本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)預(yù)測算法理論和處理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。

背景技術(shù)：

在輸電線路中，絕緣子串用于連接架空輸電線路與鐵塔，并在二者之間起絕緣作用。高壓直流輸電系統(tǒng)中，絕緣子在直流電壓作用下產(chǎn)生泄漏電流，且泄漏電流方向恒定。在潮濕和污穢環(huán)境中，污穢物受潮產(chǎn)生的污液流過絕緣子金屬附件表面，在泄漏電流作用下，會與金屬附件產(chǎn)生反應(yīng)，發(fā)生化學(xué)和電解腐蝕，嚴(yán)重時會危害到電網(wǎng)線路的安全穩(wěn)定運行。

現(xiàn)有的絕緣子金屬附件腐蝕電荷量在線監(jiān)測系統(tǒng)可對高壓線路的泄漏電流進(jìn)行綜合傳感采集，為系統(tǒng)主機(jī)提供各種采集數(shù)據(jù)參考依據(jù)，能對絕緣子附件的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，得到準(zhǔn)確的年均腐蝕電荷量及實時腐蝕速率，為后續(xù)待建的特高壓直流輸電工程上盤形懸式瓷和玻璃絕緣子產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和運行維護(hù)提供技術(shù)支撐。

盡管現(xiàn)有的絕緣子金屬附件腐蝕電荷量在線監(jiān)測系統(tǒng)可以有效地對金屬腐蝕電荷量進(jìn)行監(jiān)測，但目前尚沒有一種科學(xué)的手段實現(xiàn)絕緣子金屬附件腐蝕電荷量的預(yù)測，使得技術(shù)人員無法對未來一段時間內(nèi)的絕緣子金屬附件腐蝕狀態(tài)進(jìn)行評估，并推測電網(wǎng)運行狀態(tài)，也就無法對未來可能發(fā)生的電網(wǎng)運行事故進(jìn)行預(yù)防。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法預(yù)測絕緣子金屬附件腐蝕電荷量的問題。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，包括：絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

歷史數(shù)據(jù)錄入模塊，用于接收并存儲絕緣子金屬附件腐蝕試驗的歷史試驗數(shù)據(jù)，所述試驗數(shù)據(jù)包括歷史氣候數(shù)據(jù)和歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，所述歷史氣候數(shù)據(jù)包括相對濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和降雨信息數(shù)據(jù)；將所述歷史試驗數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊；

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于根據(jù)所述歷史試驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的試驗時間，分別對所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)、所述降雨信息數(shù)據(jù)和所述腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行升序處理；分別對所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)、所述降雨信息數(shù)據(jù)和所述腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值處理；將處理后的所述歷史試驗數(shù)據(jù)發(fā)送至特征量提取模塊；

所述特征量提取模塊，用于根據(jù)處理后的所述歷史試驗數(shù)據(jù)，提取出每小時相對濕度、每天最大溫差、每日降雨信息、每小時腐蝕電荷量和年均腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；分別將所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差、所述每日降雨信息和所述每小時腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊；分別將所述每小時腐蝕電荷量和所述年均腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至?xí)r間序列分析模塊；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊，用于根據(jù)所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差、所述每日降雨信息和所述每小時腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊；

外部環(huán)境輸入模塊，用于接收未來氣候數(shù)據(jù)，并對所述未來氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；將處理后的所述未來氣候數(shù)據(jù)發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊；

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊，用于根據(jù)處理后的所述未來氣候數(shù)據(jù)和所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型對未來一段時間內(nèi)的金屬附件腐蝕電荷量進(jìn)行預(yù)測，得到與所述未來氣候數(shù)據(jù)相對應(yīng)的第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；

