基于區(qū)域殘差的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法*

蒙華偉 李國(guó)強(qiáng) 繆鐘靈

1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司機(jī)巡管理中心；2.廣東電網(wǎng)公司機(jī)巡管理中心

最近幾年，隨著我國(guó)智能化技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，移動(dòng)機(jī)場(chǎng)逐漸走進(jìn)人們的視線，不僅給人們的生產(chǎn)和生活提供了極大的便利，同時(shí)也進(jìn)一步完善了航天服務(wù)業(yè)的結(jié)構(gòu)。因此，對(duì)基于區(qū)域殘差的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行分析。先確定故障敏感主元，獲取對(duì)應(yīng)的主元系數(shù)，在此基礎(chǔ)上，建立區(qū)域殘差的多核心故障監(jiān)測(cè)模型，并利用荷載響應(yīng)殘差技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)。最終通過(guò)測(cè)試來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果，最終的結(jié)論表明:在相同的環(huán)境之下，最終所得出的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障誤差對(duì)比于傳統(tǒng)方法相對(duì)較低，表明其監(jiān)測(cè)結(jié)果具有一定精準(zhǔn)性，效果更佳，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高。

0 引言

現(xiàn)如今，由于我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及相關(guān)的軟件、平臺(tái)不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，使得社會(huì)中的各行業(yè)、各領(lǐng)域在受到強(qiáng)烈沖擊的同時(shí)，也得到了充分的發(fā)展。在這些行業(yè)之中，影響最大的要數(shù)航空航天領(lǐng)域[1]。一般情況下，航空的服務(wù)區(qū)域可以分為飛行區(qū)域和機(jī)場(chǎng)，前者的調(diào)整與更改需要專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方可實(shí)現(xiàn)，而后者卻與之不同。機(jī)場(chǎng)的服務(wù)設(shè)施與人員是相對(duì)較為完善的，同時(shí)具有一定的靈活性和創(chuàng)新型[2]。近幾年來(lái)，移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的產(chǎn)生和應(yīng)用受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，不僅僅是因?yàn)樗c人們的生活息息相關(guān)，同時(shí)也是對(duì)智能技術(shù)的一種重視。不同于傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)的是，移動(dòng)機(jī)場(chǎng)具有更強(qiáng)的應(yīng)變能力和完善的服務(wù)結(jié)構(gòu)，可以幫助客戶更好地解決出現(xiàn)的問(wèn)題以及其他異常情況，一定程度上提升了機(jī)場(chǎng)運(yùn)行和服務(wù)的效率以及質(zhì)量[3]。但是在這樣的高速的發(fā)展下，移動(dòng)機(jī)場(chǎng)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中逐漸暴露出其缺陷與問(wèn)題，最為嚴(yán)重的還要數(shù)通信數(shù)據(jù)的故障問(wèn)題，當(dāng)通信數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常的狀況時(shí)，對(duì)于機(jī)場(chǎng)的服務(wù)會(huì)產(chǎn)生直接的影響，留下安全隱患，嚴(yán)重的甚至?xí)斐奢^為嚴(yán)重的事故。所以，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保其正常運(yùn)行。區(qū)域殘差技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的一項(xiàng)監(jiān)控技術(shù)，對(duì)比于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，區(qū)域殘差技術(shù)輔助下的監(jiān)測(cè)方法相對(duì)較為多樣化，這主要是因?yàn)槠涠嗪诵牡谋O(jiān)測(cè)模式所導(dǎo)致的，在不同的區(qū)域環(huán)境下，可以很好地適應(yīng)周圍的環(huán)境，包括燈光、溫度、人流量等，另外，在區(qū)域殘差的應(yīng)用下，還大大縮短了監(jiān)測(cè)警示的時(shí)間，使操作人員可以更加快速地接收到信息，并對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行搶修，避免出現(xiàn)大規(guī)模的故障問(wèn)題。因此，對(duì)基于區(qū)域殘差的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來(lái)進(jìn)一步提升我國(guó)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的服務(wù)質(zhì)量以及監(jiān)測(cè)水平。

1 移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法設(shè)計(jì)

1.1 故障敏感主元的確定

在對(duì)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，需要先確定相對(duì)應(yīng)的故障敏感主元。獲取基礎(chǔ)性的敏感系數(shù)，并利用其計(jì)算相對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率，如公式（1）所示:

公式（1）中:G表示方差貢獻(xiàn)率，α表示故障極限范圍比值，e表示控制程度，λ表示方差最小值。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的方差貢獻(xiàn)率。在此基礎(chǔ)上，設(shè)定敏感主元的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示:

表1 敏感主元執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)表Tab.1 Sensitive principal element executive standard table

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行敏感主元實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的確定。結(jié)合最小方差值，對(duì)故障敏感情況作出判斷，如果方差值小于標(biāo)準(zhǔn)，表明敏感程度較低，符合實(shí)際要求，反之，如果大于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，則表明敏感程度較高，并且可能存在故障測(cè)算數(shù)值上的誤差。至此，便完成了故障敏感主元的實(shí)際數(shù)值的確定。

1.2 建立區(qū)域殘差的多核心故障監(jiān)測(cè)模型

在完成故障敏感主元的確定之后，接下來(lái)，需要利用區(qū)域殘差技術(shù)來(lái)建立多核心的故障監(jiān)測(cè)模型。依據(jù)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，并結(jié)合區(qū)域殘差，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的殘差矩陣，如公式（2）、（3）、（4）所示:

