本發(fā)明涉及狹長(zhǎng)空間電氣火災(zāi)，具體為一種適用狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在狹長(zhǎng)空間內(nèi)，如交通隧道、城市綜合管廊和地下人行通道等，由于空間限制和用電需求的增加，低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行尤為重要。然而，低壓配電系統(tǒng)中存在的諧波問(wèn)題、短路、漏電等多種因素都可能引發(fā)電氣火災(zāi)，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大損失。狹長(zhǎng)受限空間一旦發(fā)生火災(zāi)，內(nèi)部應(yīng)急疏散困難，極易發(fā)生群死群傷火災(zāi)事故。

2、由于電氣火災(zāi)的復(fù)雜多變性，目前有許多先進(jìn)的預(yù)警系統(tǒng)，如基于深度學(xué)習(xí)的早期火災(zāi)預(yù)警算法雖然精確度高，但其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程較為復(fù)雜，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大，需要大量的數(shù)據(jù)支持和復(fù)雜的計(jì)算模型；如基于can總線的電氣火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)雖然具有抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)，但其初期投入較大，且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施復(fù)雜度較高。人工魚(yú)群算法在低壓電纜電氣火災(zāi)評(píng)估中具有顯著優(yōu)勢(shì)，其全局搜索能力、靈活性、代碼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性和易擴(kuò)展性，以及高求解精度和尋優(yōu)成功率，使其成為解決電氣火災(zāi)復(fù)雜問(wèn)題的有效工具。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，公開(kāi)號(hào)為cn105138857a的發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)一種火災(zāi)環(huán)境下液化氣儲(chǔ)罐爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法，該專(zhuān)利中，漁夫捕魚(yú)操作移動(dòng)搜索時(shí)，在尋優(yōu)空間內(nèi)隨機(jī)選擇若干個(gè)點(diǎn)，然后以每個(gè)點(diǎn)為中心構(gòu)建立方體，通過(guò)獨(dú)立的移動(dòng)和收縮搜索能夠獲得全局最優(yōu)解，但是這種盲目搜索時(shí)間長(zhǎng)，不適用于狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)，狹長(zhǎng)空間發(fā)生火災(zāi)起火迅速，且該專(zhuān)利中，沒(méi)有考慮到搜索中火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素之間的耦合，電氣火災(zāi)的發(fā)生不是單一存在，多個(gè)危險(xiǎn)因素的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于：提供一種適用狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估方法。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種適用狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估方法，包括：

4、s123，確定狹長(zhǎng)空間內(nèi)，影響低壓電纜電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)因素；

5、s40，構(gòu)建火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系，確定指標(biāo)體系權(quán)重，獲取評(píng)估指標(biāo)對(duì)電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性的影響程度；

6、s50，設(shè)置初始參數(shù)，確定危險(xiǎn)因素?cái)?shù)量、設(shè)定評(píng)估指標(biāo)取值范圍、移動(dòng)步長(zhǎng)；

7、s60，構(gòu)建火災(zāi)發(fā)生的概率模型，作為適應(yīng)度函數(shù)，用于衡量電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性狀態(tài)的優(yōu)劣；

8、s70，根據(jù)狹長(zhǎng)空間低壓電纜走向定向搜素，包括：尋找火災(zāi)危險(xiǎn)因素，評(píng)估指標(biāo)取值范圍內(nèi)，尋找適應(yīng)度值更高的狀態(tài)，向該狀態(tài)移動(dòng)，作為危險(xiǎn)性中心點(diǎn)；判斷與周?chē)恢玫年P(guān)聯(lián)性，比較該危險(xiǎn)性中心點(diǎn)與周?chē)秶鷥?nèi)的其他危險(xiǎn)性中心點(diǎn)適應(yīng)度值更高時(shí)，則向這個(gè)危險(xiǎn)性中心點(diǎn)移動(dòng)；比較危險(xiǎn)性大小，比較該危險(xiǎn)性中心點(diǎn)與周?chē)秶鷥?nèi)其他點(diǎn)的適應(yīng)度值最高時(shí)，則向該點(diǎn)移動(dòng)；

9、s80，不斷重復(fù)步驟s70，直到達(dá)到目標(biāo)適應(yīng)度并穩(wěn)定，達(dá)到收斂條件，獲取最優(yōu)電氣火災(zāi)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，數(shù)值高的評(píng)估指標(biāo)即為最危險(xiǎn)的電氣火災(zāi)因素。

