CN114596690A - 面向地下管廊的监测方法、终端及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力监测技术领域，尤其涉及一种面向地下管廊的监测方法、终端及***，本发明方法通过获取地下管廊的监测数据以及数据处理模型，将监测数据输入至数据处理模型，获得了告警信息。根据通信协议将告警信息进行封装，生成告警数据包，然后，利用正交频分复用技术，将告警信息进行传输。因此，本发明方法实施方式，其在数据获取的边缘，完成数据的处理，减小了平台侧的计算量，且数据及时进行处理，实时性高。通过对告警信息的封装，通过正交频分复用技术，将告警信息进行传输，传输速率高、频谱利用率高、抗码间干扰能力强，有效提高了监测数据传输质量。

Description

面向地下管廊的监测方法、终端及***

技术领域

本发明涉及电力监测技术领域，尤其涉及一种面向地下管廊的监测方法、 终端及***。

背景技术

近年来，随着城市现代化建设的飞速发展，电力地下输配电管网***愈加 复杂，电力管廊作为城市地下综合管廊的重要组成部分，具有管理距离长、分 布范围广、结构错综复杂等特点，其安全性和可靠性对于电力***乃至整个城 市的稳定运行起到至关重要的作用。

电力地下管廊中电缆状态检测愈发重要。然而，目前缺乏智能、高效、可 靠的面向电力地下管廊的电缆检测手段，无法实时感知电缆的异常状态，造成 电力管廊破坏概率剧增。此外，传统的人工巡检方式成本高、效率低，海量电 力监测数据的上传与处理更是加大了运维工作量及费用。

因而，建立一套完整的智能化的电缆状态检测***，更好地实现经济、高 效的电力管廊环境实时监测，保障海量电力监测数据的高效上传、精细分析及 快速处理是维护电力地下管廊安全稳定运行的有效手段。

但是，面向电力地下管廊的电缆状态检测仍存在一些技术挑战，总结如下：

第一，目前管廊内电缆状态检测***局限于电缆接头温度或烟雾等气体监 测，无法适应日益复杂的电力管廊环境，难以满足多样化的监测需求，同时， 集中部署方式极大降低监测准确性。

第二，电力地下管廊深埋地下，环境潮湿、阴暗且地埋电缆大多处于强电 电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，线路掺杂有大量高频及噪声信号， 对监测数据的安全可靠传输产生严重干扰。

因此，亟需提出一种面向电力地下管廊的可行性高、可靠性强的电缆状态 检测终端及***，充分利用感知通信一体化优势，实现对电缆局放信号与温度， 以及管廊内部环境温度、湿度、积水深度、烟雾浓度、外部生物入侵等运行状 态数据的实时智能监测，掌握电力管廊内环境状况，及时上传告警信息并故障 预警，保障电网安全有效运行。

基于此，需要开发设计出一种面向地下管廊的监测方法。

发明内容

本发明实施方式提供了一种面向地下管廊的监测方法、终端及***，用于 解决现有技术中采用到期轮换易导致资源浪费的问题。

第一方面，本发明实施方式提供了一种面向地下管廊的监测方法，包括：

获取地下管廊的监测数据、数据处理模型以及通信协议；

将所述监测数据输入至所述数据处理模型，获取告警信息；

根据所述通信协议对所述告警信息进行封装，生成告警数据包；

利用正交频分复用技术，将所述告警数据包转换为多个子数据流；

获取多个子载波，将所述多个子数据流通过所述多个子载波进行发送。

在一种可能实现的方式中，所述获取多个子载波包括：

获取所述多个子载波在当前时隙的多个应答信息状况，所述多个应答信息 状况与所述多个子载波相对应；

根据所述多个应答信息状况，预测下一时隙的多个信道估计值；

根据所述多个信道估计值，获取信道状态向量，所述信道状态向量与所述 多个子载波相对应；

根据所述信道状态向量的元素大小，选取多个载波作为所述多个子载波。

在一种可能实现的方式中，所述根据所述多个应答信息状况，预测下一时 隙的多个信道估计值，包括：

所述多个子载波在当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收 到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率；

