本发明涉及设备诊断技术领域，具体涉及一种覆冰设备故障自动诊断方法及装置。
背景技术：
现有输电线路覆冰监测装置均是通过无线方式统一接入到各个区域的覆冰监测系统后台。系统仅可简单的判别装置是否离线、无数据等，但无法自动诊断分析具体的故障类型、故障原因等，同时误报率较高，无法综合所有数据进行判断。装置是否的确发生故障，基本都需依赖人工去逐一排查，并由相关人员自行将故障填写到相应的报表内。随着覆冰装置的逐年增长，相应的工作量也逐渐增多，每年冰季需耗费大量的人力去排查相应的故障，然而还是会不可避免的存在遗漏或人为判断错误的情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种覆冰设备故障自动诊断方法及装置，以自主对覆冰终端是否存在故障进行判断，并区分相应的故障类型与故障原因。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种覆冰设备故障自动诊断方法，所述覆冰设备所采集到的数据传输至输电线路覆冰监测系统，所述方法包括：
对覆冰监测系统所接收到的数据进行处理分析，根据分析结果来判断出设备是否故障，若发生故障，则判断出故障的类型和原因；
根据所判断出的故障类型和原因，给出对应故障类型的维护方案；
所述故障类型包括设备离线、采集数据异常以及图像采集异常。
第二方面，本发明实施例提供了一种覆冰设备故障自动诊断装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本实施例提供的覆冰设备故障自动诊断方法可以让覆冰检测系统后台根据覆冰设备所上传的数据可直接预判出设备可能的故障原因，并给出建议的维护方案，可有效减少人工排查的时间，减少人力资源消耗，尽量避免故障统计错漏及人为误判的出现。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的覆冰设备故障自动诊断方法的流程图；
图2为设备离线判断流程图；
图3为设备离线原因判断流程图；
图4为数据全部采集异常判断流程图；
图5为温度传感器异常判断流程图；
图6为风速传感器异常判断流程图；
图7为风向传感器异常判断流程图；
图8为拉力传感器异常判断流程图；
图9为无图像故障判断流程图；
图10为图像黑图故障判断流程图；
图11为本发明实施例2提供的覆冰设备故障自动诊断装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1：
由于覆冰设备所采集到的数据传输至输电线路覆冰监测系统，因此本实施例提供的覆冰设备故障自动诊断方法主要是部署在输电线路覆冰检测系统后台上的，参阅图1所示，本实施例提供的覆冰设备故障自动诊断方法具体包括如下步骤：
101、对覆冰监测系统所接收到的数据进行处理分析，根据分析结果来判断出设备是否故障，若发生故障，则判断出故障的类型和原因；
102、根据所判断出的故障类型和原因，给出对应故障类型的维护方案；
103、所述故障类型包括设备离线、采集数据异常以及图像采集异常。
由此可见，本实施例提供的覆冰设备故障自动诊断方法可以让覆冰检测系统后台根据覆冰设备所上传的数据可直接预判出设备可能的故障原因，并给出建议的维护方案，可有效减少人工排查的时间，减少人力资源消耗，尽量避免故障统计错漏及人为误判的出现。
具体地，设备离线故障的判断方式为：
系统超过一定时间a(单位分钟)未收到装置传回的心跳数据则可认为设备处于离线状态。默认参数a(单位分钟)由运维人员根据经验设置，通常为15-30分钟。
具体判断方法如下：
如图2所示，系统自动记录装置配置信息中的心跳间隔、采集间隔、在线时长与休眠时长，分别为a、b、c、d(单位分钟)。当d为0时，代表装置无休眠状态。
当d＝0时，根据a、b数值进行判定，以间隔长者为基准(通常a＝1，b＝10、15、20)，加上a分钟作为时间判据1，以间隔短者的数据类型作为类型判据1，如b＞a，则在b a分钟时间(时间判据1)后若未收到心跳数据(类型判据1)则判断装置离线。
当d＞0时，则以d a分钟作为时间判据2，以采集数据、心跳数据、休眠通知信息同时作为类型判据2，举例：在d a分钟内若未收到任何采集数据、心跳数据、休眠通知信息则认为设备离线。
如此，通过上述方法即可以准确高效地判断出设备是否处于离线故障
判断设备离线故障原因包括：
若设备全部或大部分离线，需先查看后台服务器网络是否存在问题，可设置比例，当超过一定百分比的在线设备离线，给出维护方案建议：检查服务器、系统后台及网络自身是否存在故障。
如图3所示，设置设备电池电压低压保护判断值b(通常为12v，可设置)，检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池趋势，若电池在c天内(通常为10天，可设置)电池电压一直下降或仅有小幅度上升(未超过13v)，且离线时间点距离初装时间不超过30天(可设置)，则判定供电系统太阳能板朝向不正确或电池故障或充放电功能异常；
