DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 实验 为了验证算法在实际工作环境中的有效性及稳定性，利用实验室飞控板平台对数据采集处理(图1)。因为高度滤波时姿态解算周期设为5 ms，所以设置PC机对飞控板数据获取周期为5 ms。在5 ms的时间内，飞控板通过串口将获取的加速度计、陀螺仪、磁力计、GPS数据、气压计数据传输到PC机中。 图1. 飞控板-陀螺仪数据采集平台 飞控板的IMU传感器采用ADIS16448，此IMU集成三轴加速度计、陀螺仪及磁力计，数据更新频率高达1000 Hz，高达1 MHz的SPI总线保证数据传输速率。GPS采用ublox NEO-7N，更新频率设置为元器件最大，10 Hz。数据处理芯片DSP采用浮点处理器TMS320C6722，主频高达250 MHz。GPS与IMU通过一套SPI总线连接至DSP，高速SPI总线保证GPS与IMU数据的实时获取。气压计采用MS5611，考虑到气压测量精度，将气压计更新频率设置为50 Hz。 当在空旷的室外测试时，GPS接收机搜到的卫星数均能够大于9，且pDOP三维位置精度因子在1.5左右，此时定位精度较高。当在有高楼遮挡的室外时，如家属小区内，GPS接收机搜到的卫星数约4颗上下，pDOP三维精度因子在3到8之间变化，此时定位精度较差。 采集数据时，在三种情况下对数据进行采集。在开阔无高大遮挡物的室外，且无风的环境中，此时GPS信号强，气压计数据良好；在开阔无高大遮挡物以及有大风的室外，此时GPS信号强，气压计数据差；有高大建筑物遮挡且无风的室外，如家属小区内，此时GPS信号差，气压计数据良好。数据采集后，在PC机中用matlab对数据进行处理，观察滤波效果。 1) 首先测试在静态情况下，当GPS信号强，且气压计数据较好，即漂移不是很严重时的滤波效果。GPS信号较好，是指搜到的卫星数大于等于9，pDOP三维位置精度因子小于3。处理数据为静态情况下10分钟数据，时间间隔5 ms (图2)。 图2. GPS与气压计数据良好时静态滤波数据曲线 图(a)中的观测高度为GPS高度值与气压计高度值公式(10)融合后的高度值。由图可知，滤波后的高度值能够稳定在一定范围内，且滤波后的速度与加速度值在短时间内收敛后都能够稳定在零值附近。 2) 测试静态情况下，当GPS信号强，气压计数据差时的滤波效果。处理数据为十分钟数据，数据时间间隔为5 ms。 由图3中曲线知，气压计高度值在静态情况下，上下滑动范围在7 m左右，在有大风的环境中使得气压计数据不够精确。滤波后的高度在气压计数据较差时依然能够稳定在小范围内，且滤波后的速度与加速度值能够稳定在零值附近。 3) 测试静态情况下，当GPS信号弱，但是气压计数据较好时的情景。处理数据为十分钟数据，数据时间间隔为5 ms (图4)。 图3. 气压计数据差时静态滤波数据曲线 图4. GPS信号弱时静态滤波数据曲线 因为在小区内进行数据采集，所以GPS信号较差，由图知GPS测量高度变动范围较大。经过滤波后的高度能够稳定在小范围内，且滤波后速度与加速度在短暂时间内均能收敛至零，在零值上下浮动。 因为试验条件限制，为了测试动态环境下的滤波效果，在3.1试验数据的基础上进行模拟动态测试，在导航系下，分别模拟匀速垂直向上运动与匀加速垂直向上运动，进而观察滤波效果。 4) 测试当GPS信号较好，且气压计数据良好，但是飞行器处于动态情况下的滤波效果。在(1)测试数据的基础上，在导航系下给机体加入一个定值向上速度，模拟机体向上匀速直线运动，然后观测滤波结果，设定速率值大小为0.1 m/s。数据为10分钟数据，数据时间间隔为5 ms。 由图5可知，在动态情况下，滤波高度保持稳定，没有发散。滤波后的速度也稳定在设定速度值，滤波后加速度值稳定在零值。高度值、速度值及加速度值偏差均能稳定在零值固定范围内，说明了算法稳定性。 5) 观察匀加速直线运动下的滤波效果。在(1)数据的基础上模拟飞行器处于匀加速下的滤波效果。在导航系下给机体加入一个定值向上加速度，模拟机体向上匀加速直线运动。设定加速度值为0.01。数据为10分钟数据，数据时间间隔为5 ms。 图5. 匀速运动滤波数据曲线 由图6中曲线知滤波后高度收敛不发散，滤波后的速度及加速度均稳定在理论值。高度、速度及加速度误差能够稳定在零值小范围内。 图6. 匀加速运动滤波数据曲线 综上，在静态及模拟动态环境中对滤波效果进行了验证，试验结果表明，在静态与动态中滤波都能够有效发挥作用，得到较为准确且稳定的高度、速度与加速度。
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user: 4. 结论 本文提出了一种融合GPS高度与气压计数据的飞控系统高度滤波算法，并在静态下的各种情况对滤波效果进行了测试，且模拟了动态环境，测试算法在动态环境下的鲁棒性。试验结果表明，滤波算法能够很好适应观测量信号的强弱性，且能够在动态情况下保持稳定。因为试验条件限制，只能模拟动态情况进行测试。但是惯导、GPS及气压计的作业环境往往多变且复杂，特别是对于无人机，如机体晃动时的姿态变化是否对高度滤波产生影响等，还需要进一步进行测试。本质上，抑制惯导高度漂移的观测量仍然是决定算法是否漂移的决定因素，因为算法解算的高度精度依然依赖观测量，所以当GPS信号较差且气压计观测高度较差时，滤波解算得到的高度也会较差，在这方面还有待改进。
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user: 摘 要 在侦查阶段，有效的辨认能够帮助侦查人员查明案件事实真相。侦查中，错误辨认现象时有发生，警察的不当行为是造成辨认错误的主要原因之一。另外，裁判者的错误信念也使得人们对于辨认结果具有极大的依赖性。本文认为在侦查辨认中，设置规范的程序以及允许律师在场，能够排除警察的不当行为，增加辨认的有效性。 关键词 :侦查，辨认，预防措施 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 侦查中的辨认是被害人、证人、犯罪嫌疑人或被告人在公安司法人员的组织下就与案件有关的人、物、场所和怀疑与案件有关的人、物、场所等的同一性的识别、判断与确认 [ 1 ] 。其中目击证人对犯罪嫌疑人的辨认最受关注。在侦查阶段，有效的辨认能够帮助侦查人员查明案件事实真相。侦查人员如果能有效地组织、实施辨认，对于快速的锁定犯罪嫌疑人，查明案件事实真相，具有重要的意义。 从心理学的角度来看，辨认等同于再认。一般来说，再认易于回忆，因为再认给证人提供了更多搜寻记忆的信息。但辨认涉及到多种特殊的心理现象，并且没有情节可分析，因此，这增加了对辨认结论可靠性判断的难度。而研究和实践都显示人们对于辨认结果具有极大的依赖性。根据美国无辜者工程的统计，在1989年至2003年间被定罪人最终无罪释放案件(总共328起案件)中，有64%的案件牵涉到目击证人的错误辨认；其中，在定罪人最终被无罪释放的强奸案件中，有90%的案件与目击证人有关 [ 2 ] 。 在这些错误辨认的案件中，一方面是由于人类自身记忆的局限性，另一方面是由于侦查人员违反辨认程序，以及对证人辨认的轻信。对于侦查辨认中存在的问题进行分析，可以避免或减少相关的司法人员在组织辨认的过程中出现不当的行为，亦可进一步规范我国侦查辨认的相关法律法规。