对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的 概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态 收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙的多个信道估计值。

在一种可能实现的方式中，所述对于每个子载波，根据所述应答信息状况、 所述当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息 的概率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙 的多个信道估计值，包括：

对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的 概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率、处于低误码率状态收 到NACK应答信息的概率以及第一公式，获取所述下一时隙的多个信道估计值， 所述第一公式为：

式中，n＝1,2,...N，N为子载波的数量，q_n,t+1为子载波在下一时隙处于低 误码率的概率，q_n,t为子载波在该时隙下处于低误码率的概率，Q₀为低误码率状 态收到NACK应答信息的概率，Z_n,t为当前时隙终端接收到的应答信息状况：

λ为收到NACK应答信息的概率：

λ＝q_n,tQ₀+(1-q_n,t)Q₁。

在一种可能实现的方式中，所述多个子载波通过电力线传输。

第二方面，本发明实施方式提供了一种面向地下管廊的监测终端，包括存 储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能 的实现方式所述方法的步骤。

在一种可能实现的方式中，所述的面向地下管廊的监测终端，还包括：状 态监测模块、A/D数据转换模块以及上位机通信模块；

所述状态监测模块与所述A/D数据转换模块电连接，所述A/D数据转换模 块以及所述上位机通信模块分别与所述处理器电连接；

所述状态监测模块用于获取地下管廊的监测信号，所述A/D数据转换模块 用于将所述监测信号转变为监测数据，所述监测数据经所述处理器运行的计算 机程序转变为所述子数据流，经所述上位机通信模块通过电力线发送。

第三方面，本发明实施方式提供了一种面向地下管廊的监测***，包括如 上第二方面或第二方面的任一种所述的面向地下管廊的监测终端，还包括：监 测平台，所述监测平台用于将获取的所述多个子数据流解析，获取告警信息， 并输出所述告警信息。

在一种可能实现的方式中，所述的面向地下管廊的监测***，还包括：网 关，所述网关分别与所述监测平台以及所述面向地下管廊的监测终端通信连接；

所述网关接收来自所述上位机通信模块的子数据流，将所述子数据流进行 协议转换后，通过光纤发送到所述监测平台。

本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施方式公开了的一种面向地下管廊的监测方法，该方法通过获取 地下管廊的监测数据以及数据处理模型，将监测数据输入至数据处理模型，获 得了告警信息。根据通信协议将告警信息进行封装，生成告警数据包，然后， 利用正交频分复用技术，将告警信息进行传输。因此，本发明方法实施方式， 其在数据获取的边缘，完成数据的处理，减小了平台侧的计算量，且数据及时 进行处理，实时性高。通过对告警信息的封装，通过正交频分复用技术，将告 警信息进行传输，传输速率高、频谱利用率高、抗码间干扰能力强，有效提高 了监测数据传输质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附 图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的面向地下管廊的监测方法的流程图；

图2是本发明实施方式提供的载波干扰消除流程图；

图3是本发明实施方式提供的面向地下管廊的监测终端功能框图；

图4是本发明实施方式提供的面向地下管廊的监测***功能框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术 之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施方式。然而，本领域的技术人员应 当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本发明。在其它情 况中，省略对众所周知的***、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节 妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体 实施方式来进行说明。

下面对本发明的实施例作详细说明，本实例在以本发明技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不 限于下述的实施例。

图1为本发明实施方式提供的面向地下管廊的监测方法的流程图。

如图1所示，其示出了本发明实施方式提供的面向地下管廊的监测方法的 实现流程图，详述如下：

在步骤101中，获取地下管廊的监测数据、数据处理模型以及通信协议。

示例性地，在一些实施方式中，通过状态监测模块对地下管廊进行监测， 从而反映出地下管廊的整体状态。

状态监测模块包括局部放电监测模块、电缆温度监测模块、温湿度监测模 块、烟雾监测模块、水浸监测模块、红外相机模块，实现对电缆局放信号与温 度，以及管廊内部环境温度、湿度、积水深度、烟雾浓度、外部生物入侵等数 据的实时采集与自动监测。

