(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 202210867035.X (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 张洪英　李毅　张金天　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市晨晟知识产权代理 有限公司 23219 专利代理师 朱永林 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 16/215(2019.01) G06F 16/2458(2019.01) (54)发明名称 一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联 分析方法、 电子设备及存 储介质 (57)摘要 一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联 分析方法、 电子设备及存储介质， 属于光纤传感 及数据算法领域。 为解决电力OPGW光缆产生应力 应变进行预警的方法。 本发明方法包括测量电力 OPGW光缆纤芯布里渊频移曲线数据， 并进行应力 应变分析， 整理作为备用数据源， 对其中的数据 进行抽取、 清洗、 异常值进行转换， 得到数据源， 进行属性规约和数据变换， 将处理好的数据源确 定为建模数据， 采用数据挖掘HotSpot算法进行 应力应变影 响因素的关联规则分析， 并生成关联 规则树， 对挖掘出来的数据以树的形式进行展 示， 得到关键影响因素区间范围的集合。 本发明 对于应力应变测试的有效性、 消除应力应变的影 响及提升光 缆安全运行 水平具有重要的意 义。 权利要求书3页 说明书10页 附图2页 CN 115271417 A 2022.11.01 CN 115271417 A 1.一种电力OPGW 光缆应力应 变影响因素关联分析 方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1、 测量电力OP GW光缆纤芯布里渊频移曲线数据， 并进行应力应变分析， 整理作 为备用 数据源； S2、 对步骤S1备用数据源中的数据进行抽取、 清洗、 异常值进行转换， 得到数据源； S3、 对步骤S2的数据源进行属性规约和数据变换， 使数据源符合数据挖掘HotSpot算法 的格式要求， 将处 理好的数据源确定为建模数据； S4、 针对步骤S3中的建模数据， 采用数据挖掘HotSpot算法进行应力应变影响因素的关 联规则分析， 并生成关联规则树， 对挖掘出来的数据以树的形式进 行展示， 得到 关键影响因 素区间范围的集 合。 2.根据权利要求1所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S1中的电力OPGW光缆纤芯布里渊频移曲线 数据是由分布式布里渊光纤应变检测 仪测量得到 。 3.根据权利要求2所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S2中的具体实现方法包括如下步骤： S2.1、 抽取 备用数据源中存在应力应 变的线路数据作为数据源； S2.2、 将运行年限、 所处地形、 档距、 高差存在分歧 的线路数据及其杆塔信息剔除， 进行 数据清洗， 得到包 含有运行年限、 所处地形、 档距、 高差的线路数据。 4.根据权利要求3所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S2中的数据源的异常值为所 处地形线路数据， 异常值转换方法为： 平原 地形设置 数值为200， 丘陵地形设置数值为350， 为了使数据更加准确， 一般山地地形设置数值为500， 山地地形设置数值 为600。 5.根据权利要求4所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S3中的具体实现方法包括如下步骤： S3.1、 考虑电力设备实际运行过程中数据的采集的延后性， 分析关联因素时考虑累计 效应， 定义 运行年限、 地形、 档高、 高差的规则； S3.2、 对线路数据有无发生应 变进行规则定义； S3.3、 经过数据抽取、 数据清洗、 异常值处理、 属性规约和数据变换， 形成数据挖掘 HotSpot算法的输入数据形式， 得到最终的建模数据。 6.根据权利要求5所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S4中的具体实现方法包括如下步骤： S4.1、 数据输入： 首先将建模数据以xls格式输入到数据挖掘HotSpot算法中， 同时建立 关联规则树保存路径； S4.2、 参数设定： 设定最小支持度minSupport、 最小置信度minImprovement， 同时设置 打印节点ro ot、 最大分支数maxBrances参数； S4.3、 数据预处理： 通过hs_preprocess函数返 回三个参数， 分别是目标列编码unique_ labels、 矩阵数据参数 data、 属性参数attributes， 目标列编码unique_labels为有、 无； 矩 阵数据参数data总数据为4685*5的二维矩阵数据， 行是线路杆塔数据， 列是4个属性列和1 个目标列； 属性 参数attributes为 4个属性列和1个目标列的文字标题数据； S4.4、 HotSpot算法调用： 通过hotspot函数构建关联规则树， hotspot函数具有六个变权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115271417 A 2量， 分别为data、 unique_labels、 minSupport、 minImprovement、 maxBrances、 labelStateI ndex； data为4685*5的二维矩阵数据， 行是线路杆塔数据， 前四列是属性列加最后一列是目 标列； unique_labels是目标列的编码； minSupport是最小支持度； minImprovement是最小 置信度； maxBrances是最大分支数； labelStateIndex是目标列的目标状态的下标； 输出参 数为node， 输出hotspot关联规则树的根节点； S4.5、 打印关联规则树， print_hsnode程序函数模块是将constructChildren程序模块 中构建好的关联规则树逐 条打印。 7.根据权利要求6所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S4.4中的具体实现方法包括如下步骤： S4.4.1、 初始化参数， attr_state_count函数计算label的不同状态的个数， 即有无应 变的数据个数； S4.4.2、 创建根节点， constructChildren程序函数模块用于产生根节点返 回到关联规 则树中； S4.4.3、 针对每 个子树继续往下 执行， 对于每 个孩子节点， 构造其自身的孩 子节点。 8.根据权利要求7所述的一种电力OPGW光缆应力应变影响因素关联分析方法， 其特征 在于： 步骤S4.4.2中的具体实现方法包括如下步骤： S4.4.2.1、 通过evaluateAttr函数进行筛选， 将筛选出的属性列加入到queue中： 首先 对连续性数值变量进行排序， 然后对各个事务进行遍历， 在遍历过程中， 核心是设置四个 值， 分别为targetLeft、 targetRight、 leftCount、 rightCount， 其中targetLeft、 targetRight分别表示遍历点左、 右两边满足应力应变的事务个数， leftCou nt、 right Count 分别表示遍历点左、 右事务个数， 具体关系详见如下公式： targetLeft＝σ(Aleft∪Bleft) targetRight＝σ(Aright∪Bright) leftCount＝σ(Aleft) rightCount＝σ(Aright) 以上四个公式中， Aleft和Bleft表示遍历点左边的候选数据与目标数据项集； Aright和 Bright表示遍历点右边的候选数据与目标数据项集， 若遍历中数据为存在应变的， 则 targetLeft自加1， targetRight自减1； 反之， 若遍历数据为不存在应变的， 则leftCount自 加1， RightCount自减1； σ 为取集 合数的函数； targetLeft、 targetRight、 leftCount、 rightCount满足以下关系式： targetLeft+targetRight＝σ(A ∪B) leftCount+rightCount＝σ(A) 上式中， A和 B分别表示候选数据与目标数据项集， 最终targetLeft与targetRight的总 和为存在应 变的数据个数， leftCount与rightCount的总和为 候选数据总数； 通过设置并维护t argetLeft、 targetRight、 leftCount、 rightCount四个值， 可在O(N) 的时间复杂度内寻找到最优支持度， 设置遍历点左边有应变率参数为b estMeritone、 遍历 点右边无应变率参数为bestMerittwo、 遍历点左边输出阈值参数为deltaone和遍历点右边 输出阈值 参数为deltatw o， 具体定义如下式所示：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115271417 A 3