所述時間序列分析模塊，用于對所述年均腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分析，并對未來多年內(nèi)的金屬附件腐蝕電荷量進(jìn)行預(yù)測，得到年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；根據(jù)所述每小時腐蝕電荷量數(shù)據(jù)預(yù)測未來一段時間內(nèi)的腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，得到第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括，數(shù)據(jù)后處理模塊，用于存儲所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)、所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；判斷所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)是否相同；如果所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)相同，則將所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)作為短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；如果所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)不相同，則將所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和對應(yīng)的所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)的平均值，作為短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括，數(shù)據(jù)查詢模塊，用于向所述數(shù)據(jù)后處理模塊發(fā)送短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；

所述數(shù)據(jù)后處理模塊，還用于接收所述短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；從所述短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)中，查找出與所述短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊，還用于接收所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)；對所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并評估絕緣子的運行狀態(tài)。

更進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)查詢模塊，還用于向所述數(shù)據(jù)后處理模塊發(fā)送年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；

所述數(shù)據(jù)后處理模塊，還用于接收所述年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；從所述年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)中，查找出與所述年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊，還用于接收所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

更進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)查詢模塊，還用于向所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊發(fā)送歷史數(shù)據(jù)查詢指令；

所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊，還用于接收所述歷史數(shù)據(jù)查詢指令；從所述歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)中，查找出與所述歷史數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊，還用于接收所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括，數(shù)據(jù)修改模塊，用于對所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊和所述數(shù)據(jù)后處理模塊中的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括，數(shù)據(jù)輸出模塊，用于導(dǎo)出所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)、所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括，登錄模塊，用于通過認(rèn)證方式登錄所述數(shù)據(jù)庫，從而完成對絕緣子金屬附件腐蝕電荷量數(shù)據(jù)的預(yù)測，所述認(rèn)證方式包括人臉識別認(rèn)證、指紋識別認(rèn)證和密碼認(rèn)證。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，包括絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：歷史數(shù)據(jù)錄入模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征量提取模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊、外部環(huán)境輸入模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊和時間序列分析模塊。歷史試驗數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理和特征量提取后，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，再結(jié)合未來一段時間的氣候數(shù)據(jù)，得到第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；對經(jīng)過預(yù)處理和特征量提取后的歷史試驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行時間序列分析，得到未來多年的年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。由年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)，對絕緣子金屬附件保護(hù)裝置的設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)；通過對比第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)，可提高腐蝕電荷量預(yù)測的準(zhǔn)確性，并可對絕緣子的運行狀態(tài)進(jìn)行評估，進(jìn)而保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例示出的絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例示出的一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，包括絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)10，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括：歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102、特征量提取模塊103、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊104、外部環(huán)境輸入模塊105、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊106和時間序列分析模塊107。

所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101，用于接收并存儲絕緣子金屬附件腐蝕試驗的歷史試驗數(shù)據(jù)，所述試驗數(shù)據(jù)包括歷史氣候數(shù)據(jù)和歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，所述歷史氣候數(shù)據(jù)包括相對濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和降雨信息數(shù)據(jù)；將所述歷史試驗數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102。其中，所述降雨信息數(shù)據(jù)為記錄試驗過程中，是否出現(xiàn)降雨的信息數(shù)據(jù)。

所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101可以與絕緣子金屬附件腐蝕電荷量在線監(jiān)測系統(tǒng)連接，使絕緣子金屬附件腐蝕電荷量在線監(jiān)測系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)，可以不斷地錄入所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101中，有利于擴(kuò)展所述數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量。

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102，用于根據(jù)所述歷史試驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的試驗時間，分別對所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)、所述降雨信息數(shù)據(jù)和所述腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行升序處理，即按時間升序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

在數(shù)據(jù)的采集過程中，很可能因為在線監(jiān)測系統(tǒng)的故障等原因造成一些數(shù)據(jù)缺失，而在數(shù)據(jù)分析處理過程中，系統(tǒng)丟失了大量的有用信息，會使系統(tǒng)存在不確定性，且包含空值的數(shù)據(jù)可能導(dǎo)致輸出數(shù)據(jù)不可靠，因此有必要對缺失值進(jìn)行處理。處理方法一般分為插值處理和刪除處理兩種，因為在統(tǒng)計金屬附件腐蝕電荷量的過程中需要將記錄的腐蝕電荷量進(jìn)行累加，因此只考慮插值處理的情況。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊102，還用于分別對升序后的所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)、所述降雨信息數(shù)據(jù)和所述腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，并將處理后的所述歷史試驗數(shù)據(jù)發(fā)送至特征量提取模塊103。