在步骤102中，将所述监测数据输入至所述数据处理模型，获取告警信息。

示例性地，在一种实施方式中，首先将监测数据存入缓存中，数据处理模 型主要包括缓存数据接入、信号处理、阈值比较、告警信息输出。

对于局放信号、温湿度、水位以及烟雾浓度等监测数据，数据处理模型经 初步处理(包括扩频、压缩等操作)后，将其与初始设定的放电模型或温湿度、 水位、烟雾浓度等阈值对比。若数据处理模型所采集数据与放电模型相似或超 过设定阈值，则生成对应告警信息。同时，加大局部放电监测模块的采集频率， 生成更多数据以便进一步判断局部放电现象发生的可能性。对于红外热像图等 需要运维管理人员分析判断的监测数据，数据处理模型经信号初步处理后可直 接生成告警信息。数据处理模型一种可以实施的方式为采用有监督的分类算法， 如K-近邻算法(k-Nearest Neighbors，KNN)，将获取的数据，输入至分类算 法中，就可以输出一个对应输入的结果。以该结果作为依据与阈值进行比较， 根据比较结果输出告警信息。

在步骤103中，根据所述通信协议对所述告警信息进行封装，生成告警数 据包。

示例性地，在一种实施方式中，设有数据封装程序块，程序块接收告警信 息，能够按照各类通信接口协议对原始告警信息进行封装，并完成速率适配。

在步骤104中，利用正交频分复用技术，将所述告警数据包转换为多个子 数据流。

示例性地，在一种实施方式中，生成的告警数据包具备基本的数据传输的 条件。告警数据包通过上位机通信模块，采用交流电力线载波通信方式实现数 据传输。同时，考虑到电力地下管廊电磁干扰及噪声信号影响监测数据传输质 量和信息交互效率等问题，本发明在上位机通信模块中采用OFDM((Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用技术)技术，提高数据传输速率 及码间抗干扰能力。

上位机通信模块设有信号调制单元，信号调制单元采用正交频分复用技术 将监测数据调制到若干正交子信道上转换成低速子数据流，以便并行传输，同 时利用OFDM传输速率高、频谱利用率高、抗码间干扰能力强等特点，有效提 高监测数据传输质量。

在步骤105中，获取多个子载波，将所述多个子数据流通过所述多个子载 波进行发送。

在一些实施方式中，所述获取多个子载波包括：获取所述多个子载波在当 前时隙的多个应答信息状况，所述多个应答信息状况与所述多个子载波相对应。 根据所述多个应答信息状况，预测下一时隙的多个信道估计值。根据所述多个 信道估计值，获取信道状态向量，所述信道状态向量与所述多个子载波相对应。 根据所述信道状态向量的元素大小，选取多个载波作为所述多个子载波。

在一些实施方式中，所述根据所述多个应答信息状况，预测下一时隙的多 个信道估计值，包括：所述多个子载波在当前时隙低误码率状态的概率、处于 高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态收到NACK 应答信息的概率。对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低 误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于 低误码率状态收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙的多个信道估计 值。

在一些实施方式中，所述对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述 当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概 率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙的多 个信道估计值，包括：

对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的 概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率、处于低误码率状态收 到NACK应答信息的概率以及第一公式，获取所述下一时隙的多个信道估计值， 所述第一公式为：

式中，n＝1,2,...N，N为子载波的数量，q_n,t+1为子载波在下一时隙处于低 误码率的概率，q_n,t为子载波在该时隙下处于低误码率的概率，Q₀为低误码率状 态收到NACK应答信息的概率，Z_n,t为当前时隙终端接收到的应答信息状况：

