CN109146177A - 一种输配电线路树障预测方法及装置 - Google Patents

一种输配电线路树障预测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种输配电线路树障预测方法及装置，本方法中，首先获取被测树木的条件参数，具有不同条件参数的被测树木在预测生长高度时采用不同的生长速率值，根据当前树木高度和生长速率值，即可计算被测树木在预设时间段后的树木高度预测值。本方法通过条件参数与生长速率值的映射关系，即通过预设映射表，获取不同影响因素(如树木种类、树龄、海拔高度)下的树木的不同生长速率值，从而将树木生长的影响因素如树木种类、树龄、海拔高度等进行量化而纳入到计算中。由于通过预设映射表量化了树木生长的诸多影响因素，因而通过本方法，能够较为准确的预测树木的生长情况，提高树障预测结果的精确度和准确度，进而为树障清理工作的开展提供指导。

Description

一种输配电线路树障预测方法及装置
技术领域
本申请涉及输配电线路树障清理领域，尤其涉及一种输配电线路树障预测方法及装置。
背景技术
在林木生长旺盛的地区，输配电的线路下方常年生长着各类绿化树木。随着时间的推移，树木的高度增加，树枝或树叶容易与线路接触，造成线路触电短路和线路跳闸等安全问题。为此需要对线路周围的树木生长情况进行监测和预测，以便对树障进行及时清理，保障线路运行的安全稳定。
现有技术中，对树木生长情况的监测和预测常采用通过生长方程计算的方法。通过生长方程计算的方法是指运用现有的树木生长方程模型，根据生长方程计算在未来预设时间段之后的树木的高度。目前采用的树木生长方程如下：式中：H(t)表示在预设时间段t后的树木高度，H0表示当前树木高度，t表示预设时间段的时长，表示树木的平均生长速率，k为因素系数。其中，为常量，不同种类、树龄或不同海拔高度的树木均采用同一平均生长速率进行计算。通过生长方程，能够预测树木在未来某个时间，如1个月后或1年后的树木高度。根据上述方法，工作人员即可实现对线路周围树木生长情况的监测和预测，从而根据树木的预计生长情况进行树障清理工作的前期规划和准备。
在使用现有的树木生长方程时，对于因素系数k的取值，一般取k为固定值，例如取k＝1。若取k＝1，则树木生长方程可表示为可见树木随着时间的推移而生长并产生高度的变化时，高度的变化速度为平均生长速率而若不同种类、不同树龄或不同海拔高度中的树木的平均生长速率都取同一数值常量，则不同种类、不同树龄或不同海拔高度中的各树木的高度变化速度相同，据此得出的预测结果明显不符合实际情况，与实际的树木生长情况相差较大。可见，因素系数k取值为固定值时的生长方程，未将树木的种类、树龄、海拔高度等影响因素体现在生长方程中，导致根据生长方程计算出的预测结果与实际的树木生长情况相差较大，预测结果的准确度较低。因此根据现有的树木生长方程进行树障预测的方法，存在着预测结果准确度较低的问题，无法在实际的树障清理工作中应用。
发明内容
本申请提供一种输配电线路树障预测方法及装置，以解决现有技术中，根据现有的树木生长方程进行树障预测时存在的预测结果准确度较低的问题。
本申请的第一方面，提供一种输配电线路树障预测方法，包括：
获取被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组，所述条件参数包括：树木种类、树龄和海拔高度；
从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值；
根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
可选的，在从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值之前，还包括：
根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表，在所述预设映射表中记录有参数组与生长速率值之间的一一对应关系。
可选的，所述根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在时间间隔后的树木高度，包括：
通过以下公式进行计算：H(t)＝H0+vi*t；
其中，H0表示当前树木高度，t表示所述预设时间段的时长，H(t)表示在所述预设时间段t后的树木高度，vi表示i参数组对应的生长速率值，所述i参数组为所述被测树木的参数组。
可选的，在根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段后的树木高度之后，还包括：
比较所述树木高度与预设告警阈值的大小，如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。
可选的，在发布预警信息之前，还包括：
设定所述预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
本申请的第二方面，提供一种一种输配电线路树障预测装置，包括：第一输入模块、获取模块、第二输入模块和计算模块；
所述第一输入模块，用于输入被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组；
所述获取模块，用于从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值；
所述第二输入模块，用于输入当前树木高度和所述生长速率值；
所述计算模块，用于根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
可选的，所述装置还包括：
构建模块，用于在所述获取模块从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值之前，根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表。
可选的，所述装置还包括：
存储模块，用于存储所述预设映射表和预设告警阈值。
可选的，所述装置还包括：
判断模块，用于比较所述树木高度与预设告警阈值的大小；
输出模块，用于如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。
可选的，所述装置还包括：
设定模块，用于在所述判断模块发布预警信息之前，设定所述预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
由以上技术方案可知，本申请提供一种输配电线路树障预测方法及装置，该方法首先获取被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组，所述条件参数包括：树木种类、树龄和海拔高度；然后从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值；根据当前树木高度和所述生长速率值，就可以计算出被测树木在预设时间段之后的树木高度预测值。