考慮到金屬腐蝕電荷量數(shù)據(jù)、相對濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和降雨信息數(shù)據(jù)一般具有連貫性，不會在以分鐘為單位的短時間內(nèi)出現(xiàn)很大的突變，因此在缺失值的處理上采用就近插值的方法，即根據(jù)缺失值附近的其他記錄信息對數(shù)據(jù)進(jìn)行插值補(bǔ)齊。

所述特征量提取模塊103，用于根據(jù)處理后的所述歷史試驗數(shù)據(jù)，提取出每小時相對濕度、每天最大溫差、每日降雨信息、每小時腐蝕電荷量和年均腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；分別將所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差、所述每日降雨信息和所述每小時腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊104；分別將所述每小時腐蝕電荷量和所述年均腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至?xí)r間序列分析模塊107。

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊104，用于根據(jù)所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差、所述每日降雨信息和所述每小時腐蝕電荷量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；將所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊106。

外部環(huán)境輸入模塊105，用于接收未來氣候數(shù)據(jù)；根據(jù)所述未來氣候數(shù)據(jù)對應(yīng)的試驗時間，分別對所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)和所述降雨信息數(shù)據(jù)進(jìn)行升序處理；分別對升序后的所述相對濕度數(shù)據(jù)、所述溫度數(shù)據(jù)和所述降雨信息數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值處理；根據(jù)處理后的所述未來氣候數(shù)據(jù)，提取出未來一段時間內(nèi)的每小時相對濕度、每天最大溫差和每日降雨信息的統(tǒng)計數(shù)據(jù)；將未來一段時間內(nèi)的所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差和所述每日降雨信息的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊106。

所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊106，用于根據(jù)未來一段時間內(nèi)的所述每小時相對濕度、所述每天最大溫差和所述每日降雨信息的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，對未來一段時間內(nèi)的金屬附件腐蝕電荷量進(jìn)行預(yù)測，得到與所述未來氣候數(shù)據(jù)相對應(yīng)的第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

人類大腦在信息處理過程中主要依靠神經(jīng)元之間的相互作用，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對這一過程進(jìn)行模擬，進(jìn)而來分析處理一些復(fù)雜問題，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理非線性問題上具有很大的優(yōu)勢。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由輸入層、隱藏層和輸出層構(gòu)成，每層由多個神經(jīng)元構(gòu)成。神經(jīng)元的輸出可以由多個輸入來決定。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的魯棒性、記憶能力、非線性映射能力以及強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)能力，便于計算機(jī)實現(xiàn)。簡化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型，其輸入與輸出之間的對應(yīng)關(guān)系如下：

y_i＝f(X_i)

式中：k_ji表示從細(xì)胞j到細(xì)胞i的連接權(quán)重；x_j,j＝1,2,…,n為神經(jīng)元的輸入信號；θ_i為神經(jīng)元的閾值；n為輸入信號的數(shù)目；X_i為神經(jīng)元的輸入；y_i為神經(jīng)元的輸出。

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)時，就是來改變神經(jīng)元之間的連接權(quán)重，訓(xùn)練算法通過不斷調(diào)整這些連接權(quán)重，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)預(yù)測。

利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行預(yù)測時，其具體工作過程如下：

(1)對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理：這一步的目的是為了加快數(shù)據(jù)在訓(xùn)練過程中的收斂速度。需要把數(shù)據(jù)映射到(0,1)區(qū)間內(nèi)。轉(zhuǎn)換公式如下：