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user: 2. 侦查辨认中存在的问题 2.1. 警察的不当行为 依赖DNA成功洗冤的案件揭示了目击证人的错误常常是执法部门引起的——表现为执法部门经常悄悄地通过偶然的有意行动绕过最佳做法，以获取目击证人证词来支持自己对案件的假设 [ 3 ] 。 警察总是愿意相信他们抓到了有罪的嫌疑人。在组织辨认的过程中，警察通过有意无意的举动，很容易控制辨认的结果，或者是使证人的辨认朝着自己希望的方向发展。在组织辨认的过程中，警察的不当行为可能会导致或者加剧目击证人辨认的错误概率。警方要么在列队辨认中以话语暗示目击证人应当选择谁，或采用让目击证人确认某人是否为凶手的单独辨认的方法；要么让被告人在辨认列队中显得突出，使目击证人更容易地选择他 [ 4 ] 。美国的斯托维尔欧案是一起典型的警察不当行为引发的错案。 在我国涉及侦查人员违反辨认程序导致错误辨认的案件也时有发生。比如2002年云南省昆明市王树林强奸案。该案是一起涉及侦查人员违反辨认程序，运用辨认证据不审慎的典型案例。在这起案件中，侦查人员不仅违反了混杂辨认原则，也违反了分别辨认原则。侦查人员将两名证人同时带至王树林羁押的办公室，进行辨认。单独辨认增大了辨认错误的可能性，证人同时进行辨认存在相互影响的可能，这些最终导致了辨认结果的错误。 2.2. 裁判者的错误信念 1) 目击证人证言是最好的证据。即便是在辨认结果发生矛盾的情况下，或犯罪嫌疑人有不在场的证据，裁判者仍然倾向于相信证人证言。Loftus (1974)提出模拟陪审员对目击证人的证言所感受的印象，远比其它在法庭上提出的证据深刻 [ 5 ] 。 2) 证人很少会出现辨认错误。Brigham和Bothwell (1983)进行了相关研究，以了解人们对于辨认准确性的认识。在实验中，先让被试阅读真实案件中证人辨认的相关情况，然后请他们评估证人作出正确辨认的可能性，结果发现71%的被试认为证人能够作出正确辨认，而事实上只有12.5%的证人作出了正确辨认 [ 6 ] 。由此可见，人们对于证人的正确辨认能力存在高估的倾向。司法工作者有时难以接受心理学的实验结果，他们认为眼睛能像照相机一样忠实记录每一种经历。并且人们对于自己的这种错误的辨认信念并没有意识。 3) 越自信的辨认者越可信。Lindsay，Wells和O’Connor (1989)研究有模拟陪审团参加的证人辨认的过程 [ 7 ] 。实验的过程分为两个阶段：第一个阶段让证人目击一起导演的偷窃事件，证人当时未意识到这是假的，盗窃事件发生后的几分钟就要求证人从六、七张照片中辨认出小偷。第二个阶段让模拟陪审团成员对证人的辨认作出判断。研究发现，错误辨认就象正确辨认一样会使人相信。很显然，陪审团难以区分“好”证人和“坏”证人。 4) 警察的不当行为不至于影响辨认证据的可靠性。惩罚至上心理支配下，造成裁判者对程序违法现象的普遍认同。宽松的刑事程序规则并没有对此向警察提出更多要求。尽管辨认证据在许多刑事案件中起到重要作用，但由于法官采取坐视不理的态度，大多数警察局针对目击证人辨认并没有相关程序规定或正规训练 [ 4 ] 。
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user: 3. 预防方案 从上述分析，我们可以看出错误的目击证人证言是导致错误定罪的最主要的因素之一。尽管如此，法律工作者仍很少深入地去思考应该借助什么样的法律保障制度来有效地防止因目击证人辨认错误而导致的错判。美国最高法院在搜查扣押和警察讯问领域创设了远比目击证人辨认严格得多的规则，要求排除远比目击证人辨认可靠得多的证据，这与原本应受到高度重视的目击证人辨认问题形成鲜明对比。 3.1. 规范辨认程序 辨认过程中，组织者的暗示是造成错误辨认的最主要的原因之一。用法官的话来说就是：“对于证人的不合适的暗示，很可能比其他任何单个的因素更容易导致审判不公——大概，所有其他的因素加在一起也不及这一因素更易导致这种错误” [ 8 ] 。嫌疑人有权要求在列队辨认程序中适用正当法律程序。 根据正当程序的条款的要求，如果在辨认活动中，存在不必要的暗示，从而导致错误辨认的可能性增加，那么在审判中，裁判者就必须排除通过此辨认活动获得的证据 [ 9 ] 。 为了确保遵守正当程序，国际警察首长协会法律中心建议对所有的列队辨认采用以下方针 [ 8 ] ： 1) 所有列队应当由包括嫌疑人在内的至少5人组成，当然如果6人更好。 2) 除非有律师出席，列队中的所有罪犯和嫌疑人必须签署列队辨认程序弃权书。 3) 列队成员应具有相似性，包括性别、种族、年龄相仿，也包括身高、体重、体格、肤色、头发的颜色也应当相似。如果不能达到这种合理的相似性，那么应该推迟列队辨认。 4) 列队成员应当穿相同类型的服饰，不能突出犯罪嫌疑人。 5) 列队成员的位置，应当随机设置，不得突出犯罪嫌疑人。 6) 证人可能认识的人不得和嫌疑人一起出现在列队中。 7) 如果由于缺乏符合嫌疑人大体外貌特征的在押罪犯而吸收平民参加列队，那么这些市民应该签署一份书面同意书，表明他们知道没有针对他们的指控，他们也没有被逮捕，同时他们的参加并非出于被强迫，他们是自由的，可以在任何时间离开。如果他们是未成年人，则必须征得其父母或监护人的同意方可参加列队。 上述程序从列队的组成，陪衬者的选择，列队成员的服饰，犯罪嫌疑人的位置等方面规范了列队辨认的程序。 3.2. 辨认时的律师帮助权 由于在证人证言的收集过程中，充斥着影响证人证言可信性的因素，如果缺少律师的帮助，将会危及到被指控人的公正审判。在进行辨认时，律师在场这一事实本身就能够消除警察的一些不当行为。换言之，律师在场，警察在组织辨认的时候会更谨慎，会减少出现某些偏颇现象。有人提出在辨认时允许律师在场，能够消除被指控人自身能力的不足，律师相对于被指控人对于辨认存在的潜在缺陷有更充分的认识，其发挥的作用，与他在审判阶段弥补外行人自身能力的不足完全一样 [ 9 ] 。 另外，律师参与列队辨认有利于交叉询问，因为在这种情况下，律师完全清楚辨认活动是如何开展的，是否存在违反程序的行为，是否存在不恰当的暗示，这样有利于律师在庭审中对证人进行交叉询问。假如在组织辨认时，不允许律师在场，那么，他就不可能在庭审时向裁判者说明辨认活动是否存在缺陷，对于辨认的结果是否应当格外审慎。一方面，大多数的情况下，目击证人或者犯罪嫌疑人不可能对辨认活动是否存在危险有充分的认识；另一方面，律师不能参与到辨认活动中，使得他们无法知道列队辨认的组成以及存在的缺陷 [ 10 ] 。因此，在辨认时，允许律师在场，有助于发现在组织列队时，辨认主持人是否存在任何暗示性活动，从而有利于对目击证人进行有效的交叉询问。
