基于数字孪生模型的传感器部署方法、系统、设备和介质与流程

本发明涉及数字孪生模型，尤其涉及基于数字孪生模型的传感器部署方法、系统、设备和介质。

背景技术：

1、气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear，gis)作为城市电网的主要设备，对电网的供电可靠性起着至关重要的作用，备受电网公司重视。gis设备生产制造和工程施工中都有可能遗留绝缘的潜在缺陷，随着运行年限的增加，这些绝缘缺陷会发展成危险的放电通道，进而可能引发gis击穿故障，导致事故，造成经济损失和人身伤亡。

2、gis内部绝缘缺陷通常伴随有局部放电现象，通过特高频局部放电检测技术，使用局部放电带电检测装置，在gis正常运行时检测其内部绝缘缺陷，能够在不影响电网运行的前提下对gis设备的健康状态进行实时评估，及时发现隐患，避免设备故障。数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。

3、现有的传感器部署方法在部署传感器时，完全根据测试人员个人习惯进行部署，容易遗漏关键测点或布置不必要的位置，导致检测结果准确度低。

技术实现思路

1、本发明提供了基于数字孪生模型的传感器部署方法、系统、设备和介质，解决了现有的传感器部署方法在部署传感器时，完全根据测试人员个人习惯进行部署，容易遗漏关键测点或布置不必要的位置，导致检测结果准确度低的技术问题。

2、本发明提供的一种数字孪生模型的传感器部署方法，应用于gis数字孪生模型，所述方法包括：

3、获取气体绝缘组合电器结构数据和局部放电源，采用所述气体绝缘组合电器结构数据和所述局部放电源，确定初始传感器组和初始定位集合；

4、基于所述初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合；

5、判断所述中间定位集合与所述初始定位集合之间的交集分布范围是否大于预设误差值；

6、若是，则根据所述中间定位集合调整所述初始传感器组中初始传感器的位置，生成目标传感器组；

7、将所述目标传感器组作为所述初始传感器组，所述中间定位集合作为所述初始定位集合，并跳转执行所述基于所述初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合的步骤；

8、若否，则将所述初始传感器组对应的传感器位置作为传感器部署位置。

9、可选地，所述气体绝缘组合电器结构数据包括装置内部坐标集合和非屏蔽绝缘盆子坐标集合；所述采用所述气体绝缘组合电器结构数据和所述局部放电源，确定初始传感器组和初始定位集合的步骤，包括：

10、按照预设选取规则，从所述非屏蔽绝缘盆子坐标集合中选取两个所述初始传感器位置，生成第一目标传感器位置和第二目标传感器位置；

11、在所述第一目标传感器位置和所述第二目标传感器位置上分别设置所述初始传感器，生成初始传感器组；

12、将所述装置内部坐标集合作为初始定位集合。

13、可选地，所述初始传感器组包括两个所述初始传感器；所述基于所述初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合的步骤，包括：

