本技術(shù)涉及設(shè)施運(yùn)維，尤其涉及一種高速公路能源設(shè)施智能運(yùn)維方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前高速公路能源設(shè)施（如照明、監(jiān)控供電等）的運(yùn)維主要依賴人工定期巡檢和事后故障報修。傳統(tǒng)方式中，運(yùn)維人員需現(xiàn)場記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（如電壓、溫度等），或通過基礎(chǔ)傳感器采集有限數(shù)據(jù)后人工分析。部分系統(tǒng)已采用scada（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，但故障診斷仍依賴經(jīng)驗(yàn)規(guī)則或簡單閾值報警，維護(hù)任務(wù)需人工派發(fā)至指定班組，響應(yīng)效率受限于人力調(diào)度和通信延遲。

2、上述方式存在以下缺陷：其一，人工巡檢覆蓋率低且滯后，無法實(shí)時捕捉突發(fā)性隱患（如電纜過熱）；其二，規(guī)則閾值報警誤報率高，難以區(qū)分復(fù)雜故障模式（如間歇性短路）；其三，維護(hù)資源分配依賴人工經(jīng)驗(yàn)，易出現(xiàn)遠(yuǎn)距離調(diào)度或任務(wù)重疊，導(dǎo)致響應(yīng)超時。此外，任務(wù)派發(fā)依賴單點(diǎn)通信，若終端離線則可能漏檢，影響高速公路運(yùn)營安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種高速公路能源設(shè)施智能運(yùn)維方法、系統(tǒng)及介質(zhì)，以解決現(xiàn)有方案存在人工巡檢覆蓋率低且滯后、規(guī)則閾值報警誤報率高、維護(hù)資源分配依賴人工經(jīng)驗(yàn)的問題。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種高速公路能源設(shè)施智能運(yùn)維方法，方法包括：

3、基于能源設(shè)施、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器，采集能源設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)；

4、將運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)輸入預(yù)設(shè)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得初始故障判斷結(jié)果；

5、基于初始故障判斷結(jié)果，確定存在安全隱患的能源設(shè)施以及獲得安全隱患對應(yīng)的維護(hù)時間；

6、生成當(dāng)前隱患對應(yīng)的維護(hù)任務(wù)；其中，維護(hù)任務(wù)包含存在安全隱患的能源設(shè)施位置、維護(hù)時間、初始故障判斷結(jié)果；

7、獲取與能源設(shè)施位置距離小于預(yù)設(shè)距離的初始維護(hù)終端；

8、將維護(hù)任務(wù)廣播至全部初始維護(hù)終端，確定首個返回接收信息的初始維護(hù)終端為最終維護(hù)終端。

9、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，基于能源設(shè)施、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器，采集能源設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，具體包括：

10、建立能源設(shè)施、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器與預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)的通信連接；

11、將能源設(shè)施的初始運(yùn)行參數(shù)、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器的初始環(huán)境參數(shù)上傳至預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)，通過預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)中預(yù)設(shè)的格式統(tǒng)一模塊，將初始運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)一為預(yù)設(shè)第一格式，獲得運(yùn)行參數(shù)；將初始環(huán)境參數(shù)統(tǒng)一為預(yù)設(shè)第二格式，獲得環(huán)境參數(shù)；

12、通過預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)將運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)上傳至服務(wù)器。

13、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，在將運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)輸入預(yù)設(shè)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得初始故障判斷結(jié)果之前，方法還包括：

14、獲取歷史時間段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；從運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、故障判斷結(jié)果，作為訓(xùn)練樣本；

15、利用訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

16、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，將維護(hù)任務(wù)廣播至全部初始維護(hù)終端，確定首個返回接收信息的初始維護(hù)終端為最終維護(hù)終端，具體包括：

17、s1、通過mqtt協(xié)議向所有注冊的初始維護(hù)終端廣播json格式的維護(hù)任務(wù)指令包；維護(hù)任務(wù)指令包包含任務(wù)id、超時參數(shù)和維護(hù)任務(wù)；

18、s2、每個初始維護(hù)終端在收到指令后會立即返回包含設(shè)備mac地址和當(dāng)前負(fù)載狀態(tài)的確認(rèn)幀；

19、s3、為每個初始維護(hù)終端開辟獨(dú)立fifo隊列，按到達(dá)順序緩存響應(yīng)包；

20、s4、每預(yù)設(shè)時間段內(nèi)，檢查fifo隊列頭部數(shù)據(jù)包；若僅收到1個響應(yīng)包，直接判定為首響應(yīng)；若收到多個響應(yīng)包，通過?tcp序列號+硬件時間戳?二次排序，確定首響應(yīng)；

21、s5、將首響應(yīng)對應(yīng)的初始維護(hù)終端確認(rèn)為最終維護(hù)終端；

22、s6、當(dāng)超時參數(shù)對應(yīng)的時間段內(nèi)，未收到響應(yīng)包，回到s1。

23、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，在將維護(hù)任務(wù)廣播至全部初始維護(hù)終端，確定首個返回接收信息的初始維護(hù)終端為最終維護(hù)終端之后，方法還包括：

