多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法与流程

1.本技术涉及电力技术领域，特别是涉及一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.随着经济水平的高速发展，电力资源普及范围越来越大，跟随输电线路总里程越来越长，当前的输电线路走廊用地越发紧张，交叉跨越线路的数量日益增多。在大风环境下，架空线路的导线轨迹动态变化使得相互交叉线路间、线路与树障、线路与施工设备等电气之间的安全距离变小，容易发生风偏闪络。因此，对交叉跨越等关键场景的输电线路进行轨迹测量，从而实现安全距离监测，是保障线路安全运行的关键之一。
3.目前，输电线路导线轨迹测量方法主要有图像监测法和传感器间接测量法其中，图像监测法是采用无人机、或在导线和杆塔上安装摄像头拍摄导线图像，进而对导线轨迹进行分析检测，然在大风恶劣下，无人机无法起飞，难以实时监测导线轨迹。杆塔或导线安装的摄像头虽然能在恶劣天气下监测导线轨迹状态，但受限于镜头广角难以完全拍摄导线全貌，并且线路上摄像头受限于感应取能功率不足，通常无法长时间开启视频监测模式，难以实时监测。传感器间接测量法是在悬垂绝缘子上安装拉力和倾角传感器，通过力学关系计算导线轨迹和安全距离，此方法无法计算导线轨迹，而且仅靠单个传感量计算安全距离的准确性较低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确且低耗能的多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法。所述方法包括：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
6.在其中一个实施例中，目标模型的训练过程包括：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；
将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。
7.在其中一个实施例中，样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时间参数。
8.在其中一个实施例中，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，包括：获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。
9.在其中一个实施例中，根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，包括：根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。
10.在其中一个实施例中，风偏轨迹方程包括：；其中，为架空线路上点在风偏后的坐标，为风偏角，为无风时架空线路两个悬挂点之间的档距，为无风时两个悬挂点之间的高差角，为集成传感器的有风坐标；相应地，根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析，包括：根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。
11.第二方面，本技术还提供了一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置，所述装置包括：获取模块，用于实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；第一确定模块，用于将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；第二确定模块，用于若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安
全距离分析的准确率所设置的；分析模块，用于根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
12.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
13.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
14.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
15.上述多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，方法包括：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化
量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。通过在输电线线路导线上安装具备rtk（real
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time kinematic，实时动态）高精度定位和陀螺仪功能的集成传感器，在风偏角较小时采用低功耗的环境温湿度、气压传感模块监测导线轨迹；当风偏较大时切换rtk和陀螺仪进行导线轨迹监测，实现多参数融合的导线安全距离测量，降低传感器整机功耗，提高适用范围。
附图说明
16.图1为一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的应用环境图；图2为一个实施例中集成传感器硬件结构框图；图3为一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的流程示意图；图4为一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的空间示意图；图5为一个实施例中目标模型训练过程的流程示意图；图6为一个实施例中目标模型训练的时序数据训练集的示意图；图7为另一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的流程示意图；图8为又一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的流程示意图；图9为一个实施例中多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置的结构框图；图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