检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池趋势，若电池在c天内(通常为10天，可设置)电池电压一直下降或仅有小幅度上升(未超过13v)，且离线时间点距离初装时间超过30天(可设置)，则判定有可能是电池低电压保护导致设备离线；
检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池；
检查设备电池电压，电池电压＞b时，检查信号强度，信号强度＜50％(可设置)判断有可能是现场信号弱导致设备离线；
若电池电压＞b，且信号强度＞50％(可设置)，则判定可能是通讯卡或主控故障导致设备离线；
设备离线故障维护方法建议包括：
离线时间距离初装时间不超过30天离线判定供电系统太阳能板朝向不正确或电池故障或充放电功能异常的，系统给出维护方案建议：备太阳能板、电池、充放电控制器，现场检查电源系统并修复。
判定电池低电压保护导致设备离线的，超出d天(通常为7天，可设置)设备仍然不恢复上线，系统给出维护方案建议：检查主控、供电系统，更换或修复故障元器件。若仍在d天内系统给出维护方案建议：暂不维护，待设备充电后恢复。
判定信号弱导致设备离线的，给出四条维护方案建议：尝试更换大增益天线；通知运营商增强信号；尝试更换运营商；确认无信号的塔位，建议换塔安装。
判定通讯卡或主控故障导致离线的，给出2条维护方案建议：查询通讯卡状态，确认无欠费、空号、服务关闭等现象；确认非通讯卡问题，更换主控单元。
当判断出设备处于在线状态时，则进入采集数据异常的判断，如图4-8所示，所述采集数据异常的判断包括：
判断装设备上的传感器是否全部异常；
若是设备所上传的数据全为0，检索拉力/倾角及气象数据，是否同步异常，不是，判断为单个或某几个传感器故障引起的全部采集异常；是，判断为主控故障或单个传感器故障引起的全部采集异常；
若不是全为0详见下列判断方法。
温度数据长期处于不正常数值，阀值可设，在南网地区，通常高温阀值设置为50℃(可设置)，低温阀值设置为-30℃可设置，当传感器长期(通常为48h，可设置)处于该温度，则判断温度传感器故障。
湿度数据长期(通常为48h，可设置)为0，则判断湿度传感器故障；
风速数据长期(通常为48h，可设置)保持不变但≠0，则判断风速传感器故障；
风速数据长期(通常为7天，可设置)＝0，且风向保持不变，则判断风速传感器故障
风向数据长期(通常为48h，可设置)保持不变但≠0，且风速保持不变，则判断风向传感器故障；
风向数据长期(通常为7天，可设置)＝0，且风速保持不变，则判断风向传感器故障；
拉力传感器长期(通常为24h，可设置)数据为0，判断拉力传感器故障；
当处于覆冰期时(后台系统设置，通常为每年的10月至第二年的3月)，拉力传感器测量数据＞e(根据经验设置，通常系数为2.5～5，根据塔位塔型及历年覆冰时的拉力数据进行针对性设置)×原始拉力数据(初装时拉力数据，需确保安装时为非覆冰期数据，若是覆冰期数据需第二年非覆冰期时对数据进行校准)，判断拉力传感器数据偏大；
当处于非覆冰期时，拉力传感器测量数据＞f(根据经验设置，通常系数为2)×原始拉力值，则判断为拉力传感器数据偏大；
当拉力传感器原始拉力值＞ekg(根据经验设置)时启用，拉力传感器测量数据＜g(根据经验设置，通常系数为0.5，需根据历年的数据、塔型、塔位进行设置)×原始拉力值，则判断为拉力传感器数据偏小。
拉力传感器间歇性数据为0(非全为0)，当每天上传的同地址码拉力传感器超出一定比例f(根据经验设置，默认30％)的数据为0，则判断拉力传感器跳变。
设备采集数据异常维护方法建议包括：
全部数据采集异常(均为0)且确认同步异常的，给出维护方案建议：带少许备品在非停电状态时，上塔排查故障准确原因，可维护故障直接当场维护，需停电维护故障备备件进行维护；
全部数据采集异常(均为0)且确认某个或某几个传感器故障引起的，给出维护建议：更换故障气象(拉力)传感器；
温度、湿度、风速、风向故障，给出维护建议：更换故障气象传感器；
拉力传感器故障、数据偏大、数据偏小，给出维护建议：更换故障拉力传感器。
当判断出设备处于在线状态时，则进入图像采集异常的判断，如图9-10所示，所述图像采集异常的判断包括：判断方法：
图像长时间(通常为48h，可设置)无数据上传，系统自动发指令检索拍照时间表，若无拍照时间表，系统自动将预设的默认拍照时间表重新设置，自动远程修复故障。若有拍照时间表，则判定装置摄像机或主控图像抓拍模块出现故障；
图像文件连续多张＜g(根据经验设置，通常为50k)，判断上传图片不完整或黑图，同时判断信号强度，信号强度＜60％(可设置)，判定摄像机故障或主控图像抓拍模块故障或信号问题导致图像无法传输；若信号强度＞60％(可设置)，则仅判定摄像机故障或主控图像抓拍模块故障。
如此，通过上述方法即可以准确高效地判断出图像采集是否故障异常。
图像数据异常维护方法建议包括：