λ为收到NACK应答信息的概率：

λ＝q_n,tQ₀+(1-q_n,t)Q₁。

在一些实施方式中，所述多个子载波通过电力线传输。

示例性地，本发明增设干扰消除方法，采用基于接收端反馈和贝叶斯定理 的子载波分配算法，根据每个子载波的信噪比动态分配子载波，合理避开电力 线载波通信过程中较为集中和影响较大的噪声及电磁干扰，提高监测数据传输 可靠性。

图2示出了载波干扰消除流程图。干扰消除方法按如下步骤进行：

S1：假设电力线载波通信***共划分为N(N为自然数)个子载波，接收 端可计算每个子载波的信噪比S_n(n＝1,2,...N)，并将其与初始设定值S₀比较。 若S_n≥S₀，则发送ACK(确认应答)给终端，否则，发送NACK(否定应答)， 若在规定时间内终端未收到反馈信息，按收到NACK处理。定义Z_n,t为时隙t终 端接收到的应答信息状况，即

S2：在本发明中，各子载波可处于高误码率和低误码率两种状态，其中， 子载波n在时隙t处于低误码率状态的概率为q_n,t∈[0,1]。各个子载波处于高误码 率状态时终端收到NACK应答信息的概率为Q₁，处于低误码率状态收到NACK 应答信息的概率为Q₀。

对于每个子载波，终端根据接收到的应答信息状况Z_n,t和各子载波在该时隙 下处于低误码率的概率q_n,t，采用贝叶斯定理预测各子载波在下一时隙的信道估 计值，即各子载波在下一时隙处于低误码率的概率q_n,t+1，即

其中，λ为终端收到NACK应答信息的概率，即λ＝q_n,tQ₀+(1-q_n,t)Q₁。

S3：根据上述信道估计值，得到各子载波在下一时隙的信道状态向量 V_t+1＝[q_1,t+1,...q_n,t+1,...,q_N,t+1]，将其按从大到小排序并选用位置靠前的子载波进行 监测数据的传输，以降低数据传输错误率，抑制噪声及电磁干扰。

本发明面向地下管廊的监测方法实施方式，通过获取地下管廊的监测数据 以及数据处理模型，将监测数据输入至数据处理模型，获得了告警信息。根据 通信协议将告警信息进行封装，生成告警数据包，然后，利用正交频分复用技 术，将告警信息进行传输。因此，本发明方法实施方式，其在数据获取的边缘， 完成数据的处理，减小了平台侧的计算量，且数据及时进行处理，实时性高。 通过对告警信息的封装，通过正交频分复用技术，将告警信息进行传输，传输 速率高、频谱利用率高、抗码间干扰能力强，有效提高了监测数据传输质量。

应理解，上述实施方式中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后， 各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施方式的实 施过程构成任何限定。

图3是本发明实施方式提供的终端的功能框图。如图3所示，本发明实施 方式第二方面还提供了一种面向地下管廊的监测终端3，其包括：处理器300、 存储器301以及存储在所述存储器301中并可在所述处理器300上运行的计算 机程序302。所述处理器300执行所述计算机程序302时实现上述各个面向地 下管廊的监测方法及实施方式中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤105。

示例性的，所述计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，所述 一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器301中，并由所述处理器300执行， 以完成本发明。

所述面向地下管廊的监测终端3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑 及云端服务器等计算设备。所述面向地下管廊的监测终端3可包括，但不仅限 于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是面向地下 管廊的监测终端3的示例，并不构成对面向地下管廊的监测终端3的限定，可 以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如 所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可 以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用 集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或 者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理 器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器301可以是所述面向地下管廊的监测终端3的内部存储单元， 例如面向地下管廊的监测终端3的硬盘或内存。所述存储器301也可以是所述 面向地下管廊的监测终端3的外部存储设备，例如所述面向地下管廊的监测终 端3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字 (Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，所述存储器 301还可以既包括所述终端3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储 器301用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存 储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在一些实施方式中，所述的面向地下管廊的监测终端，还包括：状态监测 模块、A/D数据转换模块以及上位机通信模块。所述状态监测模块与所述A/D 数据转换模块电连接，所述A/D数据转换模块以及所述上位机通信模块分别与 所述处理器电连接。所述状态监测模块用于获取地下管廊的监测信号，所述A/D 数据转换模块用于将所述监测信号转变为监测数据，所述监测数据经所述处理 器运行的计算机程序转变为所述子数据流，经所述上位机通信模块通过电力线 发送。