本申请提供的方法中，具有不同条件参数的被测树木在预测生长高度时采用不同的生长速率值，根据当前树木高度和所述生长速率值，即可计算被测树木在预设时间段后的树木高度预测值。本方法通过条件参数与生长速率值的映射关系，即通过预设映射表，获取不同影响因素(如树木种类、树龄、海拔高度)下的树木的不同生长速率值，从而将树木生长的影响因素如树木种类、树龄、海拔高度等进行量化而纳入到计算中。由于通过预设映射表量化了树木生长的诸多影响因素，因而通过本方法，能够较为准确的预测树木的生长情况，提高树障预测结果的精确度和准确度，进而为树障清理工作的开展提供指导。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种输配电线路树障预测方法的工作流程示意图；
图2为本申请实施例提供的又一种输配电线路树障预测方法的工作流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种输配电线路树障预测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参见图1的工作流程示意图，本申请实施例提供的一种输电线路树障预测方法，包括以下步骤：
步骤101，获取被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组，所述条件参数包括：树木种类、树龄和海拔高度。
获取被测树木的条件参数，包括树木种类、树龄和海拔高度。工作人员人工观测树木的种类，从相关资料中树木的种植时间推算树龄，从树木的地理位置获取树木所处的海拔高度。除了上述参数外，所述条件参数还可以包括所处季节、当前树木带皮直径和所属气候带等。最后将所取得的各项参数排列，形成表征被测树木生长条件的一组参数数据，即参数组。
步骤102，从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值。
每个参数组有与之唯一对应的生长速率，而预设映射表中记录着与所述参数组相对应的生长速率值。从生长速率值的确定过程可以看出，生长速率值受参数组中的条件参数如树木种类、树龄和海拔高度的影响，不同的条件参数，即不同的树木种类、树龄和海拔高度条件下的树木有不同的生长速率值。通过预设映射表确定生长速率值，将树木生长的影响因素如树木种类、树龄、海拔高度等进行了量化。
步骤103，根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
本步骤中，工作人员可通过实地测量来获得当前树木的高度值，通过上一步骤102获取被测树木的生长速率值，然后计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
在一种实现方式中，可将生长速率值乘以预设时间段，即可获得这段预设时间段的树木的生长高度，生长高度加上当前树木高度后的数值，即为预设时间段之后的树木高度。具体而言，可通过以下公式进行计算：H(t)＝H0+vi*t；
其中，H0表示当前树木高度，t表示所述预设时间段的时长，H(t)表示在所述预设时间段t后的树木高度，vi表示i参数组对应的生长速率值，所述i参数组为所述被测树木的参数组。
本申请第一实施例提供一种输电线路树障预测方法，具有不同条件参数的被测树木在预测生长高度时采用不同的生长速率值，根据当前树木高度和所述生长速率值，即可计算被测树木在预设时间段后的树木高度预测值。本方法通过条件参数与生长速率值的映射关系，即通过预设映射表，获取不同影响因素(如树木种类、树龄、海拔高度)下的树木的不同生长速率值，从而将树木生长的影响因素如树木种类、树龄、海拔高度等进行量化而纳入到计算中。由于通过预设映射表量化了树木生长的诸多影响因素，因而通过本方法，能够较为准确的预测树木的生长情况，提高树障预测结果的精确度和准确度，进而为树障清理工作的开展提供指导。
参见图2的工作流程示意图，本申请第二实施例提供又一种输电线路树障预测方法。
步骤201，获取被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组，所述条件参数包括：树木种类、树龄和海拔高度。
步骤202，根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表，在所述预设映射表中记录有参数组与生长速率值之间的一一对应关系。
本步骤中，参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系可表示为如下的公式：
其中，kti表示i参数组对应的i类树木种类，ag表示被测树木的树龄，al表示被测树木所处位置的海拔高度；table(kti,ag,al,)为预设映射表，即不同树木种类、树龄和海拔高度条件下的树木生长速率表，表示不同树木种类、树龄、海拔高度条件与树木生长速率的映射关系。通过对树木生长相关文献的调查检索与对树木生长相关历史数据的整理分析，建立条件参数与生长速率值的映射关系。通过使用预设映射表，能够在接下来的树木高度预测值计算中，采用不同的生长速率vi对不同条件树木的生长高度进行预测。
步骤203，从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值。
步骤204，根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
步骤205，设定预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
本步骤中，预警信息有多种形式。在输出结果时，可以只显示计算得出的树木高度的数值，即在显示界面上只显示数字；也可以采用更直观的模拟图形式，将预测的树木高度体现在图中，以图画的形式，绘制出有相应高度的树木并绘制输电线路、基准线等作为参照物，表示树木未来的生长情况将超过某一高度基准线或者显示树木已与输电线路相接触等场景；还可以结合线路地图来表示预警信息，例如用红色点在地图上标示出预测的树障发生地的具***置，用绿色点在地图上标示其他输电线路附近正常生长的树木的位置。
步骤206，比较所述树木高度与预设告警阈值的大小，如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。其中，发布预警信息时，采用步骤205所设定的预警信息的形式进行预警信息的发布。
本步骤中，通过上述步骤204能够计算出树木高度，在预测树木高度后，比较所述树木高度与预设告警阈值的大小。如果树木高度大于预设告警阈值，则发布预警信息；如果所述树木高度不大于预设告警阈值，则不发布预警信息。上述判定方法可表示如下：
其中，Hthi为预设告警阈值。不同输电线路塔杆搭设的高度不同，对树障清理的高度要求也不同，预设告警阈值的大小可根据具体的树障清理要求来进行设定。在本步骤中，在进行树障预测之前，如果所述预设告警阈值的大小未被设定，也可使用默认的告警阈值Hthd来代替Hthi；如果本方法应用于在计算机程序中，则Hthd可存放于存储模块中，在***初始化时设定。