14、计算所述局部放电源的放电脉冲分别到所述初始传感器的时间差，生成时间差期望值；

15、计算所述时间差期望值与光速的乘积，生成距离差期望值；

16、采用所述距离差期望值和第一预设定位误差，构建距离差筛选区间；

17、按照所述距离差筛选区间从预设距离指纹库中选取多个定位坐标，构建中间定位集合。

18、可选地，所述根据所述中间定位集合调整所述初始传感器组中初始传感器的位置，生成目标传感器组的步骤，包括：

19、判断所述初始传感器组中是否有位于所述中间定位集合中的初始传感器；

20、若是，则将所述初始传感器组中位于所述中间定位集合中的初始传感器作为中间传感器；

21、若否，则根据所述中间定位集合和所述初始传感器组对应的距离差，确定中间传感器；

22、根据所述中间定位集合调整所述中间传感器的位置，生成目标传感器；

23、采用所述目标传感器和未进行位置调整的所述初始传感器，构建目标传感器组。

24、可选地，所述根据所述中间定位集合和所述初始传感器组对应的距离差，确定中间传感器的步骤，包括：

25、选取所述中间定位集合中最小距离对应的定位坐标，生成最小定位坐标；

26、分别计算所述初始传感器组中各所述初始传感器对应的传感器坐标与所述最小定位坐标之间的差值，生成初始距离差值；

27、将所述初始距离差值中的最大值作为目标距离差值；

28、将所述目标距离差值对应的初始传感器作为中间传感器。

29、可选地，所述根据所述中间定位集合调整所述中间传感器的位置，生成目标传感器的步骤，包括：

30、选取所述中间定位集合中的可部署传感器坐标，生成多个位置坐标；

31、分别计算所述位置坐标与所述中间传感器对应的传感器坐标之间的差值，生成初始坐标差值；

32、将大于第二预设定位误差的最小所述初始坐标差值作为目标坐标差值；

33、将所述中间传感器移动至所述目标坐标差值对应的位置坐标上，生成目标传感器。

34、本发明还提供了一种数字孪生模型的传感器部署系统，包括：应用于gis数字孪生模型，所述系统包括：

35、初始传感器组和初始定位集合确定模块，用于获取气体绝缘组合电器结构数据和局部放电源，采用所述气体绝缘组合电器结构数据和所述局部放电源，确定初始传感器组和初始定位集合；

36、中间定位集合生成模块，用于基于所述初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合；

37、中间定位集合判定模块，用于判断所述中间定位集合与所述初始定位集合之间的交集分布范围是否大于预设误差值；

38、目标传感器组生成模块，用于若是，则根据所述中间定位集合调整所述初始传感器组中初始传感器的位置，生成目标传感器组；

39、跳转执行模块，用于将所述目标传感器组作为所述初始传感器组，所述中间定位集合作为所述初始定位集合，并跳转执行所述基于所述初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合的步骤；

40、传感器部署位置确定模块，用于若否，则将所述初始传感器组对应的传感器位置作为传感器部署位置。

41、可选地，所述气体绝缘组合电器结构数据包括装置内部坐标集合和非屏蔽绝缘盆子坐标集合，所述初始传感器组和初始定位集合确定模块包括：

42、第一目标传感器位置和第二目标传感器位置生成模块，用于按照预设选取规则，从所述非屏蔽绝缘盆子坐标集合中选取两个所述初始传感器位置，生成第一目标传感器位置和第二目标传感器位置；

43、初始传感器组生成模块，用于在所述第一目标传感器位置和所述第二目标传感器位置上分别设置所述初始传感器，生成初始传感器组；

44、初始定位集合确定模块，用于将所述装置内部坐标集合作为初始定位集合。

45、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行实现如上述任一项数字孪生模型的传感器部署方法的步骤。

46、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项数字孪生模型的传感器部署方法。

47、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

48、本发明通过获取气体绝缘组合电器结构数据和局部放电源，采用气体绝缘组合电器结构数据和局部放电源，确定初始传感器组和初始定位集合。基于初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合。判断中间定位集合与初始定位集合之间的交集分布范围是否大于预设误差值，若是，则根据中间定位集合调整初始传感器组中初始传感器的位置，生成目标传感器组。将目标传感器组作为初始传感器组，中间定位集合作为初始定位集合，并跳转执行基于初始传感器组从预设距离指纹库中选取定位坐标，生成中间定位集合的步骤。若否，则将初始传感器组对应的传感器位置作为传感器部署位置。解决了现有的传感器部署方法在部署传感器时，完全根据测试人员个人习惯进行部署，容易遗漏关键测点或布置不必要的位置，导致检测结果准确度低的技术问题。在gis数字孪生模型上部署传感器，具备指导或辅助工程师现场部署或更改传感器位置，避免遗漏关键测点，降低置不必要的传感器位置的次数，提高检测效率和检测结果准确度。