CN105279580B - 预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法和***，该方法包括：获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政原始工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线；获取至少最近两个单位时间内设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线；根据市政工程量曲线和防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线；获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。该方法直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数。

Description

预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法和***

技术领域

本发明涉及电力电缆故障预测领域，特别是涉及一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法和***。

背景技术

关于电缆外力破坏故障的研究主要分成两个部分：电缆外力破坏故障发生的原因探讨以及如何采取防外力破坏措施的研究。

(1)针对电缆外力破坏故障发生原因的研究

电缆外力破坏的原因研究可以分成3类，第一类为针对人员因素影响电缆外力破坏故障方面的研究，主要为电网运行维护人员巡视不到位导致不能及时发现缺陷，进而引起的电缆外力破坏故障；第二类为非施工人员对电缆保护意识薄弱，尤其是施工人员在施工时忽略电缆的保护等；第三类为针对施工过程方法不合理方面的研究；主要为针对施工环境问题方面的研究，例如施工路径不明如电力部门所给的电缆分布图没有及时更新导致电缆挖伤，施工及建设单位开工前不认真查阅资料盲目开工等。

(2)针对采取防外力破坏措施方面的研究

目前，防外力破坏所采取的措施主要有加强电网运行维护人员巡视力度、加大电力电缆重要性的宣传力度、加强施工现场电缆有效指示、加强与有关单位沟通、及时更新电缆GIS图等。

而关于预测电缆发生外力破坏故障的次数的研究很少，现有的研究也难以直观的预测电缆发生外力破坏故障的次数。

发明内容

基于此，有必要针对直观的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法和***。

一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，包括：

获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线；

获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线；

根据市政工程量曲线和防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线；

获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

在其中一种实施方式中，获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线的步骤包括：

获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据；

对市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各组别的市政工程的归一化数值；

根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重；

根据各类别的市政工程中各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重；

根据各组别的市政工程的归一化数值与各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

在其中一种实施方式中，获取至少最近两个单位时间内设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施原始数据的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线的步骤为：

获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据；

根据各组别的关系将防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据；

对防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据；

根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重；

根据各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施的权重；

根据防外力破坏措施加工数据与各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

在其中一种实施方式中，获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数的步骤包括：

获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数；

将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当前故障次数进行比较得到比值；

根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

在其中一种实施方式中，归一化处理所采用的公式为：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。

本发明还提供一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，包括：

市政工程量曲线生成模块，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线；

防外力破坏措施曲线生成模块，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线；

电缆外力破坏曲线生成模块，用于根据市政工程量曲线和防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线；

预测模块，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

在其中一种实施方式中，市政工程量曲线生成模块包括：

第一分类单元，用于获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据；

第一数据处理单元，用于对市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各组别的市政工程的归一化数值；

第一权重计算单元，用于根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重；

第二权重计算单元，用于根据各类别的市政工程中各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重；

市政工程量曲线生成单元，用于根据各组别的市政工程的归一化数值与各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

在其中一种实施方式中，防外力破坏措施曲线生成模块包括：

获取单元，用于获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据；

第二分类单元，用于根据各组别的关系将防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据；

第二数据处理单元，用于对防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据；

第三权重计算单元，用于根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重；

第四权重计算单元，用于根据各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施的权重；

防外力破坏措施曲线生成单元，用于根据防外力破坏措施加工数据与各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

在其中一种实施方式中，预测模块包括：

故障次数获取单元，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数；

比较单元，用于将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当前故障次数进行比较得到比值；

预测单元，用于根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

在其中一种实施方式中，归一化处理所采用的公式为：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。

该预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，通过获取历史的市政工程数据以及防外力破坏措施原始数据得到电缆外力破坏曲线，根据当前单位时间发生外力破坏故障的次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间发生破坏故障的次数。该方法通过得到的电缆外力破坏曲线能够直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数，且数据均为历史数据，包括市政工程建设和防外力破坏措施的有效性数据，从而能够平衡经济性与有效性之间的关系，对市政工程和防外力破坏措施的建设具有指导意义。

附图说明

图1为一种实施方式的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法的流程图；

图2为一种实施方式的得到市政工程量曲线的方法的流程图；

图3为一种实施方式的得到防外力破坏措施曲线的方法的流程图；

图4为一种实施方式的根据当前故障次数和电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数的方法的流程图；