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user: 摘 要 用户用电行为分析技术，能够协调好电力资源和电力消费，非常有利于提高资源的利用率，从而提高客户的满意度。本文首先设计了专门针对用户用电行为分析的基于大数据的平台，该平台包括数据表现层、数据分析层、存储计算层、数据来源层，能够较好的解决用电行为分析中的问题。其次，研究了平台中使用的数据处理的关键技术。最后，部署和实现了大数据平台。经过半年多的试运行，该平台相比于已有平台，对于技术研发人员和产品开发人员，具有更好的用户体验和更加便捷的使用效果。 关键词 :智能电网，用户用电行为分析，大数据，内存计算 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着大数据、云计算、物联网、人工智能等技术的快速发展和应用，智能电网近几年迎来了高速发展期，并且随着新能源和电动汽车等技术的发展，智能电网产生的数据量快速增长 [ 1 ] 。在传统的电力系统中，电力资源的生产和消费属于两个不同的部门管理，没有得到很好的协调。如果能够协调好电力资源和电力消费数据和管理，将非常有利于提高资源的利用率，从而提高客户的满意度。用户用电行为分析技术，非常好的解决了这个问题。用户用电行为分析是指采用大数据技术，将用户用电数据和用户的用电模式进行关联，从而发现其中的联系。基于用户用电量和用户的用电模式，可以制定出更加合理的电价和相关营销策略，从而提高电力资源利用率和客户的满意度。 在设计电力大数据应用平台时，需要考虑电力系统自身的特点。电力系统具有用户群体庞大、用户用电数据类型多样的特点，决定了电力大数据平台需要较高的存储容量。另外，电力数据受经济环境、人口迁移、窃电行为等因素影响较快，对电力大数据平台的性能提出了较高的要求。所以，电力大数据应用平台与其他大数据应用平台最大区别在于平台的容量更大、计算性能要求更高。已有研究提出了各种基于大数据的解决方案，主要成果包括生产控制系统、电力经营系统、电力营销系统、状态检测系统、风险评估系统等平台应用系统 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。但是，大部分研究主要集中于发电、变电、输电、调度等智能电网的应用环节 [ 5 ] 。同时，已有研究大部分基于离线数据分析，或者批处理技术，这些解决方案的分析结果一般会有延迟，不能很好的适用于用户用电行为分析 [ 6 ] 。 为解决上述问题，本文首先设计了专门针对用电行为分析的基于大数据的平台，该平台包括数据表现层、数据分析层、存储计算层、数据来源层，能够更好的解决用电行为分析中的问题。其次，研究了平台中使用的数据处理的关键技术，并实现和部署了大数据平台。经过半年多的试运行，相比于已有系统，本文提出的大数据分析平台拥有更好的使用体验和更加便捷的使用效果。
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user: 2. 平台架构 基于对已有研究成果的分析可知，为了更好的支撑用户用电行为分析业务，本文提出的用电行为分析的基于大数据的平台，需要支撑现有的用电行为分析的主要业务。所以，需要对各个电力公司的现有相关业务进行调研和分析。例如，通过调研可知，大部分电力公司提供的用电行为分析业务，都能够结合专家预测、机器学习等模型进行集中分析，建立实时判断电力资源生产状况、电力资源质量问题发现与预警、用户用电量远程监测、用电安全形势预测评估等。 为了支撑好现有的和未来可能具有的用电行为分析业务，确保平台的便利性和易用性，本文提出的平台架构如下图1所示，具体包括数据表现层、数据分析层、存储计算层、数据来源层。其中，数据表现层主要用于实现数据的展现，具体包括图表呈现、数据监控、报表推送、查询服务等功能。数据分析层主要用于用户用电数据和电力资源数据的分析，包括元数据的存储，数据挖掘工具的支撑。存储计算层主要用于数据的存储和计算；数据存储方面，采用分布式的架构，可以实现海量数据的实时存储；在数据的计算方面，可以实现批量数据计算、流式计算。数据来源层用于实时获取智能电表、智能用电设备功率等数据，包括结构化数据、非结构化数据。 图1. 基于大数据的用户用电行为分析平台架构
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user: 3. 数据处理的关键技术 本文提出的基于大数据的用电行为分析平台，可用于基于大数据挖掘和分析的电力资源生产、消费及突发事件的全过程管控，实现电力资源安全生产和消费环境的“透明化”，在电力资源灾害的早期发现与预防领域也有较大的应用价值。数据挖掘和分析的一般过程为抽取数据、净化数据、数据引擎、算法引擎、运行挖掘算法、分析结果等。下面对本文提出的大数据用电行为分析平台中的关键技术进行研究，以确保平台的高可靠、高扩展、高存取性能，从而实现更好的大数据平台服务模式。 3.1. 数据的存储 数据的存储方面，平台根据具体应用场景的需要，既支持传统关系型数据库，也支持内存数据库、分布式数据库、NoSQL数据库等新型数据库。其中，内存数据库主要用于OLTP事务处理类型的业务中，包括TimesTen、SolidDB等数据库；海量存储系统主要用于OLAP分析型的业务中，包括DHSS、Teradata等数据库；NoSQL数据系统主要用于互联网类型的业务中，包括HBase、BigTable等数据库。 3.2. 数据预处理中心 数据预处理中心方面，业务网关将原始数据收集上来后，通过ESB传给数据预处理中心。数据预处理中心的主要工作是对各种不同来源的数据进行数据融合，提高数据质量，提高可靠性、准确性和一致性。弥补感知采集技术中的缺陷，减轻各个传感器故障的影响。由于传感器和技术的限制，有些信息无法直接由传感器测出，但通过数据融合可以做到。有效减少数据量，减轻后续处理和存储负担，提高效率。 数据预处理中心首先对不同来源的数据做时间和空间的对准，然后对数据进行清洗和整理。其中使用的处理算法主要包括数据整合算法、数据抽样算法、数据归一化算法、数据离散化算法、数据属性算法、数据区间化算法、缺失值处理算法、行内去重算法、数据修改算法、数据统计算法。 3.3. 挖掘与分析 挖掘与分析方面，对数据进行面向主题的、一般性的和挖掘性的分析，获得特征信息，它包括电力信息整合、分析和度量，也包括电力资源专题的分析与管理，还包括电力资源管理与决策支持。 通用的数据挖掘算法分为基于统计学习的算法、基于机器学习的算法和基于数据库技术的算法。1) 基于统计学习的算法：包括回归分析、判别分析、聚类分析、主成分分析、相关分析、分类算法等算法。分类算法包括决策树算法、KNN算法、朴素贝叶斯算法；聚类算法包括K-means聚类算法、CLAR ANS算法、DBSC AN算法；2) 基于机器学习的算法：包括决策树、SVM、关联规则、遗传算法、贝叶斯学习、KNN、神经网络等算法。关联规则包括Apriori算法、FP-growth算法、WFP算法；3) 基于数据库技术的算法：包括多维分析、OLAP技术、多属性归纳等算法。 另外，还提供了大量智能电网特有的挖掘分析算法，如基于非参数回归的故障预测模型、矿工群体行为模型、多目标粒子群优化算法、模糊控制算法等。这些算法以服务的形式对外开放，开发者可以根据具体问题的需要选择合适的服务，完成具体应用的开发。 3.4. 数据应用 数据应用方面，数据挖掘技术在用户用电行为分析的应用路线为：选择数据挖掘算法、数据建模、模型验证、知识可视化和应用。例如，应用于用户消费模式识别时，可以实现电力资源的精细化管理、用户操作行为识别、操作行为分析、技术学习培训、故障诊断等。