式中：x_i為原始數(shù)據(jù)，x_i′為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后的數(shù)值，x_max、x_min分別對象原始數(shù)據(jù)的最大值以及最小值。利用上述方法將每小時相對濕度，每日最大溫差和每小時累積金屬腐蝕電荷量進(jìn)行歸一化處理。

(2)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，將已有的數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)。

(3)建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這里主要用到了多層感知器模型，首先根據(jù)變量來確定輸入層的神經(jīng)元數(shù)量，根據(jù)因變量來設(shè)置輸出層的神經(jīng)元數(shù)量，因為這里因變量為金屬腐蝕電荷量，所以設(shè)置輸出層神經(jīng)元為1個。根據(jù)輸出層以及輸入層的神經(jīng)元數(shù)量確定出隱藏層神經(jīng)元數(shù)量。其中隱藏層的激活函數(shù)選取為雙曲正切函數(shù)。

(4)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練測試。依據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)以及神經(jīng)元數(shù)量對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練目標(biāo)、訓(xùn)練次數(shù)和學(xué)習(xí)速度進(jìn)行設(shè)置，并利用測試數(shù)據(jù)對訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行測試，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知器模型。

(5)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知器模型對絕緣子金屬附件腐蝕電荷量進(jìn)行預(yù)測。

相對濕度、降雨和溫差是影響絕緣子金屬附件腐蝕電荷量的主要因素。因此可以將每小時相對濕度數(shù)據(jù)、每天最大溫差數(shù)據(jù)和每日降雨信息數(shù)據(jù)作為變量，將金屬附件腐蝕電荷量作為因變量來進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模，并進(jìn)行訓(xùn)練測試，得到一個比較準(zhǔn)確的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的絕緣子金屬附件腐蝕電荷量的預(yù)測模型，即為上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知器模型。然后可以利用未來一段時間內(nèi)的氣候情況，獲取每小時相對濕度數(shù)據(jù)、每天最大溫差數(shù)據(jù)和每日降雨信息數(shù)據(jù)，作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知器模型的輸入值，則神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多層感知器模型的輸出值即為第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

所述時間序列分析模塊107，用于對所述年均腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分析，并對未來多年內(nèi)的金屬附件腐蝕電荷量進(jìn)行預(yù)測，得到年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；根據(jù)所述每小時腐蝕電荷量數(shù)據(jù)預(yù)測未來一段時間內(nèi)的腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，得到第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

時間序列是按時間順序的一組數(shù)字序列。時間序列分析就是利用這組數(shù)列，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法加以處理，以預(yù)測未來事物的發(fā)展。時間序列分析是定量預(yù)測方法之一，它的基本原理：一是承認(rèn)事物發(fā)展的延續(xù)性。應(yīng)用過去數(shù)據(jù)，就能推測事物的發(fā)展趨勢。二是考慮到事物發(fā)展的隨機(jī)性。任何事物發(fā)展都可能受偶然因素影響，因此要對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以消除其影響。

時間序列分析法廣泛應(yīng)用于探究特征量隨時間發(fā)展變化的規(guī)律上。時間序列分析法的預(yù)測效果較好，且數(shù)據(jù)處理過程較為簡單，時間序列的綜合分析步驟主要如下：

(1)找到影響時間序列的變動因素，確定其變動類型。

(2)測定季節(jié)變化對時間序列的影響程度。

(3)利用得到的季節(jié)變化影響因子對時間序列進(jìn)行修訂，消除其影響。

(4)利用消除了季節(jié)影響之后的時間序列對變化趨勢進(jìn)行擬合。

(5)計算時間序列的周期波動幅度和周期長度。

(6)對時間序列進(jìn)行預(yù)測。

如圖2所示，所述基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，還包括：登錄模塊20、數(shù)據(jù)后處理模塊21、數(shù)據(jù)查詢模塊22、數(shù)據(jù)輸出模塊23和數(shù)據(jù)修改模塊24。

