)是兩個孤立的數(shù)據(jù)孤島，臺賬數(shù)據(jù)的設(shè)備品類、設(shè)備型號等字段信息無法與缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行一一映射，致使數(shù)據(jù)質(zhì)量普遍存在于臺賬數(shù)據(jù)與其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的對接中。應(yīng)用臺賬數(shù)據(jù)圖譜的治理方法可以解決兩個數(shù)據(jù)孤島引起的海量對象映射困難的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，是指同一功能位置類型下臺賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備應(yīng)能發(fā)揮相同的作用，如果出現(xiàn)多條不同的臺賬數(shù)據(jù)，通過相同字段的不同臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若無數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，則多條不同的臺賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備可互為備品；若有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，則可快速定位錯誤字段。同一品類、型號所關(guān)聯(lián)的功能位置類型對應(yīng)臺賬數(shù)據(jù)的缺陷表象和缺陷原因字段均為設(shè)備家族缺陷[6]，對應(yīng)的處理措施為預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。

3 實例分析

以下對某電力公司的臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行實例分析。結(jié)合圖1流程，本文技術(shù)方法由以下步驟實現(xiàn)：

圖1 圖譜分析程序流程Figure 1 Map analysis program flow

（1）如表1所示形成包含所有臺賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0。

表1 包含所有臺賬數(shù)據(jù)字段的二維表B0Table 1 A two-dimensional table B0 containing all the account data fields

續(xù)表

（2）在臺賬數(shù)據(jù)字段中通過搜索條件（“功能位置類型=廠用變”&&“電壓等級=10kV”&&“額定容量=50MVA”&&“型式=干式”）索引獲得由功能位置類型、設(shè)備型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)參數(shù)字段組成表2所示的二維表B1。

表2 二維表B1Table 2 Two-dimensional table B1

根據(jù)二維表B1形成臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1由以下步驟獲得：

1）獲取二維表B1的行數(shù)M和列數(shù)N，M=4，N=5。

2）按列取唯一值，即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個數(shù)據(jù)。

3）按列取唯一值后，獲取1～N列唯一值的個數(shù)O=11。

4）按1至11對各唯一值進(jìn)行編號，并將編號回寫到二維表B中形成新二維表BB，BB為4×5的矩陣，

5）設(shè)鄰接矩陣TT是11×11的全零的稀疏矩陣。

6）設(shè)i=1。

7）設(shè)j=1。

8）TT（BB（i，j），BB（i，j+1））賦值為 1。

9）j的值加1，若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第8）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第10）步。

10）i的值加1，若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第7）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第11）步。

11）獲得二維表B1的鄰接矩陣TT，矩陣TT為稀疏矩陣，以下各元素為數(shù)值為1的元素：TT（1，5）、TT（2，5）、TT（3，5）、TT（4，5）、TT（5，6）、TT（5，7）、TT（7，8）、TT（7，9）、TT（6，10）、TT（7，10）、TT（8，11）、TT（9，11）、TT（10，11）。

12）設(shè)i=1。

13）設(shè)j=1。

14）若TT（i，j）不等于1，則第i點向第j點畫一條線，并按二維表BB將節(jié)點編號轉(zhuǎn)為原臺賬數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第15）步。

15）j的值加1，若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第16）步。

16）i的值加1，若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17）步。

17）獲得二維表B1的臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1。

圖2 臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1Figure 2 Account data map T1

（3）根據(jù)臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1中同一功能位置類型下所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號、廠家信息、技術(shù)參數(shù)獲知潛在互為備品的信息和臺賬數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，對于有數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。

通過臺賬數(shù)據(jù)圖譜T1不難發(fā)現(xiàn)同一功能位置類型廠用變，針對所關(guān)聯(lián)的設(shè)備型號，可以推測SCB 10-400/10型號名稱其正確寫法應(yīng)該是SCB10-400/10，針對廠家信息，可以推斷海南金盤、海南金盤電氣有限公司應(yīng)該為同一生產(chǎn)廠家，其準(zhǔn)確名稱為海南金盤電氣有限公司，同樣，還可以根據(jù)分析情況，空缺的信息為海南金盤電氣有限公司，進(jìn)而對數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正。同時，可以看到是同一功能位置類型下4條臺賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備具有相同的技術(shù)參數(shù)，應(yīng)能發(fā)揮相同的作用，則4條不同的臺賬數(shù)據(jù)代表的設(shè)備可互為備品。

（4）根據(jù)指定范圍形成由設(shè)備品類、設(shè)備型號、功能位置、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段組成表3所示的二維表B2。

表3 二維表B2Table 3 Two-dimensional table B2

根據(jù)二維表B2形成臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2由以下步驟獲得：

1）獲取二維表B2的行數(shù)M和列數(shù)N，M=4，N=6。

2）按列取唯一值，即同一列中相同的數(shù)據(jù)合并為一個數(shù)據(jù)。

3）按列取唯一值后，獲取1～N列唯一值的個數(shù)O=12。

4）按1至12對各唯一值進(jìn)行編號，并將編號回寫到二維表B中形成新二維表BB，BB為4×6的矩陣，

5）設(shè)鄰接矩陣TT是12×12的全零的稀疏矩陣。

6）設(shè)i=1。

7）設(shè)j=1。

8）TT（BB（i，j），BB（i，j+1））賦值為 1。

9）j的值加1，若j的值不大于N-1則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第8）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第10）步。

10）i的值加1，若i的值不大于M則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第7）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第11）步。

11）獲得二維表B2的鄰接矩陣TT，矩陣TT為稀疏矩陣，以下各元素為數(shù)值為 1的元素：TT（1，2）、TT（2，3）、TT（2，4）、TT（2，5）、TT（2，6）、TT（5，7）、TT（3，8）、TT（6，9）、TT（4，10）、TT（7，11）、TT（8，11）、TT（9，11）、TT（10，11）、TT（11，12）。

12）設(shè)i=1。

13）設(shè)j=1。

14）若TT（i，j）不等于1，則第i點向第j點畫一條線，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第15）步。

15）j的值加1，若j的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17）步。

16）i的值加1，若i的值不大于N則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第13）步，否則轉(zhuǎn)至執(zhí)行第17）步。

17）獲得二維表B2的臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2。

圖3 臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2Figure 3 Account data map T2

（5）根據(jù)臺賬數(shù)據(jù)圖譜T2中，同一品類、型號所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段獲知該設(shè)備家族缺陷是接頭絕緣不合格，根據(jù)處理措施字段形成有針對性的預(yù)控措施，為加強紅外巡檢觀察的頻次，下次檢修時更換接頭。

4 結(jié)束語

本文提供了根據(jù)臺賬數(shù)據(jù)字段的關(guān)聯(lián)關(guān)系形成二維表，再把二維表轉(zhuǎn)化為鄰接矩陣，接著通過鄰接矩陣生成臺賬數(shù)據(jù)圖譜的標(biāo)準(zhǔn)化實現(xiàn)方法，使得快速生成臺賬數(shù)據(jù)圖譜實現(xiàn)自動生成。本文結(jié)合工程經(jīng)驗，全面考慮臺賬數(shù)據(jù)的特性，提供了通過相同字段的不同臺賬數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較，為獲知數(shù)據(jù)質(zhì)量信息和可互為備品信息提供了有效技術(shù)手段。通過圖譜中同一品類、型號所關(guān)聯(lián)的功能位置類型、缺陷表象、缺陷原因、處理措施字段，獲知設(shè)備家族缺陷，并根據(jù)處理措施字段形成有針對性的預(yù)控設(shè)備家族缺陷發(fā)展的檢修方法。