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user: 4. 大数据平台体系架构的实现与性能分析 4.1. 架构实现 为了实现用电行为分析平台，并确保平台的标准化、可扩展性，大数据平台组成如下图2所示，主要包括统一数据采集层、平台中使用的大数据基础服务组件、平台中使用的大数据应用框架组件、统一服务层。 图2. 大数据平台体系架构的实现 统一数据采集层采用FTP、socket、数据接口等，实现智能电网中智能用电设备的数据采集。平台中使用的大数据基础服务组件包括：HDFS、YARN、HBase等。HDFS实现分布式文件的存储。YARN实现资源的动态管理，为上层应用提供可靠的资源。HBase提供高性能的列式数据存储功能。平台中使用的大数据应用框架组件：Spark、Kafka等。其中，Spark用于实现流计算、机器学习、sql、图计算等能力。Kafka用于实现消息队列的订阅、发布。统一服务层主要是为用电行为分析的相关人员提供接口，方便资源的使用和管理。对外提供资源的方式包括application、web service、FTP、KAFKA、MQ等多种形式。 4.2. 主要功能 基于大数据的用户用电行为分析平台主要包括添加租户、给租户分配资源、租户运行任务三个功能。 添加租户的界面如图3所示，主要信息包括租户类型、租户名称、租户密码、租户组、队列、hdfs数据根路径等信息，其中租户类型分为普通用户和高级用户，hdfs数据根路径用于定义存储该租户所有数据文件的hdfs路径。给租户分配资源的界面如图4所示，图的左边显示了集群存储资源、集群计算资源的总容量、已使用量、剩余容量等数据信息，图的右边显示了租户可以申请的资源类型，包括HDFS资源、YARN资源、HIVE资源、HBASE资源等四种类型。租户运行任务的界面如图5所示，租户使用该功能执行特定程序。其中，任务信息主要包括项目名称、系统名称、流程标识、执行周期、时间偏移量、使用的队列，这些关键信息决定了当前任务执行的时间，以及执行任务时可以使用的资源。 图3. 添加租户 图4. 租户资源申请 图5. 租户执行任务 4.3. 性能分析 为了验证基于大数据的用户用电行为分析平台的性能，本小节分析了传统平台和本文平台下用户用电行为分析的测试程序。该程序使用客户类型、负荷量、天气情况、日期类型、电价等用户用电特征，对用户用电模式进行识别。 传统平台下，程序的接口数据处理包括单个文件处理、全部文件关联处理两部分，其中单个文件大小最大约500 G，最小约300 G。全部数据总量约12 T (全月数据)。每个文件处理时间2小时(每天数据)，全部文件、文件关联总共耗时约69小时。使用本文提出的基于大数据的用户用电行为分析平台处理数据时，包括数据预处理、数据合并、规则运算三个过程。其中，数据预处理约4小时、数据合并约5小时、规则运算约2小时。所以，本文平台在11个小时完成用户用电模式分析程序。本文提出的基于大数据的用户用电行为分析平台的运行效率较高。
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user: 5. 总结 在智能电网大发展的时代，通过用户用电行为分析技术，可以基于用户用电量和用户的用电模式，制定出更加合理的电价和相关营销策略，从而提高资源利用率和客户的满意度。为解决这个问题，本文首先设计了专门针对用电行为分析的基于大数据的平台，该平台包括数据表现层、数据分析层、存储计算层、数据来源层，能够更好的解决用电行为分析中的问题。其次，详细介绍了平台中使用的数据处理的关键技术。最后，介绍了大数据平台体系架构的实现。相比于已有系统，对于技术研发人员和产品开发人员，具有更好的使用体验和更加便捷的使用效果。
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user: 摘 要 基于能源互联网理念，综合考虑电、热、冷互补共享的多能源系统优化规划是提高综合能源利用率的基础。多能源系统由多个分布式能源站供能，各能源站在具备自平衡能力的基础上通过供电网络和供热网络互联，实现横向多源互补。综合考虑能源配置的成本和典型场景系统网络运行的收益、碳排放量和一次能源消耗量，计及可行性约束和安全性约束，研究多能源系统优化规划数学模型。算例分析表明，兼顾典型场景运行的多能源系统规划方案达到了配置成本和运行综合效益最优的效果。 关键词 :能源互联网，分布式能源站，优化规划，多能互补 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 石油、天然气和煤炭等化石能源在过去的两个世纪，为经济的发展和人类的进步做出了巨大贡献。然而，对化石能源长期、大规模的使用致使有限资源逐步枯竭 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，与此同时，化石能源燃烧过程中带来的环境污染问题不容小觑，能源与环境问题已成为制约当今世界经济和社会发展的重要方面，传统的依赖化石能源的增长方式已经不能维持我国的经济发展，新能源和化石能源互补的多能源时代必将代替以石油和煤炭为核心的化石能源时代 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。 已有的文献中大多是将优化调度与配置分离优化的。文献 [ 7 ] [ 8 ] 以配置经济性为目标，建立了含储能的多能源系统优化配置模型，达到了配置最优的效果，文献 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 以运行经济性和环保性为目标，建立了冷热电联供系统的优化调度模型，文献 [ 12 ] [ 13 ] 以综合能源系统运行经济性为目标，建立了多能源系统优化调度模型，达到了运行最优的效果。文献 [ 14 ] 综合考虑了可再生能源消纳率与微电网的运行成本，建立了一个含有可再生能源以及冷、热、电多种能源形式的微网优化运行模型。以上文献中，均将优化调度与运行分离优化，且仅考虑了供能侧多能互补优化，未引入需求侧灵活因素参与优化运行。 本文基于能源互联网理念，将供能侧的多样化能源互联，通过优化配置和优化运行两方面融合，实现综合能源利用和互补，在需求侧引入柔性负荷，从而增加系统灵活因素。以多能源系统配置的成本和典型场景系统网络运行的综合效益最优为目标，计及可行性约束和安全性约束，建立多能源系统优化规划数学模型，与已有文献相比，充分考虑了配置方案的运行经济性、环保性、节能性，从而实现多能源系统配置和运行的综合优化。
