[发明专利]城市信息模型的电力载波智能监测方法及其系统

说明书

本发明提供了一种城市模型的电力载波智能监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1基于人工智能网络的城市道路和建筑的二维模型建立；S2根据步骤S1的二维模型制作城市模型实物，并在模型实物的道路和建筑中存在电力设备或电器的位置设置发光装置；S3构建城市电力载波信号传输系统，建立城市电力载波智能监测模型；S4根据步骤S3建立的模型实时监测城市的电力运营状态。本发明通过发光3D打印城市模型的视频拍摄而经由人工智能模型识别就能获知城市电力运营状态的实时可视化时空分布监测，实现了城市电力运营的状态智能化监控。

技术领域

本发明涉及一种城市电力载波的智能检测方法，尤其涉及城市模型的电力载波智能监测方法及其系统,属于智能电力检测领域。

背景技术

数字孪生城市中涉及到六个方面的研究问题，第一是数字城市的数字建模，第二是数字阴影提供在线验证的模型，第三是数字诊断，第四是智能预测，第五是自主学习，第六是自动优化。而城市电力天然具备自动化检测的技术固有属性。因此如何将电力的这种固有属性架构到数字孪生城市中，实现城市电力智能管理是数字孪生城市实现智能电力管理的一大壳体。作为新的电力监测技术电力载波（PLC）技术提供了在电力线上利用电磁波将设备的电力运行状态进行实时监控的方案，其优点在于无需架设专用线路，施工便捷，性价比高，且与调度管理的分布基本一致。

然而PLC技术缺陷在于：配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，传播信号空间范围有限；此外，电磁波信号在几十米量级范围内即会衰减。无线通讯技术是一种解决上述两个方面缺陷的方法，即不需要配电变压器，并且只需要在几十米范围内配备电力载波信号的无线信号转换设备，即可避免电力线上信号衰减的问题。但对于城市的室内室外两个区域来说，信号所需要的传播的距离不同，在室内一个楼层中传播一般在几十米范围内，而室外到室内的传播则在百米级甚至上千米。

如果为了实现电力情况分布的可视化，协调不同距离的信号传输要求，考虑带有地理定位装置无人机飞行实时发送室外的数据，或者依靠室内机器人采集数据，对于小型的园区来说虽然可行，但在城市级别上则一来增加成本，二来无人机和室内机器人也不可能做到无时无刻都在执行巡检任务。对于城市每一处的电力设备进行无线数据的采集，庞大的城市体系使得基于无人机或机器人的城市电力巡检的显得尤其不现实。

无线技术又一次成为解决上述问题的一个可靠方案。使用电力线载波接入集中器，从而将载波信号转化为无线信号，于是实现了本地无损的信号传送过程。然而该技术仅停留在远程抄表技术上（CN103743448A）。

增强现实技术（AR）是解决现场电力运营空间分布的可行方案之一，通过AR技术虽然能够实现现场的可视化现场设备运作状态监控（CN109947052A），但由于实施的范围局限在工厂(CN111966068A)或家庭（CN111505953A）,因而难以给出整个城市的电力运行的智能监测方案。

电力运营的监测基础数据获取中，在电力载波异常信号检测方面，现有技术使用卷积神经网络给出了对电信号的智能识别方案，但也局限在非可视化的低压电力方面（CN112364753A）。对于城市庞大的电信号随时间变化的数据流，难以将这些庞大的电学参数形成实时快速的处理，因而仅仅局限在企业单位的小范围内。

发明内容

本发明为解决上述诸多问题，考虑一种城市模型的可视化技术用于建立机器学习的智能电力监测,并且该模型可以是3D模型或语义模型的模型实物。为此需要考虑三个方面的技术难点：第一，电力运营状态在城市模型中如何实现物理可视化分布，第二，如何表征城市电力运营状态的时空分布；第三提供电力载波的智能监测所依靠的改进的算法。

为此，本发明提供了一种城市模型的电力载波智能监测方法，其特征在于包括如下步骤：

S1基于人工智能网络的城市道路和建筑的二维模型建立；

S2 根据步骤S1的二维模型制作城市模型实物，并在模型实物的道路和建筑中存在电力设备或电器的位置设置发光装置；