如图4所示，图4示出了面向地下管廊的监测***功能框图。

本发明实施方式还提供了一种面向地下管廊的监测***，包括如本发明实 施方式第二方面或第二方面的任一种所述的面向地下管廊的监测终端，还包括： 监测平台，所述监测平台用于将获取的所述多个子数据流解析，获取告警信息， 并输出所述告警信息。

在一种实施方式中，所述的面向地下管廊的监测***，还包括：网关，所 述网关分别与所述监测平台以及所述面向地下管廊的监测终端通信连接；

所述网关接收来自所述上位机通信模块的子数据流，将所述子数据流进行 协议转换后，通过光纤发送到所述监测平台。

示例性地，供电模块采用外接电源，为状态监测模块、A/D数据转换模块、 数据缓存模块以及上位机通信模块等多个模块低压直流供电。

状态监测模块在一种实施方式中，包括：局部放电监测模块、电缆温度监 测模块、温湿度监测模块、烟雾监测模块、水浸监测模块、红外相机模块，实 现对电缆局放信号与温度，以及管廊内部环境温度、湿度、积水深度、烟雾浓 度、外部生物入侵等数据的实时采集与自动监测。

局部放电监测模块：受加工生产水平、现场安装和运行环境等因素影响， 地埋电缆主体、结构复杂的电缆端口及中间接头、铜排节点等电缆附件，可能 会在绝缘薄弱部分产生局部放电现象。尽管局部放电短时间内不会造成很大影 响，但多次累计后将损害电缆的绝缘强度，造成导体间的短接，进而影响整个 电力***的安全稳定运行。局部放电监测模块内部具有一个由高频铁氧体为磁 芯的罗戈夫斯基线圈，被放置于金属屏蔽层接地引线处，能够感应流过屏蔽层 的局放脉冲电流，该信号经过A/D数据转换、存储、初步分析、封装等处理传 输至上位机通信模块，最终到达监测平台。

电缆温度监测模块：电缆超负荷工作时间过长易出现过热现象，导致电缆 转接头、中间件以及电缆与电气设备接口处绝缘层逐渐焦化，极易引起电缆着 火，甚至导致电力管廊***事件。电缆温度监测模块中热敏电阻的电阻值可随 温度的升高急剧减小，并呈现非线性，利用这一特性，可把温度信号变成可识 别和处理的电压信号，实现对电缆转接头、端口等易损坏部位温度的实时监测， 便于运维人员根据监测数据提前更换零件，降低火灾事故的发生频率。

温湿度监测模块：电力地下管廊长期处于半封闭状态，环境潮湿且通风效 果差，致使电缆及部分电力设备发生腐蚀，大大降低使用寿命。此外，电缆腐 蚀后漏电几率提高，易引发火灾，从而带来重大经济财产损失。温湿度监测模 块利用热敏电阻及感湿膜将管廊环境中的温度及湿度信号转化为电压信号，其 中热敏电阻的阻值能够随温度的升高急剧变化，感湿膜可吸附小颗粒水珠，进 而引发元件电阻率及阻值改变，实现管廊内部温湿度监测，将火灾扼杀在萌芽 时期，保障电力地下管廊的正常运行。

烟雾监测模块：电力地下管廊发生火灾时伴随有烟雾产生，需对管廊内的 烟雾进行监测，为火灾判断提供依据。烟雾监测模块内部电导率随廊内烟雾浓 度变化，气体浓度越大，元件电导率就会越高，输出电阻则越低，电压值就会 越大。基于上述原理，烟雾监测模块将烟雾浓度转化成对应电压信号，实现管 廊环境烟雾信息的采集。