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user: 2. 多能源系统互补协调 2.1. 横向多源互补简介 多能源系统由多个分布式能源站与负荷区块组成，分布式能源站包括风机、光伏电池板、热电联产能系统(CHP)、燃气锅炉、地源热泵、吸收式制冷装置及储能装置。为提高能源利用率，在分布式能源配置过程中引入“横向多源互补”理念。能源互联网中的“横向多源互补”是指分布式能源站中多种能源资源之间的互补协调，突出各类能源之间的“可替代性”。 图1. 多能源系统框架结构 如图1，以含8区块的多能源系统为例，该多能源系统融合了多样化能源种类，实现供电、供热、供冷一体化。供能侧系统采用分布式和集中式的结构模式；各个能源区块具备自平衡能力，又通过管网全部连通，实现规划区内能源在空间上的互补调配。 2.2. 纵向“源–网–荷–储”协调策略 为了提高能源综合利用率，在分布式能源调度过程中引入纵向“源–网–荷–储”协调的理念。由于用户侧用能的随机性和可再生能源出力的随机性，提出“源–网–荷–储”协调策略，如图2。 图2. “源–网–荷–储”协调策略 源–网–荷互补协调：首先，在负荷侧引入需求侧响应，采用直接负荷控制手段，使可削减负荷追踪风机和光伏出力，即在可再生能源出力高峰时段，可削减负荷不削减；在可再生能源出力低谷时，可削减负荷减至最小。其次，配合调整CHP系统的出力，实现可再生能源与可控能源互补协调，降低可再生能源出力随机性对网络运行的不利影响。最后，考虑可控能源可行性约束，由外网补偿供需不平衡量，当能源站产能过剩时，将多余能量输送至外网；当能源站产能短缺时，由外网补充。 荷-储互补协调：首先，储能装置通过预调度来平滑用户热/电负荷曲线，储能装置在负荷高峰时段作为源供能，在负荷低谷时段作为荷储能，在负荷平时段不工作，从而得到预调度后的等效负荷曲线(刚性负荷 + 储能)。其次，可平移负荷平滑等效负荷曲线，将其平移至等效负荷低谷时段，降低用户侧用能随机性对多能源系统供能的不利影响。
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user: 3. 多能源系统优化规划数学模型 为提高多能源系统的综合利用率，保证其运行的安全性和经济性，需对其进行合理规划，在合理规划多能源系统过程中综合考虑多能源系统配置成本和典型场景系统网络运行综合效益，建立多能源系统优化规划目标函数，综合考虑电/热/冷功率平衡、CHP系统出力特性、分布式能源极限功率、联络线和热输管道上限功率、储能设备充放能、柔性负荷等可行性约束和备用容量安全性约束，建立多能源综合优化规划数学模型。 max F = − f 1 + f 2 (1) s.t. P C H P . e . t + P g r i d . e . t + P n e w . t = L e . t − L c u t . e . t + P B T . e . t + P H P . e . t (2) P C H P . h . t + P G B . h . t + P H P . h . t + P g r i d . h . t = L h . t − L c u t . h . t + P B T . h . t + P A C . h . t (3) P A C . c . t = L c . t (4) 0 ≤ P j . g r i d . e . t ≤ P j . g r i d . e . max (5) 0 ≤ P j . g r i d . h . t ≤ P j . g r i d . h . max (6) ∑ i = 1 n 1 P i . e . max + P g r i d . e . max > max ( L e − P n e w ) ( 1 + 10 % ) (7) ∑ i = 1 n 2 P i . h . max + P g r i d . h . max > L h . max ( 1 + 10 % ) (8) 式中， f 1 为多能源系统的配置成本，元； f 2 为多能源系统运行综合效益，元； P C H P . e . t ， P C H P . h . t 分别为t时段CHP系统发电功率和产热功率，kW； P H P . e . t ， P H P . h . t 分别为t时段地源热泵耗电功率和产热功率，kW； P G B . h . t 为t时段燃气锅炉产热功率，kW； P n e w . t 为t时段可再生能源发电功率，kW； P A C . h . t ， P A C . c . t 分别为t时段吸收式制冷装置耗热功率和供冷功率，kW； P B T . e . t 为t时段储电装置充放电功率，正为储电，负为放电，kW； P B T . h . t 为t时段储热装置充放热功率，正为储热，负为放热，kW； L e . t ， L h . t ， L c . t 分别t时段为用户电/热/冷负荷，kW； L c u t . e . t ， L c u t . h . t 分别t时段为用户电/热负荷削减量，kW； P j . g r i d . e . t ， P j . g r i d . h . t 分别为能源站j的联络线功率、热输管道功率，kW； P j . g r i d . e . max ， P j . g r i d . h . max 分别为能源站j的联络线功率上限、热输管道功率上限，kW。 多能源系统的配置成本为。 min f 1 = ∑ j = 1 8 ∑ i = 1 N C i × P j . i . max r ( 1 + r ) y i ( 1 + r ) y i − 1 (9) 式中， f 1 为多能源系统总配置成本，元；N为分布式能源种类数目； C i 为分布式能源i单位容量初始投资，元/kW； P j . i . max 为能源站j分布式能源i的配置容量，kW；r为折现率； y i 为分布式能源i的工程寿命，年。 