17.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
18.随着经济水平的高速发展，电力资源普及范围越来越大，跟随输电线路总里程越来越长，当前的输电线路走廊用地越发紧张，交叉跨越线路的数量日益增多。在大风环境下，架空线路的导线轨迹动态变化使得相互交叉线路间、线路与树障、线路与施工设备等电气之间的安全距离变小，容易发生风偏闪络。因此，对交叉跨越等关键场景的输电线路进行轨迹测量，从而实现安全距离监测，是保障线路安全运行的关键之一。
19.目前，输电线路导线轨迹测量方法主要有图像监测法和传感器间接测量法其中，图像监测法是采用无人机、或在导线和杆塔上安装摄像头拍摄导线图像，进而对导线轨迹进行分析检测，然在大风恶劣下，无人机无法起飞，难以实时监测导线轨迹。杆塔或导线安
装的摄像头虽然能在恶劣天气下监测导线轨迹状态，但受限于镜头广角难以完全拍摄导线全貌，并且线路上摄像头受限于感应取能功率不足，通常无法长时间开启视频监测模式，难以实时监测。传感器间接测量法是在悬垂绝缘子上安装拉力和倾角传感器，通过力学关系计算导线轨迹和安全距离，此方法无法计算导线轨迹，而且仅靠单个传感量计算安全距离的准确性较低。
20.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确且低耗能的多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法。本技术实施例提供的多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信，具体可将采集到的架空线路的各种数据传输至服务器104，由服务器104对架空线路的数据进行处理，进而分析架空线路的风偏距离是否安全。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的架空线路的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。
21.其中，终端102为能够采集架空线路的各种运行环境数据和本身参数数据的集成传感器，图2为本实施例中提供的一种用于架空线路的风偏距离安全分析的集成传感器的结构框架。服务器104服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。
22.在一个实施例中，如图3所示，提供一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法，架空线路配备有集成传感器，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：步骤302，实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；其中，环境参数是根据集成传感器中不同功能模块实时获取的。一般情况下，在海拔3000米内每升高12米，大气压减小133pa；每升高10米，气温下降0.06℃；湿度越大，气压也越小。因此，弧垂的海拔位置与环境温度、湿度、气压具有密切的关系，不同的弧垂对应这不同的轨迹方程，在对架空线路风偏安全距离分析时会得到不同的结果。环境参数中包括若干不同的参数类型，不仅限于某一种，可以理解的是，考虑环境的环境参数类型越多，得到的轨迹方程越准确，越接近架空线路的真实情况。
23.具体地，通过集成传感器中各个模块，实时采集数据，获取架空线路所在环境的温度、湿度和气压等参数，还可以直接获取架空线路的风偏角。需要说明的是，环境温湿度、气压传感模块为微功耗元件，一般为10μw以内；rtk高精度定位模块为高功耗元件，一般为几十w，全程通过rtk高精度定位模块和陀螺仪获取架空线路的风偏数据，耗能较大，通过环境参数计算风偏轨迹，可以减少能耗。
24.步骤304，将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；其中，目标模型是指已经训练好的、能够根据环境参数确定集成传感器的有风坐标的模型，目标模型是通过高精度rtk实现厘米级的传感器位置测量，建立传感器位置与环境温度、湿度、气压之间的关系。
25.由于在对架空线路的风偏距离的安全性进行分析的过程中，需要用到架空线路的轨迹方程，因此，参见图4，在无风状态下，建立空间坐标系o-xyz时，以两个悬挂点a与b之间
的方向作为空间坐标系中的x轴，以输电杆塔的竖直方向作为空间坐标系中的y轴，可以理解的是，架空线路无风偏平面就是平面（虚线平面），不涉及z轴，因此将导线的轨迹可以视作为平面的抛物线。具体地，a、b两点间的斜抛物线为架空线路的轨迹。是a、b两个悬挂点在x轴上的距离，也就是档距，是a、b两个悬挂点的高差角，即两个悬挂点之间的连线方向与x轴的夹角，h是a、b两个悬挂点在y轴上的竖直距离。而在有风状态下，架空线路会发生偏移，架空线路风偏平面为（实线平面），而档距、高差角和竖直距离也会随之变化。需要说明的是，架空线路在有风偏时，风偏平面相对于无风偏平面会发生变化，而且两者之间的关系为无风偏平面以两个悬挂点之间的直线为轴进行旋转，得到风偏平面，也即在图4中，风偏平面是无风偏平面以直线ab为轴旋转得到的，图4中，风偏平面的点在无风偏平面的后面，点在无风偏平面的前面。
26.可以理解的是，结合图4，集成传感器的无风坐标即为在架空线路无风偏平面中的坐标，而集成传感器的有风坐标即为在架空线路风偏平面中的坐标。坐标变化量用于指示集成传感器的位置变化，根据集成传感器（局部）的位置变化代替架空线路（整体）的风偏变化。
27.具体地，根据目标模型获取集成传感器的预测风偏位置作为集成传感器的有风坐标，根据两点之间的距离计算公式，计算无风坐标与有风坐标之间的距离作为坐标变化量，体现架空线路在有风偏时的风偏大小。