图5为一种实施方式的预测电缆发生外力破坏故障的次数的***的功能模块示意图。

具体实施方式

一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，如图1所示，包括：

S10：获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线。

在本实施方式中，单位时间为年，在其它的实施方式中，单位时间可以为月或季度。

设定组别的市政工程包括：道路长度(单位为公里)、道路面积(单位为平方公里)、桥梁数(单位为个)、桥梁数-立交桥(单位为个)、排水管道长度(单位为公里)、供水管道长度(单位为公里)、绿化覆盖面积(单位为公顷)、绿化覆盖面积-建成区(单位为公顷)、绿地面积(单位为公顷)、绿地面积-建成区(单位为公顷)、公园绿地面积(单位为公顷)和公园面积(单位为公顷)。

获取至少两年内的上述组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以得到市政工程量曲线。

S30：获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

常见的防外力破坏措施主要有竖立警示牌，人员巡视等，防外力破坏措施原始数据与防外力破坏措施的效果有关，通过对措施应用进行评分，可以得到防外力破坏措施原始数据，防外力破坏措施原始数据包括：道路区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、桥梁区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、桥梁_立交桥区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、排水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、供水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿化覆盖面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿化覆盖面积_建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿地面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿地面积_建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、公园绿地面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)和公园面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)。

获取至少两年内的上述组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重点以得到防外力破坏措施曲线。

S50：根据市政工程量曲线和防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线。

具体的，将市政工程量曲线减去防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线。

S70：获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

在本实施方式中，当前故障次数为当年发生外力破坏故障的次数，下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数为下一年电缆发生外力破坏故障的次数。

该预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，通过获取历史的市政工程数据以及防外力破坏措施原始数据得到电缆外力破坏曲线，根据当前单位时间发生外力破坏故障的次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间发生破坏故障的次数。该方法通过得到的电缆外力破坏曲线能够直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数，且数据均为历史数据，包括市政工程建设和防外力破坏措施的有效性数据，从而能够平衡经济性与有效性之间的关系，对市政工程和防外力破坏措施的建设具有指导意义。

具体的，如图2所示，步骤S10具体包括：

S11：获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据。

对于获取的设定组别的市政工程原始数据，根据各组别的关系将市政工程原始数据分类，例如，道路长路与道路面积都与道路有关，可将道路长路数据与道路面积数据归为一类。在一个具体的实施方式中，可将前面提到的12组市政工程数据划分为五类，分别为：第1类：道路长度和道路面积；第2类：桥梁数和立交桥数；第3类：排水管道长度和供水管道长度；第4类：绿化覆盖面积、绿化覆盖面积建成区、绿地面积和绿地面积建成区；第5类：公园绿地面积和公园面积。

为提高预测的精确度，在一种具体的实施方式中，获取至少九个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，例如，在一种实施方式中，获取某市2000年至2013年的市政工程原始数据。

S12：对市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各类别的市政工程的归一化数值。

在分类的数据中，存在部分组别数据与其它组别数据为包含关系的情况，例如，桥梁数包含了立交桥数，绿化覆盖面积包含绿化覆盖面积建成区，绿地面积包含绿地面积建成区等，因此，需要对市政工程分类数据进行去包含处理，将原始数据减去有包含关系的包含数据。

同时，前面的五类数据的计量单位各不相同，不便于对数据进行比较和运算，因此，需要对分类数据进行归一化处理。归一化是一种无量纲处理手段，使物理***数值的绝对值变成某种相对值关系。为了方便今后数据的添加，这里通过最大值最小值比较的方法。归一化的公式如下：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。

S13：根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重。

在进行原始数据的去包含和归一化之后，需要确定各个因素对工程量贡献的权重。每年的年度增长率是工程建设完成量的重要指标，虽然每年的工程量除了建设还包括日常维护、维修等等。但是就电缆遭受外力破坏的可能性而言，显然建设量是最主要的，因此，可根据各组别的市政工程每年的年增长率来确定权重。

分别根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率。增长率与单位时间有关，在本实施方式中，具体为年增长率。根据各组别的市政工程的增长率再计算各类别市政工程数据的权重。具体的，一类别市政工程数据的权重为该类别下对应组别的市政工程的增长率的平均值。例如，第一类数据的权重为道路长度和道路面积两者年增长率的平均值。若出现负增长率的市政工程，即表明该组别工程被拆除，在计算其所属类别的市政工程数据的权重时，取绝对值。