在发布预警信息后，还可通过设置预设时间段、树木种类及生长高度等参数，自动生成砍伐计划及建议书，从而为树障清理工作提供指导。
其中步骤201、步骤203和步骤204的实施过程分别与本申请第一实施中的步骤101、步骤102、步骤103的实施过程相同，可互相参见，此处不再赘述。
本申请第二实施例提供又一种输电线路树障预测方法，本方法中，构建了条件参数与生长速率值的预设映射表；通过使用预设映射表，能够在树木高度预测值的计算中，采用不同的生长速率vi对不同条件树木的生长高度进行预测，从而解决现有技术中用平均生长速率和固定值因素系数k进行树木生长高度预测计算时，未将树木种类、树龄和海拔高度等因素纳入计算中而引起的预测结果准确度低的问题。此外根据计算的树木高度预测值和设定的预设告警阈值自动判断树障风险，发布预警信息，还可通过进一步的处理生成砍伐计划建议书，为树障清理工作提供指导。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
参见图3的结构示意图，本申请第三实施例提供的一种输配电线路树障预测装置，所述装置包括：第一输入模块10、获取模块20、第二输入模块30和计算模块40。
所述第一输入模块10，用于输入被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组。
其中，输入的条件参数包括树木种类、树龄和海拔高度等影响因素。在输入条件参数后，将这一系列参数排列形成参数组。
所述获取模块20，用于从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值。
所述第二输入模块30，用于输入当前树木高度和所述生长速率值。
所述计算模块40，用于根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
其中，具体的计算方法可参照本申请第一实施例的步骤103的解释说明。
可选的，所述装置还包括：
构建模块50，用于在所述获取模块从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值之前，根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表。
其中，对于预设映射表的建立方法具体可参照本申请第二实施例的步骤202的解释说明。
可选的，所述装置还包括：
存储模块60，用于存储所述预设映射表和预设告警阈值。
其中，在预设映射表通过构建模块50建立之后，可将预设映射表进行存储，当需要使用预设映射表获取生长速率值时，再从存储模块60中调用。预设告警阈值的大小由工作人员设置，设置后将数值存储于存储模块60中，在需要比较树木高度与预设告警阈值的大小时，从存储模块60中调用该值。
可选的，所述装置还包括：
判断模块70，用于比较所述树木高度与预设告警阈值的大小；
输出模块80，用于如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。
可选的，所述装置还包括：
设定模块90，用于在所述输出模块70发布预警信息之前，设定所述预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的一种输配电线路树障预测方法及装置的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输配电线路树障预测方法，其特征在于，包括：
获取被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组，所述条件参数包括：树木种类、树龄和海拔高度；
从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值；
根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值之前，还包括：
根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表，在所述预设映射表中记录有参数组与生长速率值之间的一一对应关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在时间间隔后的树木高度，包括：
通过以下公式进行计算：H(t)＝H0+vi*t；
其中，H0表示当前树木高度，t表示所述预设时间段的时长，H(t)表示在所述预设时间段t后的树木高度，vi表示i参数组对应的生长速率值，所述i参数组为所述被测树木的参数组。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段后的树木高度之后，还包括：
比较所述树木高度与预设告警阈值的大小，如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在发布预警信息之前，还包括：
设定所述预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
6.一种输配电线路树障预测装置，其特征在于，包括：第一输入模块、获取模块、第二输入模块和计算模块；
所述第一输入模块，用于输入被测树木的条件参数，并使所述条件参数形成参数组；
所述获取模块，用于从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值；
所述第二输入模块，用于输入当前树木高度和所述生长速率值；
所述计算模块，用于根据当前树木高度和所述生长速率值，计算被测树木在预设时间段之后的树木高度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
构建模块，用于在所述获取模块从预设映射表中获取与所述参数组相对应的生长速率值之前，根据所述参数组中各条件参数与树木的生长速率值的映射关系，建立预设映射表。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
存储模块，用于存储所述预设映射表和预设告警阈值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
判断模块，用于比较所述树木高度与预设告警阈值的大小；
输出模块，如果所述树木高度大于所述预设告警阈值，则发布预警信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
设定模块，用于在所述判断模块发布预警信息之前，设定所述预警信息的形式，所述形式包括树木高度的数值形式和树木生长情况的示意图形式。
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