28.步骤306，若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；由于rtk高精度定位模块和陀螺仪模块的功耗较大，在实时运行时会消耗掉集成传感器的大量能量，不利于集成传感器长时间对架空线路的导线轨迹进行监测，因此选定第一预设阈值用于判断是否需要开启rtk高精度定位模块和陀螺仪模块对导线轨迹进行监测。
29.而在不开启陀螺仪模块获取风偏角和不开启rtk高精度定位模块获取集成传感器的实时坐标的情况下，可以依据坐标变化量与第一预设阈值之间的大小比较，大致判断架空线路的风偏情况。具体地，先通过rtk实现厘米级的导线轨迹监测，通过人工智能训练建立传感器位置测量值与环境温湿度、气压的关系。然后，通过环境参数确定风偏大小，当风偏较小（也即风偏角近似为0）时采用低功耗的环境温湿度、气压传感模块监测导线轨迹，或者由于风偏角近似为0，可以直接使用无风时架空线路的轨迹方程作为风偏轨迹方程；当风偏较大时切换rtk和陀螺仪进行导线轨迹监测。
30.步骤308，根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
31.可以理解的是，在获取架空线路的风偏轨迹方程后，结合周围环境中物体在同一坐标系之中的位置，就可以判断在具有风的情况下，周围物体是否会对架空线路的安全造成影响。
32.上述实施例提供的方法中，实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。通过在输电线线路导线上安装具备rtk高精度定位和陀螺仪功能的集成传感器，在风偏角较小时采用低功耗的环境温湿度、气压传感模块监测导线轨迹；当风偏较大时切换rtk和陀螺仪进行导线轨迹监测，实现多参数融合的导线安全距离测量，降低传感器整机功耗，提高适用范围。
33.在其中一个实施例中，目标模型的训练过程包括：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。
34.参见图5，本技术实施例提供一种基于自校准dropout算法的多参数传感器位置预测方法，具体地，首先建立时序数据训练集，假设，传感器的实际位置位（x，y），环境温度、湿度、气压分别为t、、p。由于不同季节、早晚的环境温湿度差异较大，因此将同一年内按每个季节的数据分成四类，每个季节的数据再根据0~5点、7~12点、13~18点、19~23点将数据分为四类，总共建立了十六类时序数据训练集，参见图6。
35.由于环境温湿度容易受到多种因素的影响，造成数据随机性较大。为了防止数据错误造成过拟合，提高算法的鲁棒性，采用dropout算法构建神经网络架构。该算法在前向传播时，让隐藏层的神经元以固定的概率p停止工作，因此模型不太依赖某些局部特征。本发明令环境温度t、湿度、气压p组成初始输入向量，表示第层的输入向量，表示第层的输出向量，前向神经网络如下所示：式中，表示按概率p（一般取0.3~0.5）生成0或1的bernoulli分布；下一层的输入是和的叉乘输出；i表示隐藏层的神经元；和分别为第+1层的权重和偏差；f为活化函数。
36.在神经网络训练完成后，采用环境温度t、湿度、气压p作为输入量检测此时导线轨迹的位置：
在传感器运行过程中间隔一段时间t对传感器的预测位置进行自校准。根据算法输出j与传感器实际的差值动态调整神经网络的权重：式中，为学习率，为隐藏层第i个神经元权重修正值，为输入向量的第i个元素。
37.本技术实施例提供的方法中，获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。采用dropout算法构建神经网络架构，防止数据错误造成过拟合，提高算法的鲁棒性，为根据环境参数确定风偏轨迹提供了有效基础。
38.在其中一个实施例中，样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时间参数。
39.需要解释的是，架空线路的空间状态会受到多种因素的影响，例如环境湿度，在空气湿度不同时，架空线路的重力会有所不同，可以理解的是，导向重力不同会导致导线重力比载（即导线单位长度、单位截面上承受的重力荷载）不同，架空线路的风荷比载也会不同，进而确定的架空线路的风偏轨迹也不同。再例如时间参数，不同季节、不同时间段，对环境温度、湿度和气压都有影响，故时间参数中可以包括季节和时间段，通过神经网络训练，确定时间参数对输出的传感器预测位置的间接影响。
40.可以理解的是，环境参数中包括的参数类型越多，考虑的影响因素就越多，神经网络系统的输出就越准确。
41.上述实施例提供的方法中，样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时间参数。通过在输电线线路到县上安装具备rtk高精度定位和陀螺仪功能的集成传感器，在风偏角小时采用低功耗的环境温湿度、气压传感模块监测导线轨迹；当风偏较大时切换rtk和陀螺仪进行导线轨迹监测，实现多参数融合的导线安全距离测量，降低传感器整机功耗，提高适用范围。
42.在其中一个实施例中，参见图7，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，包括：步骤702，获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；步骤704，根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；步骤706，根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。
43.其中，参见图4，第一安装参数包括：是a、b两个悬挂点在x轴上的距离，也就是档
距，是a、b两个悬挂点的高差角，即两个悬挂点之间的连线方向与x轴的夹角，h是a、b两个悬挂点在y轴上的竖直距离。根据对图4的解释，以下给出轨迹方程确定的过程：由于档距内导线（架空线路）长度与杆塔水平距离相差不大，因此可假设导线长度近似等于，导线重力比载（即导线单位长度、单位截面上承受的重力荷载）均匀作用在上，方向沿y轴向下。根据柔线任意点弯矩为0，可列出导线上任一点和右悬挂点b的力矩平衡方程。
44.（1）式中，为左悬挂点a沿比载方向的应力分量，为导线水平应力分量。
45.当风荷载作用在导线时，沿导线垂截面的风荷比载为，此时导线比载。当作用ab轴的转矩为0时，导线不再横向移动，此时设导线所在平面为风偏平面，其与无风偏平面apb的夹角为风偏角。由于风偏时集成传感器的姿态发生改变，根据陀螺仪模块可以监测到风偏角。