为了使得各指标权重数据匹配，可设定各类数据权重不应超过50％，一旦超过将按照50％计算，其他各类数据按年增长率重新分配。

S14：根据各类别的市政工程中各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重。

以第一类数据为例，确定第一类数据的权重后，根据照道路长度和道路面积的年增长率之比确定道路长度和道路面积这两组数据的权重。

S15：根据各组别的市政工程的归一化数值与各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

具体的，将各组别的市政工程的归一化数据与其权重相乘，再每组相加即可得到至少两个单位时间归一化后的市政工程量，将不同年份的市政工程量按照时间的不同进行曲线拟合，最后得到一条市政工程量曲线，该拟合的市政工程量曲线预测有下一年的市政工程量。

在另一种实施方式中，如图3所示，步骤S30具体包括：

S31：获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据。

S32：根据各组别的关系将防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据。

对于各组别的防外力破坏措施原始数据，根据各组别的关系将防外力破坏措施分类。在一个具体的实施方式中，可将前面提到的11组防外力破坏措施划分为五类，分别为：第1类：道路区域防外力破坏措施应用效果总评分；第2类：桥梁和立交桥区域防外力破坏措施应用效果总评分；第3类：排水和供水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分；第4类：绿化覆盖面积、绿化覆盖面积建成区、绿地面积和绿地面积建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分；第5类：公园绿地面积和公园面积区域防外力破坏措施应用效果总评分。

S33：对防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据。

去包含的处理与步骤S12的相同，在此不再赘述。

S34：根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重。

分别根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的市政工程的增长率。增长率与单位时间有关，在本实施方式中，具体为年增长率。根据各组别的防外力破坏措施加工数据再计算各类别市防外力破坏措施的权重。具体的，一类别防外力破坏措施的权重为该类别下对应组别的防外力破坏措施的增长率的平均值。若出现负增长率的防外力破坏措施加工数据在计算其所属类别的市政工程数据的权重时，取绝对值。

为了使得各指标权重数据匹配，可设定各类数据权重不应超过50％，一旦超过将按照50％计算，其他各类数据按年增长率重新分配。

S35：根据各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施权重。

S36：根据防外力破坏措施加工数据与各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

具体的，将各组别的防外力破坏措施加工数据与权重相乘，再每组相加即可得到至少两个单位时间不同年份的量化后的防外力破坏措施数据，将不同年份的防外力破坏措施数据按照时间的不同进行曲线拟合，最后得到一条防外力破坏措施曲线，该拟合的防外力破坏措施曲线预测有下一年的市防外力破坏措施数据。根据拟合的市政工程量曲线和拟合的防外力破坏措施曲线得到的电缆外力破坏曲线预测有下一年电缆外力破坏数据。

在另一种实施方式中，如图4所示，步骤S70包括：

S71：获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数。

若单位时间为年，则当前故障次数为当年外力破坏故障的次数。

S72：将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当前故障次数进行比较得到比值。

在一个具体的实施方式中，将当年的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当年外力破坏故障的次数得到比值K。

S73：根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

在一个具体的实施方式中，在电缆外力破坏曲线中找到下一单位时间的对应数值，例如，将下一年的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值K相乘，即可预测下一年电缆发生外力破坏故障的次数。

该预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，通过获取历史的市政工程数据以及防外力破坏措施原始数据得到电缆外力破坏曲线，根据当前单位时间发生外力破坏故障的次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间发生破坏故障的次数。该方法通过得到的电缆外力破坏曲线能够直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数，且数据均为历史数据，包括市政工程建设和防外力破坏措施的有效性数据，从而能够平衡经济性与有效性之间的关系，对市政工程和防外力破坏措施的建设具有指导意义。例如，如果预测得到的次数过高，可以适当增多防外力破坏措施；如果次数较少，可以暂时不用增加防外力破坏措施。通过这种方法来控制电缆外力破坏故障发生次数在可以接受的范围之内。

本发明还提供一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，如图5所示，包括：

市政工程量曲线生成模块10，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线。

在本实施方式中，单位时间为年，在其它的实施方式中，单位时间可以为月或季度。

设定组别的市政工程包括：道路长度(单位为公里)、道路面积(单位为平方公里)、桥梁数(单位为个)、桥梁数-立交桥(单位为个)、排水管道长度(单位为公里)、供水管道长度(单位为公里)、绿化覆盖面积(单位为公顷)、绿化覆盖面积-建成区(单位为公顷)、绿地面积(单位为公顷)、绿地面积-建成区(单位为公顷)、公园绿地面积(单位为公顷)和公园面积(单位为公顷)。