24、啟動監(jiān)督倒計時機(jī)制，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)監(jiān)督倒計時時間段時，向最終維護(hù)終端發(fā)送進(jìn)度獲取指令，以獲取最終維護(hù)終端返回的任務(wù)進(jìn)度信息。

25、第二方面，本技術(shù)提供了一種高速公路能源設(shè)施智能運(yùn)維系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

26、采集模塊，用于基于能源設(shè)施、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器，采集能源設(shè)施的運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)；

27、獲得模塊，用于將運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)輸入預(yù)設(shè)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得初始故障判斷結(jié)果；

28、確定模塊，用于基于初始故障判斷結(jié)果，確定存在安全隱患的能源設(shè)施以及獲得安全隱患對應(yīng)的維護(hù)時間；

29、獲取模塊，用于生成當(dāng)前隱患對應(yīng)的維護(hù)任務(wù)；其中，維護(hù)任務(wù)包含存在安全隱患的能源設(shè)施位置、維護(hù)時間、初始故障判斷結(jié)果；獲取與能源設(shè)施位置距離小于預(yù)設(shè)距離的初始維護(hù)終端；

30、終端模塊，用于將維護(hù)任務(wù)廣播至全部初始維護(hù)終端，確定首個返回接收信息的初始維護(hù)終端為最終維護(hù)終端。

31、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，采集模塊包括采集單元，

32、用于建立能源設(shè)施、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器與預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)的通信連接；

33、將能源設(shè)施的初始運(yùn)行參數(shù)、能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器的初始環(huán)境參數(shù)上傳至預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)，通過預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)中預(yù)設(shè)的格式統(tǒng)一模塊，將初始運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)一為預(yù)設(shè)第一格式，獲得運(yùn)行參數(shù)；將初始環(huán)境參數(shù)統(tǒng)一為預(yù)設(shè)第二格式，獲得環(huán)境參數(shù)；

34、通過預(yù)設(shè)邊緣網(wǎng)關(guān)將運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)上傳至服務(wù)器。

35、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，獲得模塊包括訓(xùn)練單元，

36、用于獲取歷史時間段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；從運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取運(yùn)行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、故障判斷結(jié)果，作為訓(xùn)練樣本；

37、利用訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

38、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，系統(tǒng)還包括監(jiān)督模塊，

39、用于啟動監(jiān)督倒計時機(jī)制，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)監(jiān)督倒計時時間段時，向最終維護(hù)終端發(fā)送進(jìn)度獲取指令，以獲取最終維護(hù)終端返回的任務(wù)進(jìn)度信息。

40、第三方面，本技術(shù)提供了一種非易失性計算機(jī)存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)指令，計算機(jī)指令在被執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)的一種高速公路能源設(shè)施智能運(yùn)維方法。

41、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

42、在提升巡檢覆蓋率方面，本技術(shù)通過能源設(shè)施預(yù)設(shè)的傳感器，實(shí)現(xiàn)了分布式傳感器進(jìn)行全天候數(shù)據(jù)采集，解決了人工巡檢間隔周期長、盲區(qū)多的問題。系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測電纜溫度、電流波動等關(guān)鍵參數(shù)，對突發(fā)性異常實(shí)現(xiàn)秒級響應(yīng)，避免了人工巡檢的滯后性。同時，基于預(yù)設(shè)的傳感器布局策略，確保了對重點(diǎn)設(shè)備的全覆蓋監(jiān)控。

43、針對報警誤報率高的問題，本技術(shù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多參數(shù)關(guān)聯(lián)分析。相比傳統(tǒng)單一閾值報警機(jī)制，本技術(shù)能夠綜合電壓、溫度、諧波等多個特征維度，識別真正的故障模式。特別是對于間歇性短路等復(fù)雜故障，通過神經(jīng)網(wǎng)的時序特征分析提高了判別準(zhǔn)確性，減少了不必要的現(xiàn)場核查。

44、在優(yōu)化資源分配方面，本技術(shù)建立了基于地理位置服務(wù)的動態(tài)調(diào)度機(jī)制。通過自動匹配故障點(diǎn)與最近可用維護(hù)終端，避免了人工調(diào)度中的經(jīng)驗(yàn)誤差。廣播式任務(wù)派發(fā)設(shè)計確保了在通信不穩(wěn)定情況下的任務(wù)可達(dá)性，同時“最先響應(yīng)”機(jī)制實(shí)現(xiàn)了維護(hù)力量的合理分配，縮短了應(yīng)急響應(yīng)的時間窗口。

45、本技術(shù)通過流程再造實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維工作的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化。從數(shù)據(jù)采集、分析判斷到任務(wù)派發(fā)的全鏈條自動化，不僅降低了人為因素導(dǎo)致的失誤風(fēng)險，更形成了可追溯、可優(yōu)化的閉環(huán)管理體系。這種模式為高速公路能源設(shè)施的可靠運(yùn)行提供了新的技術(shù)保障路徑。