46.根据图4和式（1）可以计算得在风偏平面内导线上任一点p'(x'，y')和右悬挂点b的力矩平衡方程 (2)式中，为沿x'方向的导线应力分量，为两个悬挂点在风偏平面的高差角，l'为风偏平面内的档距，h'为风偏平面内两悬挂点沿y'的距离，为a点沿风荷载方向的应力分量。
47.求解方程组式（2）可得：(3)导线上安装一台输电线路集成传感器，其rtk模块可实时监测传感器的空间坐标。假设风偏时传感器的坐标为，由于传感器位于风偏导线轨迹上，代入式（3）可得： (4)式（4）代入式（3）可得：(5)
式（5）即为架空线路的风偏轨迹方程，根据式（5）可知，在已知架空线路的无风轨迹方程的情况下，结合特征点的风偏坐标（集成传感器的有风坐标）和第二安装参数，就能确定风偏轨迹方程。也即根据风偏角，结合两个平面的集合关系，可以根据第一安装参数确定第二安装参数，再结合rtk高精度定位模块获取的集成传感器的有风坐标，代入得到架空线路的风偏轨迹方程。
48.上述实施例提供的方法中，获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。通过rtk和陀螺仪模块实现双参数融合的输电线路导线轨迹，根据导线轨迹即可根据周围环境实现风偏安全距离预警。
49.在其中一个实施例中，根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，包括：根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。
50.可以理解的是，无风平面与有风平面之间的几何关系在图4中是显而易见的，结合风偏角，可以得到以下关系式表示第二安装参数与第一安装参数之间的关系：(6)上述实施例提供的方法中，根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。直接通过坐标系中架空线路前后两次所在平面之间的关系，通过风偏角确定第二安装参数与第一安装参数之间的关系，再结合集成传感器的有风坐标和无风轨迹方程，得到有风轨迹方程，方便简洁，并且准确率高，还能降低集成传感器监测工作的能耗。
51.在其中一个实施例中，将式(6)代入式(5)可得到风偏轨迹方程为：；其中，为架空线路上点在风偏后的坐标，为风偏角，为无风时架空线路两个悬挂点之间的档距，为无风时两个悬挂点之间的高差角，为集成传感器的有风坐标；相应地，参见图8，根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析，包括：步骤802，根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；
步骤804，若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。
52.可以理解的是，架空线路的进行安装时，会有众多能够影响到其正常使用的物体，而这些物体在本实施例中统一视为障碍物，例如在相互交叉的线路之间，静止状态的架空线路甲与架空线路乙之间肯定是具有一定间距的，但是在大风天气时，输电线会发生风偏，此时架空线路甲和架空线路乙的位置均会发生改变，且改变大小跟位置和风级有关，此时架空线路甲与架空线路乙之间可能会对彼此造成影响。再例如架空线路下方的大树，在架空线路发生风偏时，大树也会随着风发生形状改变，此时，大树可能会对风偏的输电线造成影响。因此，本技术实施例不对障碍物的类别做具体限定，一切可能影响到架空线路安全性的物体均为障碍物。
53.在进行安全分析时，最直观的方案就是依据障碍物与架空线路之间的距离进行判断，因此，在获取架空书输电线的风偏轨迹方程后，计算所有障碍物与输电线的风偏轨迹之间的距离（相当于点到线的最小距离），最小距离对应的障碍物是影响架空线路的安全性可能最大的障碍物，若此障碍物无法影响架空线路的安全性，则所有障碍物均无法影响架空线路的安全性，架空线路在大风造成风偏角为时是安全的，不需要发出提醒。
54.上述实施例提供的方法中，根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。通过在输电线线路到县上安装具备rtk高精度定位和陀螺仪功能的集成传感器，在风偏角小时采用低功耗的环境温湿度、气压传感模块监测导线轨迹；当风偏较大时切换rtk和陀螺仪进行导线轨迹监测，实现多参数融合的导线安全距离测量，降低传感器整机功耗，提高适用范围。
55.应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
56.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法的限定，在此不再赘述。
57.在一个实施例中，如图9所示，提供了一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置，包括：获取模块901、第一确定模块902、第二确定模块903和分析模块904，其中：获取模块901，用于实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线
路所处环境的环境指标数值；第一确定模块902，用于将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；第二确定模块903，用于若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；分析模块904，用于根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
58.在其中一个实施例中，上述架空线路风偏安全距离分析装置还包括训练模块，训练模块用于：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。
59.在其中一个实施例中，训练模块使用的样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时间参数。
60.在其中一个实施例中，第二确定模块903还用于：获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。