获取至少两年内的上述组别的市政工程原始数据并根据市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以得到市政工程量曲线。

防外力破坏措施曲线生成模块30，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

常见的防外力破坏措施主要有竖立警示牌，人员巡视等，防外力破坏措施原始数据与防外力破坏措施的效果有关，通过对措施应用进行评分，可以得到防外力破坏措施原始数据，防外力破坏措施原始数据包括：道路区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、桥梁区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、桥梁_立交桥区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、排水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、供水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿化覆盖面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿化覆盖面积_建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿地面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、绿地面积_建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)、公园绿地面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)和公园面积区域防外力破坏措施应用效果总评分(单位为分)。

获取至少两年内的上述组别的防外力破坏措施原始数据并根据防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重点以得到防外力破坏措施曲线。

电缆外力破坏曲线生成模块50，用于根据市政工程量曲线和防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线。

具体的，将市政工程量曲线减去防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线。

预测模块70，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据当前故障次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

在本实施方式中，当前故障次数为当年发生外力破坏故障的次数，下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数为下一年电缆发生外力破坏故障的次数。

该预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，通过获取历史的市政工程数据以及防外力破坏措施原始数据得到电缆外力破坏曲线，根据当前单位时间发生外力破坏故障的次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间发生破坏故障的次数。该***通过得到的电缆外力破坏曲线能够直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数，且数据均为历史数据，包括市政工程建设和防外力破坏措施的有效性数据，从而能够平衡经济性与有效性之间的关系，对市政工程和防外力破坏措施的建设具有指导意义。

具体的，市政工程量曲线生成模块10包括：

第一分类单元，用于获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据。

对于获取的设定组别的市政工程原始数据，根据各组别的关系将市政工程原始数据分类，例如，道路长路与道路面积都与道路有关，可将道路长路数据与道路面积数据归为一类。在一个具体的实施方式中，可将前面提到的12组市政工程数据划分为五类，分别为：第1类：道路长度和道路面积；第2类：桥梁数和立交桥数；第3类：排水管道长度和供水管道长度；第4类：绿化覆盖面积、绿化覆盖面积建成区、绿地面积和绿地面积建成区；第5类：公园绿地面积和公园面积。

为提高预测的精确度，在一种具体的实施方式中，获取至少九个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，例如，在一种实施方式中，获取某市2000年至2013年的市政工程原始数据。

第一数据处理单元，用于对市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各组别的市政工程的归一化数值。

在分类的数据中，存在部分组别数据与其它组别数据为包含关系的情况，例如，桥梁数包含了立交桥数，绿化覆盖面积包含绿化覆盖面积建成区，绿地面积包含绿地面积建成区等，因此，需要对市政工程分类数据进行去包含处理，将原始数据减去有包含关系的包含数据。

同时，前面的五类数据的计量单位各不相同，不便于对数据进行比较和运算，因此，需要对分类数据进行归一化处理。归一化是一种无量纲处理手段，使物理***数值的绝对值变成某种相对值关系。为了方便今后数据的添加，这里通过最大值最小值比较的方法。归一化的公式如下：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。

第一权重计算单元，用于根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重。

在进行原始数据的去包含和归一化之后，需要确定各个因素对工程量贡献的权重。每年的年度增长率是工程建设完成量的重要指标，虽然每年的工程量除了建设还包括日常维护、维修等等。但是就电缆遭受外力破坏的可能性而言，显然建设量是最主要的，因此，可根据各组别的市政工程每年的年增长率来确定权重。

分别根据市政工程原始数据计算各组别的市政工程的增长率。增长率与单位时间有关，在本实施方式中，具体为年增长率。根据各组别的市政工程的增长率再计算各类别市政工程数据的权重。具体的，一类别市政工程数据的权重为该类别下对应组别的市政工程的增长率的平均值。例如，第一类数据的权重为道路长度和道路面积两者年增长率的平均值。若出现负增长率的市政工程，即表明该组别工程被拆除，在计算其所属类别的市政工程数据的权重时，取绝对值。

