本发明涉及光缆评估领域，更具体地，涉及一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法及系统。
背景技术：
光纤复合架空地线(opgw)以其先进的制造技术，较高的使用可靠性而得到电力系统内的广泛应用。opgw与输电线路同塔架设，处于架空线路的最顶部，它可以避雷和承载短路电流，同时也承担电力信息的传输。随着opgw光缆线路的不断发展和提高，对opgw的通信传输质量、安全可靠性以及使用寿命的要求越来越高。在可控因素和不可控因素的双重作用下，对于opgw的可靠性和使用寿命的研究工作需求迫切。特别是用户单位亟需了解opgw运行状态的确切情况，以及时决策，确保通信的安全。
根据opgw光缆的失效模式和老化机理，影响opgw光缆寿命的因素信息类型繁多，这些信息可以从不同侧面与不同层次上反映opgw光缆运行情况的好坏，但如果全面考虑这些信息，状态评估采用单一模型将会比较复杂，难以实现；如果减少信息量，又会使评估的准确性、可靠性受到影响。
技术实现要素：
为了解决背景技术中目前存在的opgw光缆运行评估准确性可靠性低、难以实现等问题，本发明提供了一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法及系统；所述方法及系统考虑opgw投运至今巡视及检修暴露的光缆本身的状态及缺陷以及所处的环境运算，综合计算得出opgw的健康指数，并通过健康指数对opgw的运行状态进行评估；所述一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法包括：
根据opgw光缆所处环境确定用于评估opgw光缆健康状态的环境系数；
根据对opgw光缆的巡视和测试记录确定用于评估opgw光缆健康状态的状态系数以及缺陷系数；
根据opgw光缆使用年限以及环境系数计算opgw光缆的老化系数；
计算opgw光缆的健康指数并根据健康指数对其运行状态进行评估；
进一步的，所述环境系数包括污秽系数；当opgw光缆所处环境的附盐密度小于等于0.03mg/cm2时，污秽系数为0.95；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.03mg/cm2且小于等于0.06mg/cm2时，污秽系数为1.00；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.06mg/cm2且小于等于0.10mg/cm2时，污秽系数为1.05；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.10mg/cm2且小于等于0.25mg/cm2时，污秽系数为1.10；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.03mg/cm2且小于等于0.06mg/cm2时，污秽系数为1.15；
进一步的，所述环境系数包括气象系数以及雷击系数；所述气象系数依据覆冰厚度和风速进行确定；所述雷击系数依据最近一年内雷暴日次数确定；当最近一年内雷暴日小于等于10天时，雷击系数为0.95；当最近一年内雷暴日大于10天且小于等于20天时，雷击系数为1.00；当最近一年内雷暴日大于20天且小于等于30天时，雷击系数为1.05；当最近一年内雷暴日大于30天且小于等于40天时，雷击系数为1.10；当当最近一年内雷暴日大于40天时，雷击系数为1.20；
进一步的，所述状态系数由opgw光缆巡视和检修记录确定，如未进行过维护且光纤衰减满足设计或标准要求，状态系数为1.00；如曾打开接头盒进行维护，状态系数为1.05；如opgw光缆为断股修补后继续使用状态或光纤衰减程度增大且未超过预定阈值，状态系数为1.10；如光纤衰减程度增大且超过预定阈值，状态系数为1.20；当所述opgw光缆符合多项状态系数，取最大值作为该opgw光缆的状态系数；
进一步的，所述缺陷系数由opgw巡视和检修记录中缺陷的次数确定，所述缺陷包括接头盒维修、光缆断股修复以及光纤衰减；当无缺陷时，所述缺陷系数为1.00；当缺陷次数为1次时，所述缺陷系数为1.05；当缺陷次数大于1次且小于等于5次时，所述缺陷系数为1.10；当缺陷次数大于5次且小于等于20次时，所述缺陷系数为1.20；
进一步的，所述老化系数b的计算公式为：