所述數(shù)據(jù)后處理模塊21，用于存儲所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)、所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；判斷所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)是否相同；如果所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)相同，則將所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)作為短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；如果所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)不相同，則將所述第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和對應(yīng)的所述第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)的平均值，作為短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)查詢模塊22，用于向所述數(shù)據(jù)后處理模塊21發(fā)送短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；

所述數(shù)據(jù)后處理模塊21，還用于接收所述短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；從所述短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)中，查找出與所述短時預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊22；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊22，還用于接收所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)，可以得出對應(yīng)的未來時間段內(nèi)絕緣子金屬附件保護(hù)裝置的損失量，從而對絕緣子金屬附件保護(hù)裝置的狀態(tài)進(jìn)行評估，以保證絕緣子的安全運行，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的安全運行。

所述數(shù)據(jù)查詢模塊22，還用于向所述數(shù)據(jù)后處理模塊21發(fā)送年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；

所述數(shù)據(jù)后處理模塊21，還用于接收所述年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令；從所述年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)中，查找出與所述年均預(yù)測數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊22；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊22，還用于接收所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對絕緣子金屬附件保護(hù)裝置的設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)。

所述數(shù)據(jù)查詢模塊22，還用于向所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101發(fā)送歷史數(shù)據(jù)查詢指令；

所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101，還用于接收所述歷史數(shù)據(jù)查詢指令；從所述歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)中，查找出與所述歷史數(shù)據(jù)查詢指令相匹配的目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)；將所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)查詢模塊22；

所述數(shù)據(jù)查詢模塊22，還用于接收所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,使用戶可以根據(jù)實際需要，通過所述數(shù)據(jù)庫隨時查看絕緣子金屬附件腐蝕電荷量在線監(jiān)測系統(tǒng)的歷史試驗數(shù)據(jù)。

所述數(shù)據(jù)輸出模塊23，用于導(dǎo)出所述目標(biāo)短時預(yù)測數(shù)據(jù)、所述目標(biāo)年均預(yù)測數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)歷史腐蝕電荷量數(shù)據(jù)，用戶可以將所需數(shù)據(jù)輸出至自定義文件夾當(dāng)中，還可以打印預(yù)測數(shù)據(jù)報告和數(shù)據(jù)分析報告等。

所述數(shù)據(jù)修改模塊24，用于對所述歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101和所述數(shù)據(jù)后處理模塊21中的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。當(dāng)對歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101中的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，修改后的數(shù)據(jù)仍存儲在歷史數(shù)據(jù)錄入模塊101中；當(dāng)對數(shù)據(jù)后處理模塊21中的存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，修改后的數(shù)據(jù)仍存儲在數(shù)據(jù)后處理模塊21中。

所述登錄模塊20，用于通過認(rèn)證方式登錄所述數(shù)據(jù)庫，從而完成對絕緣子金屬附件腐蝕電荷量數(shù)據(jù)的預(yù)測、查詢、修改和輸出。其中，所述認(rèn)證方式包括人臉識別認(rèn)證、指紋識別認(rèn)證和密碼認(rèn)證，可以保證所述數(shù)據(jù)庫的安全性。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的一種基于絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，包括絕緣子金屬附件腐蝕電荷量預(yù)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：歷史數(shù)據(jù)錄入模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征量提取模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練模塊、外部環(huán)境輸入模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模塊和時間序列分析模塊。歷史試驗數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理和特征量提取后，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，再結(jié)合未來一段時間的氣候數(shù)據(jù)，得到第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)；對經(jīng)過預(yù)處理和特征量提取后的歷史試驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行時間序列分析，得到未來多年的年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)。由年均腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)，對絕緣子金屬附件保護(hù)裝置的設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)；通過對比第一短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)和第二短時腐蝕電荷量預(yù)測數(shù)據(jù)，可提高腐蝕電荷量預(yù)測的準(zhǔn)確性，并可對絕緣子的運行狀態(tài)進(jìn)行評估，進(jìn)而保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。