为了使得各指标权重数据匹配，可设定各类数据权重不应超过50％，一旦超过将按照50％计算，其他各类数据按年增长率重新分配。

第二权重计算单元，用于根据各类别的市政工程中各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重。

以第一类数据为例，确定第一类数据的权重后，根据照道路长度和道路面积的年增长率之比确定道路长度和道路面积这两组数据的权重。

市政工程量曲线生成单元，用于根据各组别的市政工程的归一化数值与各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

具体的，将各组别的市政工程的归一化数据与其权重相乘，再每组相加即可得到至少两个单位时间归一化后的市政工程量，将不同年份的市政工程量按照时间的不同进行曲线拟合，最后得到一条市政工程量曲线，该拟合的市政工程量曲线预测有下一年的市政工程量。

在另一种实施方式中，防外力破坏措施曲线生成模块包括：

获取单元，用于获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据。

第二分类单元，用于根据各组别的关系将防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据。

对于各组别的防外力破坏措施原始数据，根据各组别的关系将防外力破坏措施分类。在一个具体的实施方式中，可将前面提到的11组防外力破坏措施划分为五类，分别为：第1类：道路区域防外力破坏措施应用效果总评分；第2类：桥梁和立交桥区域防外力破坏措施应用效果总评分；第3类：排水和供水管道区域防外力破坏措施应用效果总评分；第4类：绿化覆盖面积、绿化覆盖面积建成区、绿地面积和绿地面积建成区区域防外力破坏措施应用效果总评分；第5类：公园绿地面积和公园面积区域防外力破坏措施应用效果总评分。

第二数据处理单元，用于对防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据。

第三权重计算单元，用于根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重。

分别根据防外力破坏措施加工数据计算各组别的市政工程的增长率。增长率与单位时间有关，在本实施方式中，具体为年增长率。根据各组别的防外力破坏措施加工数据再计算各类别市防外力破坏措施的权重。具体的，一类别防外力破坏措施的权重为该类别下对应组别的防外力破坏措施的增长率的平均值。若出现负增长率的防外力破坏措施加工数据在计算其所属类别的市政工程数据的权重时，取绝对值。

为了使得各指标权重数据匹配，可设定各类数据权重不应超过50％，一旦超过将按照50％计算，其他各类数据按年增长率重新分配。

第四权重计算单元，用于根据各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施的权重。

防外力破坏措施曲线生成单元，用于根据防外力破坏措施加工数据与各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

具体的，将各组别的防外力破坏措施加工数据与权重相乘，再每组相加即可得到至少两个单位时间不同年份的量化后的防外力破坏措施数据，将不同年份的防外力破坏措施数据按照时间的不同进行曲线拟合，最后得到一条防外力破坏措施曲线，该拟合的防外力破坏措施曲线预测有下一年的市防外力破坏措施数据。根据拟合的市政工程量曲线和拟合的防外力破坏措施曲线得到的电缆外力破坏曲线预测有下一年电缆外力破坏数据。

在另一种实施方式中，预测模块70包括：

故障次数获取单元，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数。

若单位时间为年，则当前故障次数为当年外力破坏故障的次数。

比较单元，用于将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当前故障次数进行比较得到比值。

在一个具体的实施方式中，将当年的电缆外力破坏曲线中的对应数值与当年外力破坏故障的次数得到比值K。

预测单元，用于根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

在一个具体的实施方式中，在电缆外力破坏曲线中找到下一单位时间的对应数值，例如，将下一年的电缆外力破坏曲线中的对应数值与比值K相乘，即可预测下一年电缆发生外力破坏故障的次数。

该预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，通过获取历史的市政工程数据以及防外力破坏措施原始数据得到电缆外力破坏曲线，根据当前单位时间发生外力破坏故障的次数以及电缆外力破坏曲线预测下一单位时间发生破坏故障的次数。该***通过得到的电缆外力破坏曲线能够直观的预测下一单位时间发生破坏故障的次数，且数据均为历史数据，包括市政工程建设和防外力破坏措施的有效性数据，从而能够平衡经济性与有效性之间的关系，对市政工程和防外力破坏措施的建设具有指导意义。例如，如果预测得到的次数过高，可以适当增多防外力破坏措施；如果次数较少，可以暂时不用增加防外力破坏措施。通过这种***来控制电缆外力破坏故障发生次数在可以接受的范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，其特征在于，包括：

获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据所述市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线；

获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据所述防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线；

根据所述市政工程量曲线和所述防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线；

获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据所述当前故障次数以及所述电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

