[发明专利]一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法

说明书

本发明公开了一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法，包括：确定高速公路桥梁机电系统的功能结构和物理结构；通过高速公路数据采集与监控系统采集前端电气参数，构建原始电气量数据集；基于高速公路桥梁机电系统结构和数据记录标准化格式，采用正则表达式匹配及字符分割聚类，并根据电气量参数类型对数据排序，构建信息化矩阵，采用迭代的方法规范数据格式；将参数与状态分离为两个矩阵，并采用灰度图像表达参数和状态矩阵。本发明将高速公路桥梁机电配电组采集的电气信息转换为时间序列的信息化矩阵法，以便于对高速公路桥梁机电系统故障进行分类和预测，可对高速公路场景中桥梁机电系统的管养提供技术支持。

技术领域

本发明专利涉及智能交通，智慧高速研究领域，具体涉及一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法。

背景技术

随着智能辅助驾驶、ETC自由流收费技术不断发展，越来越多的智能交通机电设备在高速公路中的应用，日益增长的对于复杂高速公路桥梁机电系统健康状态的感知及预测需求，对智能交通技术提出了新的课题和挑战。传统的高速公路桥梁机电系统状态感知和运维的有两大难点：1)机电设备监控系统的采集系统状态信息单一，无法识别故障原因；2)缺乏整体性的设备管理监控系统、标准数据格式混乱，甚至某些巡查工作需要人工进行记录、上报等，导致数据不具备大数据研究的格式化能力，大大降低了自动化运维、智能化故障运维的整体效率。

本领域内目前的研究结果主要集中在机电设备或变压器的故障诊断和预测上，而对高速公路桥梁机电系统的监测研究尚未形成一个系统的方法。因此，本文提出了一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法。

发明内容

发明目的：为了克服高速公路桥梁机电系统的监测技术中存在的不足，提供一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法，其利用正则表达式遍历循环的方法有效地将高速公路桥梁机电系统监测数据转化为信息化矩阵，为后续的数据深度挖掘和学习提供支持。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种高速公路桥梁机电系统状态信息化矩阵的构建方法，包括如下步骤：

S1：确定高速公路桥梁机电系统的功能结构和物理结构；

S2：通过高速公路数据采集与监控系统(SCADA)以一年365天、一天24小时、每小时一次的频率采集前端电气参数，构建原始电气量数据集；

S3：基于高速公路桥梁机电系统结构和数据记录标准化格式，采用正则表达式匹配及字符分割聚类，并根据电气量参数类型对数据排序，构建信息化矩阵，其中行表示参数数值和状态，列表示时刻，采用迭代的方法规范数据格式；

S4：将参数与状态分离为两个矩阵，采用灰度图像表达参数和状态矩阵。

进一步的，所述步骤S1中确定高速公路桥梁机电系统的功能结构和物理结构的方法为：

所述高速公路桥梁机电系统的功能结构包括三大系统：交通监控系统、收费系统及通信系统。其衍生系统还包括：供配电系统、照明系统、门架系统、收费系统、航标灯系统、除湿系统、通风及采暖系统、能源系统等。各功能系统通过数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)进行机电设备和线路回路的数据采集和监控，通过通讯系统保证数据之间的连接和传输，通过计算机系统进行软件、硬件相关的集中控制。