水浸监测模块：电力管廊地下水渗透、城市内涝或降雨等原因都会在管廊 低洼处产生一定的积水。积水过多，易加大管廊内部湿气，加快设备腐蚀进程。 水浸监测模块以陶瓷电容压力敏感化合物为主要材料，利用所测液体静压与液 体高度成比例的原理，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转 化成4～20mA/1～5VDC的标准电信号，实现对管廊积水量的实时探查，以便 分析及告警模块或监测平台通过分析水位变化判断是否启动排水设备。

红外相机模块：由于管廊深埋地下，环境可视度较低，需在黑暗环境中实 时监控管廊内是否有老鼠、刺猬等外部生物入侵，防止其啃噬、破坏电力设备。 外部入侵生物会辐射出载有物体特征信息的红外线，为利用红外技术判别各种 被测目标的温度高低和热分布场提供客观基础。红外相机模块能够通过光电红 外探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号，并利用成像装置模拟 出物体表面温度的空间分布，经***处理后形成红外热像图。

A/D数据转换模块负责将状态监测模块所采集的模拟信号转换成可进一步 存储、处理及分析的数字信号，主要包括采样、保持、量化、编码四个步骤。 其中，采样将一个时间上连续变化的模拟量转化为时间上离散变化的、能反映 原信号特征的模拟量。保持能够使采样值在A/D转换的时间内不变，以保证 A/D转换精度，消除转换误差。量化负责将采样电平归化为与之接近的离散数 字电平，编码将各量化电平用二进制代码表示。

在本发明中，告警信息通过上位机通信模块，采用交流电力线载波通信方 式实现终端与区域数据汇集网关的信息交互。同时，考虑到电力地下管廊电磁 干扰及噪声信号影响监测数据传输质量和信息交互效率等问题，本发明在上位 机通信模块中采用OFDM技术，提高数据传输速率及码间抗干扰能力，同时增 设干扰消除单元，以进一步抑制噪声及电磁干扰，提高监测数据传输质量。

上位机通信模块主要包括信号耦合单元、信号调制单元。

其中，信号耦合单元由多个可调电感线圈和可调电容组成，可自动识别载 波信号频率，并通过改变电感线圈和可调电容的不同组合方式，产生串联谐振， 利用串联谐振中心阻抗较低的优势，实现不同电网间载波信号的转换﹐提升传 输速率。

信号调制单元采用正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术将监测数据调制到若干正交子信道上转换成低速子数据流， 以便并行传输，同时利用OFDM传输速率高、频谱利用率高、抗码间干扰能力 强等特点，有效提高监测数据传输质量。干扰消除单元进一步对监测数据进行 抗干扰处理。信号发送单元完成监测数据的对外传输。

监测平台与电力地下管廊电缆宽带通信网络***、地理信息***、视频系 统、管理信息***无缝集成，具有电力线拓扑呈现、终端全生命周期管理等功 能，为电力地下管廊内电缆状态实时监测提供自定义的可视化、组态化、智能 化监控手段，实现监控图形、监控数据的一体化展示。该平台可对温度、烟雾 浓度等多种特征参量整合关联，及时接收异常告警信息，并将故障类型及发生 地点告知运维管理人员，保障电网的安全稳定运行。

网关，一种实施方式为区域数据汇集网关，其与多个面向地下管廊的监测 终端相连，实现不同通信协议及数据格式的转换，对电力线载波传输过来的告 警信息和监测数据进行提取，并通过光纤将监测信息传输至监测平台。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上 述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上 述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不 同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各 功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬 件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模 块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上 述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施方式中的对应过 程，在此不再赘述。