2.根据权利要求1所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，其特征在于，所述获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据所述市政工程原始数据确定每组市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线的步骤包括：

获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将所述市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据；

对所述市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各组别的市政工程的归一化数值；

根据所述市政工程原始数据计算所述各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重；

根据所述各类别的市政工程中所述各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重；

根据所述各组别的市政工程的归一化数值与所述各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

3.根据权利要求1所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，其特征在于，所述获取至少最近两个单位时间内设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据所述防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施原始数据的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线的步骤为：

获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据；

根据各组别的关系将所述防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据；

对所述防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据；

根据所述防外力破坏措施加工数据计算所述各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重；

根据所述各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施的权重；

根据所述防外力破坏措施加工数据与所述各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

4.根据权利要求1所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，其特征在于，所述获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据所述当前故障次数以及所述电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数的步骤包括：

获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数；

将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与所述当前故障次数进行比较得到比值；

根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与所述比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

5.根据权利要求2所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的方法，其特征在于，所述归一化处理所采用的公式为：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。

6.一种预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，其特征在于，包括：

市政工程量曲线生成模块，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据并根据所述市政工程原始数据确定每组所述市政工程数据的权重以进行拟合得到市政工程量曲线；

防外力破坏措施曲线生成模块，用于获取至少最近两个单位时间内的设定组别的防外力破坏措施原始数据并根据所述防外力破坏措施原始数据确定每组的防外力破坏措施的权重以进行拟合得到防外力破坏措施曲线；

电缆外力破坏曲线生成模块，用于根据所述市政工程量曲线和所述防外力破坏措施曲线得到电缆外力破坏曲线；

预测模块，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数，并根据所述当前故障次数以及所述电缆外力破坏曲线预测下一单位时间电缆发生外力破坏故障的次数。

7.根据权利要求6所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，其特征在于，所述市政工程量曲线生成模块包括：

第一分类单元，用于获取至少两个单位时间内的设定组别的市政工程原始数据，并根据各组别的关系将所述市政工程原始数据分类以得到对应类别的市政工程分类数据；

第一数据处理单元，用于对所述市政工程分类数据进行去包含和归一化处理得到各组别的市政工程的归一化数值；

第一权重计算单元，用于根据所述市政工程原始数据计算所述各组别的市政工程的增长率以得到各类别市政工程数据的权重；

第二权重计算单元，用于根据所述各类别的市政工程中所述各组别的市政工程的增长率的比值确定该类别下的各组别的市政工程数据的权重；

市政工程量曲线生成单元，用于根据所述各组别的市政工程的归一化数值与所述各组别的市政工程数据的权重进行拟合得到市政工程量曲线。

8.根据权利要求6所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，其特征在于，所述防外力破坏措施曲线生成模块包括：

获取单元，用于获取至少最近两个单位时间内各设定组别的防外力破坏措施，并根据措施效果对各组别防外力破坏措施进行评分以得到各组别防外力破坏措施原始数据；

第二分类单元，用于根据各组别的关系将所述防外力破坏措施原始数分类以得到对应类别的防外力破坏措施分类数据；

第二数据处理单元，用于对所述防外力破坏措施分类数据进行去包含处理以得到各组别防外力破坏措施加工数据；

第三权重计算单元，用于根据所述防外力破坏措施加工数据计算所述各组别的防外力保护措施的增长率以得到各类别防外力破坏措施的权重；

第四权重计算单元，用于根据所述各类别的防外力破坏措施中各组别的防外力破坏措施的增长率的比值确定该类别下的各组别的防外力破坏措施的权重；

防外力破坏措施曲线生成单元，用于根据所述防外力破坏措施加工数据与所述各组别的防外力破坏措施的权重进行拟合得到防外力破坏措施曲线。

9.根据权利要求8所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，其特征在于，所述预测模块包括：

故障次数获取单元，用于获取电缆当前单位时间发生外力破坏故障的当前故障次数；

比较单元，用于将当前单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与所述当前故障次数进行比较得到比值；

预测单元，用于根据下一单位时间的电缆外力破坏曲线中的对应数值与所述比值预测下一单位时间内电缆发生外力破坏故障的次数。

10.根据权利要求7所述的预测电缆发生外力破坏故障的次数的***，其特征在于，所述归一化处理所采用的公式为：

其中，x'表示归一化之后的数值，X表示需要归一化的数组，x表示数组X中归一化之前的数值。