以配置方案为前提，考虑多能源系统运行的收益、碳排放量和一次能源消耗量的多能源系统综合效益 max f 2 = g 1 − β 2 g 2 − β 3 g 3 (10) 其中： g 1 = ∑ t = 1 24 [ C s a l e . t − C b u y . t − C O M . t ] (11) g 2 = ∑ t = 1 24 [ Q g a s . t × μ g a s + P g r i d . e . t × μ e ] (12) g 3 = ∑ t = 1 24 Q g a s . t × σ g a s + P g r i d . e . t × σ e (13) C s a l e . t = C e . t × L e . t + C h . t × L h . t + C c . t × L c . t (14) C b u y . t = Q g a s . t L H V n × C g a s . t ( Q g a s . t ) + P g r i d . e . t × C e . t + P g r i d . h . t × C h . t (15) Q g a s . t = P C H P . e . t η C H P + P G B . h . t η G B (16) C g a s . t ( Q g a s . t ) = { C n . p         Q g a s . t ∈ [ Q p . min ， Q p . max ] C n . f         Q g a s . t ∈ [ Q f . min ， Q f . max ] C n . v         Q g a s . t ∈ [ Q v . min ， Q v . max ] (17) C O M . t = ∑ i = 1 N P i . t × C O M . i (18) 式中， β 2 ， β 3 分别为环保折算惩罚系数和一次能源消耗经济惩罚系数， β 2 取0.164元/kg， β 3 取0.4元/kg； g 1 ， g 2 ， g 3 分别为多能源系统网络运行的收益、碳排放量和一次能源消耗量； C s a l e . t ， C b u y . t ， C O M . t 分别为t时段供能收入、购能成本和运行维护费用，元； μ g a s ， μ e 分别为每千瓦时电量和天然气所对应的二氧化碳排放系数，kg/kWh； σ g a s ， σ e 分别为每千瓦时电量和天然气所对应的一次能源的转化系数，kg/kWh； C e . t ， C h . t ， C c . t 分别为电/热/冷分时价格，元； Q g a s . t ， L H V n 分别为t时段系统消耗天然气功率和天然气低热值，取9.7kW/m 3 ； η C H P ， η G B 分别为CHP系统发电效率和燃气锅炉产热效率； C g a s . t ( Q g a s . t ) 分别为t时段多能源系统燃气价格，元； C n . p ， C n . f ， C n . v 分别为峰平谷燃气价格，元； [ Q p . min ， Q p . max ] ， [ Q f . min ， Q f . max ] ， [ Q v . min ， Q v . max ] 分别为峰平谷燃气价格对应的天然气消耗功率范围，kW； C O M . i 为分布式能源i的运行维护成本系数，元/kWh。
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user: 5. 结论 综合考虑多能源系统配置成本和典型场景系统运行收益、碳排放量和一次能源消耗量，计及安全性和可行性约束，建立多能源系统优化规划数学模型。 1) 兼顾典型场景运行效益的多能源系统规划方案，年净收益增加的幅值远大于年等值投资成本，缩短了多源系统投资回收年限。 2) 在规划方案中考虑了系统运行的碳排放和一次能源消耗量，大幅度降低了碳排放量和一次能源消耗量，提高了多能系统的环保性和节能性。 3) 在需求侧响应的基础上，通过“源–网–荷–储”协调策略，跟踪风机和光伏出力，平滑了负荷曲线，降低了多能源系统购能成本。
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user: 摘 要 文章首先分析了巨厚煤层放顶煤综放开采过程中存在的煤自燃防治的难点，通过实验测试了龙王沟煤矿61601首采工作面的煤自燃指标气体的变化规律，为工作面煤自燃的预测预报提供科学依据。其后，针对工作面遗煤量多，堆积厚度大的问题，提出并实施了高位打钻注浆与低位预埋管路灌注普瑞特防灭火材料的方法，防灭火材料采用氮气发泡，一方面提高了扩散效果，另一方面氮气释放后惰化采空区。该技术方案有效防治了采空区煤自燃，保证了工作面安全回采，为后续工作面的开采提供了宝贵的经验。 关键词 :巨厚煤层，大采高，采空区，煤炭自燃，防灭火，普瑞特 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 煤炭是我国的主要能源，煤自燃发火严重威胁矿井的安全生产 [ 1 ] 。随着机械化水平的提高，厚煤层放顶煤一次采全高的开采方式大量应用，但随之带来的是采空区的遗煤量大，煤自燃发火危险性大，为了防治煤炭自燃，目前国内外主要采取了注惰性气体(氮气或二氧化碳)、水、黄泥浆、复合胶体、凝胶以及阻化剂等防灭火技术 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。 采用注惰性气体技术主要起到降低氧气浓度而窒息火源的目的 [ 5 ] ，但是其比热容很小，降温性能差，且工作面很难避免漏风，气体不易滞留火区，其防灭火效果不佳，灭火的周期也较长。Ann G. Kim等曾试验采用液氮与干冰配合注入火区，采用导热管导出火区热量，但该工艺复杂、成本高，未能得到推广应用。 注水、灌浆是防治煤炭自燃最常规的技术。但水或黄泥浆被注入到防灭火目标区域中，容易顺沟往低处流，不能向高处堆积，无法对目标区域有效覆盖。据统计，灌浆防治煤炭自燃时，有80%以上的水浆起不到吸热降温的作用而白白流失，特别是当工作面俯采时，流失的水或黄泥浆会恶化工作面环境。因此传统注水灌浆的方法不能满足煤炭自燃防治的需要。 凝胶和复合胶体注入采空区后具有良好的覆盖隔氧、吸热降温作用 [ 6 ] 。但其流动性较差，扩散范围较小，不能对防灭火区域内的浮煤进行大范围覆盖，不能很好满足煤炭自燃防治的需求。 下文所述综合防灭火技术研究的方向为整合现有防灭火技术的优点，采取针对性的治理方案，通过现场施工应用，对巨厚煤层工作面采空区大量遗煤起到高、中、低全方位覆盖，隔氧降温 [ 7 ] ，持久冷却的效果，能有效保证工作面的安全开采，避免资源的浪费和综采设备的损失。