公式（2）、（3）、（4）中:M、N、H表示殘差矩陣的特征值，θ表示應(yīng)變函數(shù)，F(xiàn)表示通信范圍。通過(guò)以上矩陣計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的殘差矩陣特征值，結(jié)合敏感主元的執(zhí)行情況，創(chuàng)建基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)模型。模型在建立時(shí)，需要設(shè)計(jì)多核心的點(diǎn)位故障監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的附近安裝對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)通信反饋裝置，可以將異常狀況以及問(wèn)題信號(hào)及時(shí)傳輸至移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的控制平臺(tái)之中，便于處理維修[4]。將這一程序結(jié)構(gòu)添加在故障監(jiān)測(cè)模型之中，完成模型的創(chuàng)建。

1.3 荷載響應(yīng)殘差技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)

在完成區(qū)域殘差的多核心故障監(jiān)測(cè)模型建立之后，接下來(lái)，利用荷載響應(yīng)殘差技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)[5]。相對(duì)荷載響應(yīng)殘差比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表2所示:

表2 荷載響應(yīng)殘差比例設(shè)計(jì)Tab.2 Load response residual ratio design

根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行荷載響應(yīng)殘差比例的設(shè)計(jì)，完成之后，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間，如公式（5）所示:

公式（5）中:T表示響應(yīng)時(shí)間，h表示殘差最遠(yuǎn)距離，ω表示極化比值。利用所得出的實(shí)際響應(yīng)時(shí)間，計(jì)算相關(guān)的荷載敏感系數(shù)，如公式（6）所示:

公式（6）中:V表示荷載敏感系數(shù)，C表示定義百分比，δ表示允許出現(xiàn)的最大誤差值。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的荷載敏感系數(shù)，將其作為數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)的頂層標(biāo)準(zhǔn)，最終完成監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)[6]。

2 方法測(cè)試

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

本次主要對(duì)基于區(qū)域殘差的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試。設(shè)置故障監(jiān)測(cè)的正態(tài)環(huán)境，將智能動(dòng)態(tài)數(shù)值調(diào)整為均衡狀態(tài)，大致為0.0018左右即可，階躍故障比值為1∶13，斜坡故障比值為1∶9，將故障控制極限值控制在1.5以下，調(diào)整移動(dòng)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)的屬性，并更改核心模式為多點(diǎn)位執(zhí)行模式。利用PCA方法設(shè)置對(duì)所出現(xiàn)的異?；蛘吖收线M(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算相對(duì)應(yīng)的正態(tài)控制數(shù)值，如公式（7）所示:

公式（7）所示:H表示正態(tài)控制數(shù)值，r表示控制變量，d表示階躍系數(shù)，β表示允許出現(xiàn)的極限誤差。通過(guò)以上計(jì)算，最終可以得出實(shí)際的正態(tài)控制數(shù)值，將其作為故障檢測(cè)的核定標(biāo)準(zhǔn)，并利用其創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的正態(tài)監(jiān)測(cè)環(huán)境。選取一處移動(dòng)機(jī)場(chǎng)作為本次測(cè)試的對(duì)象，測(cè)試會(huì)以對(duì)比的形式進(jìn)行，共兩種方法，一種為傳統(tǒng)的測(cè)算監(jiān)測(cè)法，將其設(shè)置為傳統(tǒng)測(cè)算測(cè)試組；另一組為本文所設(shè)計(jì)的方法，將其設(shè)定為敏感故障監(jiān)測(cè)測(cè)試組。檢查機(jī)場(chǎng)以及其他設(shè)備是否處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，并確保無(wú)外部因素影響最終的測(cè)試結(jié)果，完成之后，開(kāi)始測(cè)試。

2.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果

在以上創(chuàng)建的正態(tài)測(cè)試環(huán)境下，進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)方法的測(cè)試，具體的測(cè)試流程如圖1所示:

圖1 故障監(jiān)測(cè)測(cè)試結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of fault monitoring test

根據(jù)圖1中的測(cè)試結(jié)構(gòu)，完成對(duì)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)的方法測(cè)試?？梢缘贸鰞山M最終的測(cè)試結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析，如表3所示:

表3 故障監(jiān)測(cè)測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表Tab.3 Comparison and analysis table of fault monitoring test results

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)信息，可以得出最終的結(jié)論:在相同的測(cè)試環(huán)境之下，對(duì)比于傳統(tǒng)的測(cè)算測(cè)試組，敏感故障監(jiān)測(cè)測(cè)試組所得出的誤差率相對(duì)較小，表明其具有更強(qiáng)的精準(zhǔn)性，對(duì)比于通信數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)效果更佳，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，便是對(duì)基于區(qū)域殘差的移動(dòng)機(jī)場(chǎng)通信數(shù)據(jù)故障監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)分析。此種檢測(cè)方法的應(yīng)用，進(jìn)一步增強(qiáng)了我國(guó)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，添加了更多的功能，使整個(gè)移動(dòng)機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu)更加完善。另外，通信數(shù)據(jù)的精細(xì)化監(jiān)測(cè)也可以最大程度地降低機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的誤差率，從而增強(qiáng)故障監(jiān)測(cè)的整體水平。