(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210919416.8 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 广东电网有限责任公司广州供电局 地址 510620 广东省广州市天河区天河南 二路2号 (72)发明人 杨帆　方健　王红斌　何嘉兴　 黄柏　王振华　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 李斌 (51)Int.Cl. G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方 法及装置 (57)摘要 本发明公开了基于风险评估的剥皮电缆修 复方案选择方法及装置， 方法包括： 根据剥皮电 缆的绝缘状态， 定义剥皮电缆的风险等级和风险 程度； 构建多维老化指标， 依据剥皮电缆运行时 间采集多维老化指标数据并使用三次样条插值 法扩充样本数据， 构建多维老化指标数据集； 使 用k‑means聚类算法对多维老化指标数据集进行 聚类并划分风险等级区间， 建立多维指标风险矩 阵； 基于多维指标风险矩阵， 使用主客观综合权 重法确定多维老化指标所对应的分类标签； 基于 随机森林模型建立并训练剥皮电缆的修复方式 分类模型， 输出剥皮电缆的修复方式选择结果。 本发明解决了难以根据剥皮电缆健康状态选择 最佳修复方式的问题， 实现剥皮电缆修复方式的 快速、 可靠 选择。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 115409208 A 2022.11.29 CN 115409208 A 1.基于风险评估的剥皮电缆 修复方案 选择方法， 其特 征在于， 包括下述 步骤： 根据剥皮电缆的绝 缘状态， 定义剥皮电缆的风险等级和风险程度； 构建多维老化指标， 依据剥皮电缆运行时间采集多维老化指标数据并使用三 次样条插 值法扩充样本数据， 构建多维老化指标 数据集； 使用k‑means聚类算法对多维老化指标数据集进行聚类并划分风 险等级区间， 建立多 维指标风险矩阵； 基于多维指标风险矩阵， 使用主客观综合权重法确定多维老化指标所对应的分类标 签； 基于随机森林模型建立并训练剥皮电缆的修复方式分类模型， 输出剥皮电缆的修复方 式选择结果。 2.根据权利要求1所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述定义剥皮电缆的风险等级和风险程度， 具体为： 获取剥皮电缆的绝缘状态， 当剥皮电缆的绝缘状态为差时， 定义剥皮电缆的风险等级 为Ⅰ类， 定义风险程度表示剥皮电缆 易引起绝缘击穿、 火灾或者停电的重大事故； 当剥皮电缆的绝缘状态为中时， 定义剥皮电缆的风险等级为 Ⅱ类， 定义风险程度表示 剥皮电缆 绝缘性能退化 严重， 但不足以导 致击穿事故， 会导 致非计划性维护或修理； 当剥皮电缆的绝缘状态为良时， 定义剥皮电缆的风险等级为 Ⅲ类， 定义风险程度表示 剥皮电缆 绝缘性能略微下降， 各项绝 缘指标均处于安全状态； 当剥皮电缆的绝缘状态为良时， 定义剥皮电缆的风险等级为 Ⅳ类， 定义风险程度表示 剥皮电缆 绝缘性能未发生退化， 各项绝 缘指标均处于健康状态。 3.根据权利要求2所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述多维老化指标基于老化指标进行构建， 包括断裂伸长率保留率％、 断裂强度MPa、 介电常 数、 介质损耗因数tan δ及电气强度kV/m m； 所述老化指标包括电缆介电性 能参数和力学性能参数； 所述介电性能参数包括介电常 数、 介质损耗因数及电气强度； 所述力学性能参数包括断裂伸长率保留率及断裂强度； 所述构建多维老化指标 数据集， 步骤为： 采集剥皮电缆老化过程中的老化 参数， 变换 得到多维老化指标 数据； 使用三次样条插值法扩充样本数据， 具体为： 将已知n个多维老化指标数据作为插值节点， 插值节点的自变量x为老化时间， 因变量y 为多维老化指标数据， 其中老化时间符合x1<x2<x3<…<xn， 多维老化指标数据符合y1>y2> y3…>yn， 将任意两个插值节点作为插值区间， 对于插值区间上的插值 函数为： yi(x)＝aix3+bix2+cix+di 式中yi为第i个区间的老化指标， ai、 bi、 ci、 di均为第i个区间上插值 函数的待求 参数； 使用插值 函数将测量 好的插值数据插 入插值区间， 构建多维老化指标 数据集。 4.根据权利要求3所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述变换得到多维老化指标 数据， 具体为： 分析采集的老化参数数据， 对于剥皮电缆老化过程中采集的具有减小趋势的老化参 数， 变换公式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115409208 A 2其中， Hd为具有减小趋势的老化参数变换得到的多维老化指标数据， Ht为老化时间t年 下的老化 参数值， H0为初始老化 参数值； 对于剥皮电缆老化过程中采集的具有增大趋势的老化 参数， 变换公式为： 其中， Hi为具有增大趋势的老化参数变换得到的多维老化指标数据， Hcrit为老化程度达 到不可接受时的关键老化参数值， 所述不可接收时的关键 老化参数值根据失效阈值进 行设 定。 5.根据权利要求1所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述k‑means聚类算法的目标函数为： 其中， J为目标函数值， il为每个聚类Cj中的样本， wj为类的中心点； 所述建立多维指标风险矩阵具体步骤为： 对于某一多维老化指标， 按照风险等级个数设定聚类中心点个数， 使用k ‑means聚类算 法对相应的多维老化指标数据进行聚类， 将每一聚类作为一个风险等级区间， 即风险等级 区间＝聚类中心点个数， 实现对该多维老化指标的风险等级划分； 重复上述步骤对多个多维老化指标进行风险等级区间划分， 形成多维老化指标风险矩 阵。 6.根据权利要求5所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述使用主客观综合权 重法确定多维老化指标 所对应的分类标签， 具体为： 使用主客观综合权 重法计算各多维老化指标的权 重， 计算公式为： 其中， αj为基于层次分析法所计算得到的多维老化指标对应权重， βj为基于熵值法计算 得到的多维老化指标对应权 重； 比较各多维老化指标的权重获得权重最大的多维老化指标， 以风险矩阵中权重最大的 多维老化指标的风险等级区间为标准， 对多维老化指标 数据进行分类， 确定分类标签； 所述分类标签包括0、 1、 2； 其中， 标签0表示风险等级为 Ⅲ和Ⅳ类， 剥皮电缆不采取修复 措施， 标签1表示风险等级为 Ⅱ类， 剥皮电缆应采 取绕包修复方式进 行修复， 标签2表示风险 等级为Ⅰ类， 剥皮电缆应采取截断换新 修复方式进行修复。 7.根据权利要求6所述的基于风险评估的剥皮电缆修复方案选择方法， 其特征在于， 所 述基于随机森林模型建立并训练剥皮电缆的修复方式分类模型， 具体为： 将多维老化指标 数据集划分为训练集和 测试集； 基于随机森林模型建立修复方式分类模型； 将训练集输入修复方式分类模型中进行训权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115409208 A 3