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user: 2. 工作面概况 2.1. 工作面介绍 国源矿业龙王沟煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇南7 km，为新建矿井，设计年产量为1000万吨，61601工作面是该矿的首采工作面，该工作面标高为+847.00 m~+854.40 m。工作面设计推采长度615 m，倾斜长度254 m。该工作面所采6号煤煤厚在18.8~28.8 m、平均23.83 m，平均倾角2.75˚，煤层稳定但结构复杂。工作面采用长壁后退式全部垮落采煤法，放顶煤开采工艺，采高5.1 m，放顶煤17.73 m。该工作面煤层具有自燃倾向性，为易自燃煤层，最短自燃发火期为31天。 龙王沟煤矿属于低瓦斯矿井，6#煤层属于自燃煤层，自然发火期短。工作面具体布置情况如图1所示。 图1. 61601工作面平面布置图 2.2. 煤自燃防治难点 • 工作面平均煤厚23.83 m，属于巨厚煤层，放顶煤开采。由于客观因素影响，推采过程中放顶煤不完全，遗煤量大，遗煤空间广度、高度均突出。 • 由于客观因素影响，目前处于非正常推采时期(推采速度慢，临时性停采)，导致采空区大量遗煤长期处在氧化蓄热的有利环境。 • 大采高首采工作面，工作面上部及四邻无采空区，都是实体煤岩，完整性好，推采过程中顶板垮落困难，导致采空区很难充分压实，漏风通道畅通。 • 工作面倾向254 m，风流路线长，工作面两端压差大，且工作面初采初放时期两巷及开切眼垮落困难，采空区漏风通道通畅，工作面采空区漏风量大。 • 工作面走向、倾向角度都很小，为近水平工作面，采用常规的防灭火措施(例如黄泥灌浆，注水、喷洒阻化剂等)，覆盖面积、高度都无法满足此类大采高、巨厚煤层工作面的煤自燃防治要求。
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user: 3. 标志性气体测试 3.1. 测试装置及过程 标志性气体实验系统(图2)主要由程序控温箱、气体分析仪、铜质煤样罐、预热气路、温度控制系统、气体质量流量控制器等组成。 选取粒度为40~80目的煤样50 g置于铜质煤样罐内，煤样罐置于程序控温箱内，将温度探头与进气气路、出气气路连接好，其中，探头位置在煤样罐的几何中心，检查确认管路的气密性良好。开始测试时，向煤样中通入干空气(50 ml/min)，并对煤样进行加热至指定测试温度，恒温5分钟后抽取气样进行气体成分和浓度分析。 3.2. 测试结果及分析 煤样从61601工作面采集并密封保存，实验室测试前需剥掉煤样外氧化层，破碎筛分出以上要求大小的颗粒放入实验仪器进行检测。测试结果如图3~5所示。 图2. 标志性气体试验系统图 图3. CO随温度变化曲线 图4. C 2 H 4 随温度变化曲线 图5. C 2 H 2 随温度变化曲线 如图所示，在30℃时，CO即开始出现，说明该工作面煤在常温下就会产生CO，但低温阶段氧化生成量较小，当温度到80℃以上时CO生成速率增加，可知煤氧化开始加剧，当温度超过130℃时，开始有少量C 2 H 4 等煤分子裂解的气体产生，超过190℃时呈指数规律变化。当温度超过250℃时，开始产生C 2 H 2 ，并随温度升高迅速增加。由此可以判断煤氧化的临界温度为80℃，一旦出现C 2 H 4 和C 2 H 2 ，则煤温已超过130℃后，表明煤已开始剧烈氧化，此时须采取主动的防灭火措施。
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user: 4. 高、低位灌浆与氮气惰化结合的综合防灭火技术 4.1. 架间高位钻孔注浆 61601工作面煤厚平均23 m，属于巨厚煤层，初采过程中少放或不放顶煤，导致采空区遗煤量大，突出特点为遗煤堆积厚度大。在此情况下，采用一般的喷洒阻化剂、黄泥灌浆措施很难对采空区高位遗煤自燃起到很好的防治作用 [ 8 ] 。 工作面为近水平煤层，在工作面水平或下山推进时，针对高位遗煤自燃的防治提出从架间打设高位钻孔，使钻孔的终孔位置位于煤层顶板附近，然后通过钻孔灌注普瑞特发泡成胶材料，该材料分为A、B两种原料，A、B两组份材料以2:1的比例分别与水配比，进入混合器中，通过氮气物理发泡并混合形成胶体，胶体耗水量高，保水性好，以泡沫为载体大范围扩散 [ 9 ] ，覆盖包裹遗煤体，缓慢析出水分，持久保持煤体的隔氧冷却，而泡沫破裂后释放的氮气同时能降低采空区氧气浓度，起到很好的窒息作用。 钻孔施工采用注浆专用钻头、钻杆，钻孔施工完成后即可注浆，无需套管，避免塌孔。每隔10架一个钻孔，钻孔终孔位置根据氧化带范围，定在架后20 m左右，终孔高度在底板以上10 m左右，仰角为15˚~20˚。为方便注浆施工，提高注浆效率，确定将注浆设备放置在设备列车上，注浆管路沿单轨吊吊挂至工作面，工作面管路则吊挂于电缆槽挂钩上，如此可实现注浆系统随工作面推采一起移动而不需重复拆接。工作面管路则平均每10架预留一个三通阀，方便架间快速连接管路注浆。注浆施工采用一台KHPNZ-1000/0.8井下移动式注浆装置(技术参数见表1)进行普瑞特注浆。工作面架间注浆工艺如图6所示。 图6. 架间注浆钻孔布置平面示意图 Table 1 Parameters of KHPNZ-1000/0.8 mobile grouting devic 名称 水流量(L/min) A料流量(L/min) B料流量(L/min) 发泡倍数 泡沫稳定时间(h) 总功率(kW) 矿用泡沫凝胶防灭火装置 150 0~16 0~8 ≥20 ≥10 9.7 表1. KHPNZ-1000/0.8井下移动式注浆装置参数 4.2. 预埋管路灌注黄泥浆及普瑞特 为减少工作面架间打钻及注浆的工程量，同时不影响工作面正常生产，利用工作面的缓倾斜上山开采特点，利用预埋的管路灌注黄泥浆，黄泥浆液中按1%~2%的比例加入普瑞特防灭火材料。这样利用工作面的高差，保证了黄泥浆液能有效滞留采空区，同时在工作面前端并利用泡沫增大浆液的扩散范围，提高了黄泥浆液的利用率和覆盖率 [ 10 ] ，避免了跑浆，拉沟，污染工作面，同时也将大量氮气带入采空区，有良好的防灭火效果。 具体为：地面制浆站配置黄泥浆，浆液流量控制在100 m 3 /h，通过φ150钢管从地面输送至井下，在皮带巷机头附近设置普瑞特添加泵并与灌浆管连接，在工作面转载机附近，灌浆输送管改为φ108的预埋管，并在工作面架前的φ108管之间用法兰连接一个发泡器，管中的浆液依靠发泡器接入的氮气发泡后，注入采空区。注浆工艺如图7所示。 通过以上防灭火技术的研究与应用，61601工作面在慢速推进及临时停采状态下，采空区CO气体始终保持在安全范围内，采空区温度正常，保持在18℃左右。工作面采空区的遗煤氧化得到了很好的预防和治理。 图7. 黄泥灌浆添加普瑞特施工工艺