其中，k为环境修正系数；n为使用年限；hi0为初始健康指数；hie为终止健康指数；所述环境修正系数k取所述多个环境系数中的最大值；
进一步的，所述健康指数的计算公式为：
其中，hi0为初始健康指数；b为老化系数；t0为初始年份，t为当前年份；fmod为修正系数；所述t0及t均为整数；所述初始年份为设备投运年份；所述修正系数的取值根据所有系数的值进行确认；若所有系数均大于1，则fmod取所有系数的最大值；若各系数中存在小于1的系数，则fmod取所有系数的最小值；
进一步的，所述所有系数均大于1时，fmod的取值为所有系数的最大值与除此值外其他系数与1之差的总和；
所述一种基于健康指数的opgw运行状态评估系统包括：
人机交互单元，所述人机交互单元用于接收用户输入参数，所述参数包括环境参数、缺陷参数、使用年限、初始健康指数以及终止健康指数；所述人机交互单元的输出端与系数转化单元的输入端以及计算单元的输入端相连；
系数转化单元，所述系数转化单元用于将人机交互单元输入的各参数转化为相应的opgw光缆运行状态的参考系数；所述系数转化单元的输入端与计算单元的输出端相连；
计算单元，所述计算单元用于计算老化系数以及opgw光缆的健康指数；
进一步的，所述环境参数包括opgw光缆所处环境的附盐密度，系数转化单元根据所述附盐密度的大小对应输出相应系数值的污秽系数；所述环境参数包括最近一年内的雷暴天气次数，系数转化单元根据所述雷暴天气次数对应输出相应系数值的雷击系数；所述缺陷参数为所述opgw光缆发生缺陷的次数；系数转化单元根据所述缺陷次数对应输出相应系数值的缺陷系数；所述缺陷包括接头盒维修、光缆断股修复以及光纤衰减。
本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法及系统；所述方法及系统考虑opgw投运至今巡视和检修暴露的光缆本身的状态及缺陷以及所处的环境运算，综合计算得出opgw的健康指数，并通过健康指数对opgw的运行状态进行评估；所述方法及系统考虑全面，可以较为准确的评估opgw的运行状态，评估可靠性高。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明具体实施方式的一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法的流程图；
图2为本发明具体实施方式的一种基于健康指数的opgw运行状态评估系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本发明具体实施方式的一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法的流程图；所述方法考虑opgw投运至今巡视和检修暴露的光缆本身的状态及缺陷以及所处的环境运算，综合计算得出opgw的健康指数，并通过健康指数对opgw的运行状态进行评估；所述一种基于健康指数的opgw运行状态评估方法包括：
步骤101，根据opgw光缆所处环境确定用于评估opgw光缆健康状态的环境系数；
进一步的，所述环境系数包括污秽系数；当opgw光缆所处环境的附盐密度小于等于0.03mg/cm2时，污秽系数为0.95；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.03mg/cm2且小于等于0.06mg/cm2时，污秽系数为1.00；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.06mg/cm2且小于等于0.10mg/cm2时，污秽系数为1.05；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.10mg/cm2且小于等于0.25mg/cm2时，污秽系数为1.10；当opgw光缆所处环境的附盐密度大于0.03mg/cm2且小于等于0.06mg/cm2时，污秽系数为1.15；
进一步的，所述环境系数包括气象系数以及雷击系数；所述气象系数依据覆冰厚度和风速进行确定；所述雷击系数依据最近一年内雷暴日次数确定；当最近一年内雷暴日小于等于10天时，雷击系数为0.95；当最近一年内雷暴日大于10天且小于等于20天时，雷击系数为1.00；当最近一年内雷暴日大于20天且小于等于30天时，雷击系数为1.05；当最近一年内雷暴日大于30天且小于等于40天时，雷击系数为1.10；当当最近一年内雷暴日大于40天时，雷击系数为1.20；
