一种接地网地下铺设结构识别方法、设备及存储设备

本发明涉及变电站接地网结构识别领域，尤其涉及一种基于数据补全及结构数据点选择的接地网地下铺设结构识别方法、设备及存储设备。

背景技术：

1、对接地网进行探测并对探测数据进行分析，是检测接地网地下铺设结构的主要手段，其中基于法拉第电磁感应定律的非接触式探测方法，能够保证在不开挖现场、不暂停变电站运行的情况下得到接地网完整的响应数据。现有的技术方案常采用瞬变电磁成像诊断法，通过对磁场进行反演计算或者分析接地网不同缺陷状态下的电磁响应数据特征来定位接地导体。但是这些方法都是将采集的数据直接成像后进行分析，缺少针对性的数据处理，导致算法复杂且计算量大。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种接地网地下铺设结构识别方法、设备及存储设备，用以解决接地网腐蚀判别算法复杂的问题，实现对任意铺设结构的接地网地下铺设位置识别。一种接地网地下铺设结构识别方法，主要包括：

2、s1：获取接地网的探测数据，对其进行归一化及双调和样本插值处理，将零散、缺失的数据补全为均匀分布的响应数据；

3、s2：对响应数据进行小波降噪处理；

4、s3：在进行步骤s1-2处理之后的数据中得到不同形状的结构数据点；

5、s4：根据得到的结构数据点，通过设定连通区域的阈值进行零散结构数据点的剔除，得到最终的接地网地下铺设结构识别结果。

6、进一步地，步骤s1中，采用如下所示的最值归一化处理公式对探测数据进行归一化处理，得到处理后数据z'：

7、

8、其中，z表示原始的探测数据。

9、进一步地，步骤s1中，采用双调和样条插值法进行双调和样本插值处理的过程如下：

10、首先，各探测数据包括三个变量：x方向位置x＝[x1,x2,...,xn]t、y方向位置y＝[y1,y2,...,yn]t、对应位置处磁感应强度探测数据z＝[z1,z2,...,zn]t，计算n个探测点之间的格林函数矩阵g：

11、

12、

13、

14、其中，dij表示各个探测点之间的格林函数，(xi,yi)、(xj,yj)分别表示两个不同位置的探测点坐标，rij表示点(xi,yi)和点(xj,yj)的欧式距离，n表示探测点数量；

15、然后，根据格林函数矩阵得到插值权重为w：

16、w＝g-1z

17、最后，根据插值权重得到待插值点数据z_grid(x,y)：

18、z_grid(x,y)＝w*g(x,y)

19、其中，g(x,y)为插值点处格林函数，

20、g(x,y)＝[d1,d2,...,dn]

21、di＝[ln(ri)-1]*ri2

22、其中，ri为插值点到各个探测点的欧氏距离，di表示插值点与各个探测点之间的格林函数，i＝1,2,...,n。

23、进一步地，步骤s3中，根据接地网地下铺设结构特征，提出“i”形，“l”形，“t”形，“x”形，并对各种形状设计识别结构数据点，其过程如下：

24、1)针对“i”形的接地网地下某部分结构

25、如果某一结构数据点p(i,j)满足下列任意一个公式，表示该点响应数据大于等于上下两点或者左右两点响应数据且不满足其他形状条件，则该点为接地网地下铺设结构“i”形结构数据点：

26、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i-1,j)

27、p(i,j)≥p(i,j+1)、p(i,j-1)

28、其中，p(i-1,j)、p(i+1,j)分别表示结构数据点p(i,j)左右相邻处的结构数据点，p(i,j+1)、p(i,j-1)分别表示结构数据点p(i,j)上下相邻处的结构数据点；

29、2)针对“l”形的接地网地下某部分结构

30、如果某一结构数据点p(i,j)满足下列任意一个公式，表示该点响应数据大于等于上下左右四点中任意相邻方向的两点响应数据且不满足其他形状条件，则该点为接地网地下铺设结构“l”形结构数据点：

31、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j-1)≥p(i-1,j)、p(i,j+1)

32、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j+1)≥p(i-1,j)、p(i,j-1)

33、p(i,j)≥p(i-1,j)、p(i,j-1)≥p(i+1,j)、p(i,j+1)

34、p(i,j)≥p(i-1,j)、p(i,j+1)≥p(i+1,j)、p(i,j-1)

35、3)针对“t”形的接地网地下某部分结构

36、如果某一结构数据点p(i,j)满足下列任意一个公式，表示该点响应数据大于等于上下左右四点中任意三点响应数据且不满足其他形状条件，则该点为

37、接地网地下铺设结构“t”形结构数据点：

38、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j-1)、p(i-1,j)≥p(i,j+1)

39、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j-1)、p(i,j+1)≥p(i-1,j)

40、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j+1)、p(i-1,j)≥p(i,j-1)

41、p(i,j)≥p(i,j+1)、p(i,j-1)、p(i-1,j)≥p(i+1,j)

42、4)针对“x”形的接地网地下某部分结构

43、如果某一结构数据点p(i,j)满足下列公式，表示该点响应数据大于等于上下左右四点响应数据，则该点为接地网地下铺设结构“x”形结构数据点：

44、p(i,j)≥p(i+1,j)、p(i,j-1)、p(i-1,j)、p(i,j+1)。

45、进一步地，步骤s4中，零散结构数据点的剔除过程为：

46、首先，对所有结构数据点进行判断，如果某一点的八个方向中有超过一处存在结构数据点，则该点为连通点；

47、然后，判断各个连通区域的连通点个数是否大于等于设置的阈值，若是，则该连通区域内所有连通点仍然是结构数据点；若否，则该连通区域内所有连通点不再是结构数据点。

48、进一步地，该方法还包括对识别结果的评价：

49、min(dist(p(i,j),loc))≤d

50、其中，dist()表示结构数据点p(i,j)与真实结构loc的距离，d为置信范围大小，若结构数据点在置信范围内，那么该结构数据点为可信结构数据点。

51、一种存储设备，所述存储设备存储指令及数据用于实现一种接地网地下铺设结构识别方法。

52、一种接地网地下铺设结构识别设备，包括：处理器及所述存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现一种接地网地下铺设结构识别方法。

53、本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明获取接地网的探测数据，对其进行归一化及双调和样本插值处理，将零散、缺失的数据补全为均匀分布的响应数据；对响应数据进行小波降噪处理；在进行处理之后的数据中得到不同形状的结构数据点；根据得到的结构数据点，通过设定连通区域的阈值进行零散结构数据点的剔除，得到最终的接地网地下铺设结构识别结果。通过归一化及双调和样本插值实现探测数据由离散、缺漏到空间上均匀分布的数据补全；通过小波降噪，实现探测数据的降噪处理；并提出包括“i”形，“l”形，“t”形，“x”形四种不同结构形状的结构数据点检测方法；通过设定连通区域的阈值进行零散结构数据点的剔除，实现结构数据点的筛选；最终得到一种基于真实铺设结构的置信区间内的结构数据点比例的接地网地下铺设结构识别准确性评价方法，解决了接地网腐蚀判别算法复杂的问题，实现了对任意铺设结构的接地网地下铺设位置识别。