若无时间表，系统自动重新下发默认时间表，系统收到前端回复后，主控再次重新查询时间表确认有时间表后，则给出说明显示已重新下发时间表；若发送后前端不回复或回复后查询时间表依然为空，尝试多次后依然如此，则给出维护建议：主控故障，更换主控。
若判定装置摄像机或主控图像抓拍模块出现故障，则给出维护建议：备主控以及摄像机现场排查后更换故障器件。
综上，本发明可根据设备的数据综合判断装置的准确故障原因，可直接预判出设备可能的故障原因，并给出建议的维护方案，可有效减少人工排查的时间，减少人力资源消耗，尽量避免故障统计错漏及人为误判的出现。
实施2：
参阅图11所示，本实施例提供的覆冰设备故障自动诊断装置包括处理器111、存储器112以及存储在该存储器112中并可在所述处理器111上运行的计算机程序113，例如覆冰设备故障自动诊断程序。该处理器111执行所述计算机程序113时实现上述实施例1步骤，例如图1所示的步骤。
示例性的，所述计算机程序113可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器112中，并由所述处理器111执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序113在所述覆冰设备故障自动诊断装置中的执行过程。
所述覆冰设备故障自动诊断装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述覆冰设备故障自动诊断装置可包括，但不仅限于，处理器111、存储器112。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是覆冰设备故障自动诊断装置的示例，并不构成覆冰设备故障自动诊断装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述覆冰设备故障自动诊断装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器111可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器112可以是所述覆冰设备故障自动诊断装置的内部存储元，例如覆冰设备故障自动诊断装置的硬盘或内存。所述存储器112也可以是所述覆冰设备故障自动诊断装置的外部存储设备，例如所述覆冰设备故障自动诊断装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器112还可以既包括所述覆冰设备故障自动诊断装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器112用于存储所述计算机程序以及所述覆冰设备故障自动诊断装置所需的其他程序和数据。所述存储器112还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
实施例3：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1所述方法的步骤。
所示计算机可读介质可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理再以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
1.一种覆冰设备故障自动诊断方法，所述覆冰设备所采集到的数据传输至输电线路覆冰监测系统，其特征在于，所述方法包括：
对覆冰监测系统所接收到的数据进行处理分析，根据分析结果来判断出设备是否故障，若发生故障，则判断出故障的类型和原因；
根据所判断出的故障类型和原因，给出对应故障类型的维护方案；
所述故障类型包括设备离线、采集数据异常以及图像采集异常。
2.如权利要求1所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，判断出设备的故障类型为设备离线的方式为：
覆冰监测系统超过设定的时间a未收到覆冰设备传回的心跳数据则判断设备处于离线状态，a的单位为分钟。
3.如权利要求2所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，所述判断设备处于离线状态的方法为：
覆冰监测系统自动记录设备配置信息中的心跳间隔、采集间隔、在线时长与休眠时长，分别为a、b、c、d，单位均为分钟；当d为0时，代表设备无休眠状态；
当d＝0时，根据a、b数值进行判定，以间隔长者为基准，加上a分钟作为时间判据1，以间隔短者的数据类型作为类型判据1，如b＞a，则在b a分钟时间后若未收到心跳数据，则判断装置离线；
当d＞0时，则以d a分钟作为时间判据2，以采集数据、心跳数据、休眠通知信息同时作为类型判据2，在d a分钟内若未收到任何采集数据、心跳数据、休眠通知信息则认为设备离线。
4.如权利要求3所述的的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，判断设备离线故障的原因方式为:
若设备全部或超过设定比例离线，则需先查看后台服务器网络是否存在问题，当超过设定比例的在线设备离线，给出维护方案建议：检查服务器、系统后台及网络自身是否存在故障；
设置设备电池电压低压保护判断值b，检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池趋势，若电池在c天内电池电压一直下降或仅有小幅度上升，上升幅度未超过设定值，且离线时间点距离初装时间不超过设定时间，则判定设备的供电系统太阳能板朝向不正确或电池故障或充放电功能异常；
检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池趋势，若电池在c天内电池电压一直下降或仅有小幅度上升，上升幅度未超过设定值，且离线时间点距离初装时间超过设定值，则判定有可能是电池低电压保护导致设备离线；
检查设备电池电压，电池电压＜b时，检查电池；
检查设备电池电压，电池电压＞b时，检查信号强度，若信号强度＜设定值，判断有可能是现场信号弱导致设备离线；
若电池电压＞b，且信号强度＞设定值，则判定可能是通讯卡或主控故障导致设备离线。
5.如权利要求1所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，当判断出设备处于在线状态时，则进入采集数据异常的判断，所述采集数据异常的判断包括：
判断装设备上的传感器是否全部异常；
若是设备所上传的数据全为0，检索拉力/倾角及气象数据，是否同步异常，不是，判断为单个或某几个传感器故障引起的全部采集异常；是，判断为主控故障或单个传感器故障引起的全部采集异常；
若设备所上传的数据不是全为0，则进入如下的判断：
温度数据长期处于不正常数值，则判断温度传感器故障，所述长期为所设置的时间；
湿度数据长期为0，则判断湿度传感器故障；所述长期为所设置的时间；
风速数据长期保持不变但≠0，则判断风速传感器故障；所述长期为所设置的时间；
风速数据长期＝0，且风向保持不变，则判断风速传感器故障；所述长期为所设置的时间；
风向数据长期保持不变但≠0，且风速保持不变，则判断风向传感器故障；所述长期为所设置的时间；
风向数据长期＝0，且风速保持不变，则判断风向传感器故障；所述长期为所设置的时间；
拉力传感器长期数据为0，判断拉力传感器故障；所述长期为所设置的时间；
当处于覆冰期时，拉力传感器测量数据＞e×原始拉力数据，判断拉力传感器数据偏大，e为系数；
当处于非覆冰期时，拉力传感器测量数据＞f×原始拉力值，则判断为拉力传感器数据偏大，f为系数；
当拉力传感器原始拉力值＞ekg时启用，拉力传感器测量数据＜g×原始拉力值，则判断为拉力传感器数据偏小，g为系数；
拉力传感器间歇性数据为0，当每天上传的同地址码拉力传感器超出设定比例f(的数据为0，则判断拉力传感器跳变。
6.如权利要求5所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，采集数据异常的维护方案包括：
全部数据采集异常且确认同步异常的，给出维护方案建议：带备品在非停电状态时，上塔排查故障准确原因，可维护故障直接当场维护，需停电维护故障备备件进行维护；
全部数据采集异常且确认某个或某几个传感器故障引起的，给出维护建议：更换故障气象传感器；
温度、湿度、风速、风向故障，给出维护建议：更换故障气象传感器；
拉力传感器故障、数据偏大、数据偏小，给出维护建议：更换故障拉力传感器。
7.如权利要求2所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，当判断出设备处于在线状态时，则进入图像采集异常的判断，所述图像采集异常的判断包括：
图像在设定的时间内无数据上传，覆冰监测系统自动发指令检索拍照时间表，若无拍照时间表，覆冰监测系统自动将预设的默认拍照时间表重新设置，自动远程修复故障；若有拍照时间表，则判定装置摄像机或主控图像抓拍模块出现故障；
图像文件连续多张＜设定值g，判断上传图片不完整或黑图，同时判断信号强度，信号强度＜设定值，判定摄像机故障或主控图像抓拍模块故障或信号问题导致图像无法传输；若信号强度＞设定值，则仅判定摄像机故障或主控图像抓拍模块故障。
8.如权利要求7所述的覆冰设备故障自动诊断方法，其特征在于，图像采集异常的维护方案包括：
若无时间表，覆冰监测系统自动重新下发默认时间表，系统收到前端回复后，主控再次重新查询时间表确认有时间表后，则给出说明显示已重新下发时间表；若发送后前端不回复或回复后查询时间表依然为空，尝试多次后依然如此，则给出维护建议：主控故障，更换主控；
若判定装置摄像机或主控图像抓拍模块出现故障，则给出维护建议：备主控以及摄像机现场排查后更换故障器件。
9.一种覆冰设备故障自动诊断装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一所述方法的步骤。
技术总结