步骤102，根据对opgw光缆的巡视和测试记录确定用于评估opgw光缆健康状态的状态系数以及缺陷系数；
进一步的，所述状态系数由opgw光缆检修和巡视记录确定，如未进行过维护且光纤衰减满足设计或标准要求，状态系数为1.00；如曾打开接头盒进行维护，状态系数为1.05；如opgw光缆为断股修补后继续使用状态或光纤衰减程度增大且未超过预定阈值，状态系数为1.10；如光纤衰减程度增大且超过预定阈值，状态系数为1.20；当所述opgw光缆符合多项状态系数，取最大值作为该opgw光缆的状态系数；
进一步的，所述缺陷系数由opgw巡视和检修记录中缺陷的次数确定，所述缺陷包括接头盒维修、光缆断股修复以及光纤衰减；当无缺陷时，所述缺陷系数为1.00；当缺陷次数为1次时，所述缺陷系数为1.05；当缺陷次数大于1次且小于等于5次时，所述缺陷系数为1.10；当缺陷次数大于5次且小于等于20次时，所述缺陷系数为1.20；
步骤103，根据opgw光缆使用年限以及环境系数计算opgw光缆的老化系数；
进一步的，所述老化系数b的计算公式为：
其中，k为环境修正系数；n为使用年限；hi0为初始健康指数；hie为终止健康指数；所述环境修正系数k取所述多个环境系数中的最大值；
步骤104，计算opgw光缆的健康指数并根据健康指数对其运行状态进行评估；
进一步的，所述健康指数的计算公式为：
其中，hi0为初始健康指数；b为老化系数；t0为初始年份，t为当前年份；fmod为修正系数；所述t0及t均为整数；所述初始年份为设备投运年份；所述修正系数的取值根据所有系数的值进行确认；若所有系数均大于1，则fmod取所有系数的最大值；若各系数中存在小于1的系数，则fmod取所有系数的最小值；
进一步的，所述所有系数均大于1时，fmod的取值为所有系数的最大值与除此值外其他系数与1之差的总和；
以本实施例为例，通过对opgw光缆的巡视以及测试记录确认，确认该opgw光缆投运至今已22年，运行状态良好，曾发生过1次遭受雷击损伤、1次断股修复、由于工程需要2次打开接头盒进行维护，3根光纤发生超标现象；通过对该opgw光缆所处环境进行确认，确认该环境的附盐密度在0.5mg/cm2，近一年的雷暴日次数为20日；
故由上可知，该opgw光缆的状态系数为1.2、缺陷系数为1.1、污秽系数为1.0、雷击系数为1.0，默认该环境的气象系数为1.0；
根据opgw投运要求，要求健康指数达到7时，即建议对该opgw光缆停止使用；故终止健康指数hie选取为7；选取初始健康指数为0.5；故该老化系数b的计算公式为：
因各系数均大于等于1，则修正系数fmod＝1.2+(1.1-1.0)(1.0-1.0)+(1.0-1.0)+(1.0-1.0)＝1.3
故计算健康指数为：
由此可知，opgw光缆目前的健康指数为7.31，说明运行状态较差，故障发生概率增大，建议纳入大修计划的同时应加大日常维护力度，或将该部分opgw光缆进行替换，确保该光缆线路的安全运行。
图2为本发明具体实施方式的一种基于健康指数的opgw运行状态评估系统，所述系统包括：
人机交互单元201，所述人机交互单元201用于接收用户输入参数，所述参数包括环境参数、缺陷参数、使用年限、初始健康指数以及终止健康指数；所述人机交互单元201的输出端与系数转化单元202的输入端以及计算单元的输入端相连；
系数转化单元202，所述系数转化单元202用于将人机交互单元输入的各参数转化为相应的opgw光缆运行状态的参考系数；所述系数转化单元的输入端与计算单元的输出端相连；
计算单元203，所述计算单元203用于计算老化系数以及opgw光缆的健康指数；
进一步的，所述环境参数包括opgw光缆所处环境的附盐密度，系数转化单元根据所述附盐密度的大小对应输出相应系数值的污秽系数；所述环境参数包括最近一年内的雷暴天气次数，系数转化单元根据所述雷暴天气次数对应输出相应系数值的雷击系数；所述缺陷参数为所述opgw光缆发生缺陷的次数；系数转化单元根据所述缺陷次数对应输出相应系数值的缺陷系数；所述缺陷包括接头盒维修、光缆断股修复以及光纤衰减。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。