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user: 5. 结论 • 首先介绍了61601工作面煤层的基本情况，并分析了工作面面临的多种煤自燃防治的难点，主要是巨厚煤层在采空区遗煤大量堆积的问题。 • 通过专业仪器，实验室测试了工作面煤的自然特性，为工作面煤自燃的预测预报提供了科学依据。 • 该文针对工作面的实际开采情况，提出了高、低位灌浆与氮气惰化结合的综合防灭火技术，首先利用架间打设的高位钻孔并利用氮气发泡灌注普瑞特防灭火材料，依靠防灭火材料的高保水性，全面覆盖采空区高位遗煤，并持久隔氧降温，同时氮气释放后也对采空区进行了惰化，防止煤炭自燃；其次，利用工作面缓倾斜上山开采的特点，利用预埋管灌注，并在浆液中添加普瑞特防灭火材料，预埋管中接入氮气使普特发泡，并携带黄泥浆液向采空区高处、远处扩散，在不影响生产的前提下，还提高了黄泥浆液的利用率。 • 该综合防灭火技术在61601工作面的实施，有效保证了工作面的安全、顺利推采，防灭火效果良好，同时也为相似工作面的煤自燃防治工作提供了新的材料及技术手段和宝贵的经验。
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user: 摘 要 配电线路走廊环境多样复杂，是电网可靠性的薄弱环节。经常面临如大型机械入侵施工、鸟巢活动、飘挂物、导线覆冰、火灾、树木生长等跳闸性事故风险。然而配网线路覆盖面广，也缺少相关的监控技术手段，导致运维人员无法及时高效解决线路故障及隐患。如何在故障、受灾等情况下，及时获取现场的可视化图像，评估故障及灾害的影响程度，对现场抢修工作进行远程指导，一直是配网管理中比较常见的安全生产难题。为应对配网架空线路各种灾害的监测要求，提出了一种基于配网图像监测装置的设计方案，设计方案包含了配电网架空线路图像监测装置样机的构架、夹具单元、图像采集单元、通信单元、等多个模块。 关键词 :配电网，图像监测，电网灾害预防，架空线路，图像采集 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 概述 伴随我们国家电力工业的不断革新，电网覆盖的面积持续扩增，电力系统如何能够长期正常的运作是一个十分关键的问题，而电缆的稳定工作是保证电力系统具有良好稳定性的先决条件。但是，在现实情况中，配电线路常常受到多种因素的威胁，假如没有对其展开有效的处理，就会导致跳闸、断线等多种危机的情况，配电网架空线路图像监测装置的研发能够有效降低日常巡线的工作强度，能够实时查看配电网的运行状况，具有很高的实际应用价值。基于有线通信技术和计算机网络，以信息化为基础建立信息化平台实现对无人值守配电网架空线路远程管理和实时监控。远程安全视频监控在架空线路的重要区域设置配电网架空线图像监测装置，对大型机械入侵施工、鸟巢活动、飘挂物、导线覆冰、火灾、树木生长等跳闸性事故风险等进行实时安全监控，通过4G通信技术将实时图像和远动信息上传到主站，主站人员可以对架空线路的实际情况进行综合分析。远程安全监控系统的投入使用，将会在日常的检修与巡线中发挥重要作用，可以完成如下功能：对线路运行状态进行实时监测，保证设备的安全运行；通过监控系统对变电站周围环境进行监测，对于有可能导致系统故障的安全隐患及时排查；远程指示操作，可以通过监控系统对现场操作人员进行指示，以确保不发生误操作；安全防范，提高工作效率，解放了大量的人力，同时简化业务流程，降低了运行成本。 图像监控系统经历了本地模拟信号监控系统、基于PC的监控系统、基于Web服务器的远程视频监控系统等三个发展阶段 [ 1 ] [ 2 ] 。第一阶段，本地模拟视频监控。在黑白相机、黑白电视机出现的初期，初期的黑像监控系统也诞生了。尽管第一代监控系统图像质量低，控制功能少，但因为其直观方便，还是被人们所接受。 第二阶段，基于PC的监控系统。由于图像压缩技术及图像编码技术日渐成熟，基于PC的图像监控系统的研发工作陆续展开。该系统在现场通过高清图像传感器采集图像信息，通过通信线路将信息传送到监控中心。第二代监控系统便于操作；但存在很多缺点比如不稳定，前端结构复杂，不可靠；成本和耗电量大；需要大量人工的投入。 第三阶段，基于Web服务器的物联网远程图像监控系统。随着无线网络的普及，微处理器技术的快速发展，出现了以网络图像传感器为代表的远程网络图像监控系统，也使得基于嵌入式Web服务器技术的远程网络图像监控得以实现嵌入式Web服务器内置于图像服务器中，采用嵌入式实时操作系统，摄像头等传感器传送来的图像信息，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息，并越来越多的应用在以工业物联网为基础的专业领域，除后端显示设备之外，全部设备向IP化的方向发展。
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user: 2. 配电网架空线图像监测系统需求设计 图像监控系统远程安全视频监控系统最基础的就是图像信息的收集。在架空线路的监测过程中，采集设备应采用固定式类型。为了有效的为远程图像监控系统提供基础服务，图像采集系统必须实现以下基本的功能：一方面能够确保在基本的天气变化(包括温度和湿度)前提下，对所需要的图像信息准确有效的进行采集；另一方面要将这些现场的图像资料快速安全的进行传输，确保监测系统能够反映这些信息。为了实现上述功能，综合考虑实际现场可能出现的各种状况，必须要满足以下基本的运行要求： 1) 针对天气因素，要求能够在各种常见天气(风、雨、雪)下正常工作，当湿度变化范围为30%~95%，气温变化范围为−10℃~50℃时，仍然可以实现基础功能 [ 3 ] 。 2) 考虑到实际作业的时间不定，因此不管白天还是晚上作业，要求都能够准确的进行采集，快门调节速度范围为1/50~1/10，000 s。 3) 针对图像监控在线取电的功能，不能因为供电不足这种小问题造成大影响，为了保证充分的可持续供电，必须配置相应的蓄电池。此外，为了快速准确的传输图像数据，在现阶段，利用已经非常成熟，信号覆盖面广的4G网络技术，配置无线上网卡，是一个不可或缺的手段。 4) 针对采集内容的要求，图像监测采集设备主要用于收集一些辅助装置(如红外线探测器)的信号，从而为远程安全图像监控系统提供充分的数据支持。 软件设计方面，主要由网络客户端和用户客户端两部分组成。其中，网络客户端主要针对服务器，从中获取需要的各种数据；用户客户端针对各个用户，为其提供各种服务。为了进行需求分析，首先要明确在供电局范围内的用户的含义。在这里，用户的主要职责是进行图像监测管理。因此，有这种意图的所有工作人员都包含在这个范围之内，包括作业现场的一线工作者(运行人员，检修人员)以及管理人员。为了满足数量如此庞大的用户。如此庞大的用户基本上都位于各个不同的部门，在地理上，彼此之间相距甚远。必须接入到网络(包括企业自己的局域网)，并且速度要求不低于2 Mbit/s。为了保证信息的安全性，防止无关人员的蓄意攻击和盗取，通过终端进入系统，获取各个站点的图像资料，必须通过认证授权 [ 4 ] 。鉴于用户层面的广泛性，应当针对不同级别，不同性质的用户设置相应的访问权限，限制其只能访问其职权范围内的数据信息。