61.在其中一个实施例中，第二确定模块903还用于：根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。
62.在其中一个实施例中，分析模块904还用于：确定风偏轨迹方程为：；其中，为架空线路上点在风偏后的坐标，为风偏角，为无风时架空线路两个悬挂点之间的档距，为无风时两个悬挂点之间的高差角，为集成传感器的有风坐标；相应地，根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大
于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。
63.上述多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
64.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储环境参数数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种多参数融合的架空线路风偏距离测量与安全预警方法。
65.本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
66.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
67.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。
68.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时间参数。
69.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；
根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。
70.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。
71.在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定风偏轨迹方程为：；其中，为架空线路上点在风偏后的坐标，为风偏角，为无风时架空线路两个悬挂点之间的档距，为无风时两个悬挂点之间的高差角，为集成传感器的有风坐标；相应地，根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。
72.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
73.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；基于预测位置与实际位置对初始模型进行参数调整，直至模型收敛；将模型收敛后所得的初始模型作为目标模型。
74.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：样本环境参数包括以下四种参数中的至少一种，以下四种参数分别为环境湿度、环境温度、环境气压以及时
间参数。
75.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取架空线路的第一安装参数，第一安装参数用于指示无风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据风偏角和第一安装参数，确定第二安装参数，第二安装参数用于指示有风时架空线路与两个悬挂点之间的位置关系；根据第二安装参数、有风坐标和无风轨迹方程，确定架空线路的风偏轨迹方程，无风轨迹方程是指无风时架空线路的轨迹方程。
76.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据风偏角确定无风平面与风偏平面之间的几何关系，无风平面是指无风时架空线路所在的平面，风偏平面是指有风时架空线路所在的平面；根据几何关系和第一安装参数，确定第二安装参数。
77.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定风偏轨迹方程为：；其中，为架空线路上点在风偏后的坐标，为风偏角，为无风时架空线路两个悬挂点之间的档距，为无风时两个悬挂点之间的高差角，为集成传感器的有风坐标；相应地，根据风偏轨迹方程，确定架空线路与障碍物之间的最小距离，障碍物是指影响架空线路安全性的物体；若最小距离大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为安全，若最小距离不大于第二预设阈值，则架空线路的风偏距离为不安全。
78.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：实时获取环境参数，环境参数是指由集成传感器获取的架空线路所处环境的环境指标数值；将环境参数输入至目标模型，确定集成传感器的有风坐标，并将有风坐标与集成传感器的无风坐标之间的差值作为坐标变化量；若坐标变化量小于第一预设阈值，则根据有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，若坐标变化量不小于第一预设阈值，则获取架空线路的风偏角，根据风偏角和有风坐标，确定架空线路的风偏轨迹方程，第一预设阈值是基于架空线路风偏安全距离分析的准确率所设置的；根据风偏轨迹方程，对架空线路的风偏距离进行安全分析。
79.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置；将样本环境参数和样本环境参数对应的集成传感器的实际位置输入至初始模型中，得到样本环境参数对应的集成传感器的预测位置；
access memory，dram）等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
85.以上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。
86.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。