在上述实施方式中，对各个实施方式的描述都各有侧重，某个实施方式中 没有详述或记载的部分，可以参见其它实施方式的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各 示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合 来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应 用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实 现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施方式中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法， 可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施方式仅仅是示意 性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时 可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 ***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的 耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通 讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者 也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的 形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品 销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解， 本发明实现上述实施方式方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来 指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中， 该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个面向地下管廊的监测方法实 施方式的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序 代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述 计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、 记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载 波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质 包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例 如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波 信号和电信信号。

以上所述实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参 照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技 术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离 本发明各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向地下管廊的监测方法，其特征在于，包括：

获取地下管廊的监测数据、数据处理模型以及通信协议；

将所述监测数据输入至所述数据处理模型，获取告警信息；

根据所述通信协议对所述告警信息进行封装，生成告警数据包；

利用正交频分复用技术，将所述告警数据包转换为多个子数据流；

获取多个子载波，将所述多个子数据流通过所述多个子载波进行发送。

2.根据权利要求1所述的面向地下管廊的监测方法，其特征在于，所述获取多个子载波包括：

获取所述多个子载波在当前时隙的多个应答信息状况，所述多个应答信息状况与所述多个子载波相对应；

根据所述多个应答信息状况，预测下一时隙的多个信道估计值；

根据所述多个信道估计值，获取信道状态向量，所述信道状态向量与所述多个子载波相对应；

根据所述信道状态向量的元素大小，选取多个载波作为所述多个子载波。

3.根据权利要求2所述的面向地下管廊的监测方法，其特征在于，所述根据所述多个应答信息状况，预测下一时隙的多个信道估计值，包括：

所述多个子载波在当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率；

对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙的多个信道估计值。

4.根据权利要求3所述的面向地下管廊的监测方法，其特征在于，所述对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率以及处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率，获取所述下一时隙的多个信道估计值，包括：

对于每个子载波，根据所述应答信息状况、所述当前时隙低误码率状态的概率、处于高误码率状态时收到NACK应答信息的概率、处于低误码率状态收到NACK应答信息的概率以及第一公式，获取所述下一时隙的多个信道估计值，所述第一公式为：

式中，n＝1,2,...N，N为子载波的数量，q_n,t+1为子载波在下一时隙处于低误码率的概率，q_n,t为子载波在该时隙下处于低误码率的概率，Q₀为低误码率状态收到NACK应答信息的概率，Z_n,t为当前时隙终端接收到的应答信息状况：

λ为收到NACK应答信息的概率：

λ＝q_n,tQ₀+(1-q_n,t)Q₁。

5.根据权利要求1-4任一项所述的面向地下管廊的监测方法，其特征在于，所述多个子载波通过电力线传输。

6.一种面向地下管廊的监测终端，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

7.根据权利要求6所述的面向地下管廊的监测终端，其特征在于，还包括：状态监测模块、A/D数据转换模块以及上位机通信模块；

所述状态监测模块与所述A/D数据转换模块电连接，所述A/D数据转换模块以及所述上位机通信模块分别与所述处理器电连接；

所述状态监测模块用于获取地下管廊的监测信号，所述A/D数据转换模块用于将所述监测信号转变为监测数据，所述监测数据经所述处理器运行的计算机程序转变为所述子数据流，经所述上位机通信模块通过电力线发送。

8.根据权利要求7所述的面向地下管廊的监测终端，其特征在于，还包括：供电模块，所述供电模块用于为所述存储器、所述处理器、所述状态监测模块、所述A/D数据转换模块以及所述上位机通信模块供电。

9.一种面向地下管廊的监测***，其特征在于，包括如权利要求6-8任一项所述的面向地下管廊的监测终端，还包括：监测平台，所述监测平台用于将获取的所述多个子数据流解析，获取告警信息，并输出所述告警信息。

10.根据权利要求9所述的面向地下管廊的监测***，其特征在于，还包括：网关，所述网关分别与所述监测平台以及所述面向地下管廊的监测终端通信连接；

所述网关接收来自所述上位机通信模块的子数据流，将所述子数据流进行协议转换后，通过光纤发送到所述监测平台。

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