10、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，步驟s40，構(gòu)建火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系，包括設(shè)置電氣設(shè)備指標(biāo)、安裝環(huán)境指標(biāo)和狹長(zhǎng)空間指標(biāo)，并對(duì)電氣設(shè)備指標(biāo)、安裝環(huán)境指標(biāo)和狹長(zhǎng)空間指標(biāo)進(jìn)行打分；其中，電氣設(shè)備指標(biāo)包括低壓電纜絕緣老化程度、低壓電纜絕緣層受損程度、低壓電纜過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)、低壓電纜接頭過(guò)熱概率；安裝環(huán)境指標(biāo)包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度；狹長(zhǎng)空間指標(biāo)包括狹長(zhǎng)空間長(zhǎng)寬比系數(shù)、狹長(zhǎng)空間高度與寬度比、狹長(zhǎng)空間通風(fēng)系統(tǒng)故障。

11、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，確定指標(biāo)體系權(quán)重，包括：

12、建立層次結(jié)構(gòu)模型：將電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估作為目標(biāo)層，將電氣設(shè)備因素、安裝環(huán)境因素、狹長(zhǎng)空間因素作為準(zhǔn)則層，各因素指標(biāo)作為指標(biāo)層；

13、構(gòu)造判斷矩陣：通過(guò)專(zhuān)家打分，對(duì)同一層次的各因素相對(duì)于上一層次某因素的重要性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣；

14、計(jì)算權(quán)重向量：通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的最大特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量，得到各層次因素相對(duì)于上一層次因素的權(quán)重向量；

15、一致性檢驗(yàn)：計(jì)算一致性指標(biāo)和一致性比率，進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確保判斷矩陣的合理性；

16、根據(jù)各電氣設(shè)備指標(biāo)、安裝環(huán)境指標(biāo)、狹長(zhǎng)空間指標(biāo)的評(píng)分和權(quán)重，計(jì)算綜合評(píng)估值，根據(jù)綜合評(píng)估值的大小，確定狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)。

17、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，綜合評(píng)估值的公式如下：

18、

19、式中，為綜合評(píng)估值，為第個(gè)電氣設(shè)備指標(biāo)的評(píng)分，為第個(gè)電氣設(shè)備指標(biāo)的權(quán)重，為第個(gè)安裝環(huán)境指標(biāo)的評(píng)分，為第個(gè)安裝環(huán)境指標(biāo)的權(quán)重，為第個(gè)狹長(zhǎng)空間指標(biāo)的評(píng)分，為第個(gè)狹長(zhǎng)空間指標(biāo)的權(quán)重。

20、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，火災(zāi)發(fā)生的概率模型為以下公式：

21、；

22、式中，為火災(zāi)發(fā)生的概率，為綜合評(píng)估值，為自然常數(shù)。

23、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，尋找火災(zāi)危險(xiǎn)因素包括：

24、設(shè)定為位置的適應(yīng)度函數(shù)；

25、第個(gè)危險(xiǎn)因素的當(dāng)前位置，，評(píng)估指標(biāo)取值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)新的位置，并針對(duì)新位置構(gòu)建一個(gè)信息矩陣e，用表示；并同時(shí)記錄其搜索過(guò)位置的信息矩陣；其中，為安裝環(huán)境危險(xiǎn)因素和狹長(zhǎng)空間危險(xiǎn)因素信息；

26、若新位置的適應(yīng)度值大于初始位置的適應(yīng)度值，則找到具有火災(zāi)危險(xiǎn)性的危險(xiǎn)因素；

27、若不滿足上述條件，則根據(jù)信息矩陣中的信息，優(yōu)先向之前搜索到的高適應(yīng)度值區(qū)域且符合火災(zāi)危險(xiǎn)因素傳播方向進(jìn)行定向搜索；

28、定義定向搜索方向向量，設(shè)搜索步長(zhǎng)為，從當(dāng)前位置開(kāi)始，按照的方向進(jìn)行搜索，每次搜索后計(jì)算新位置的適應(yīng)度值，并更新信息矩陣e，直至該區(qū)域搜索結(jié)束，得到該區(qū)域適應(yīng)度值最高的點(diǎn)，作為危險(xiǎn)性中心點(diǎn)，該點(diǎn)為該區(qū)域的危險(xiǎn)因素。

29、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，判斷與周?chē)恢玫年P(guān)聯(lián)性，包括：

30、以第個(gè)危險(xiǎn)因素為中心，根據(jù)每個(gè)評(píng)價(jià)分區(qū)中存在的危險(xiǎn)因素?cái)?shù)量確定半徑的圓形區(qū)域，在搜索范圍內(nèi)，識(shí)別并收集其他危險(xiǎn)因素以及它們對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值；

31、發(fā)現(xiàn)圓形區(qū)域內(nèi)的其他危險(xiǎn)因素的中心位置適應(yīng)度值高于當(dāng)前危險(xiǎn)因素，自動(dòng)擴(kuò)大搜索范圍，且當(dāng)前危險(xiǎn)因素向其他危險(xiǎn)因素中心位置靠近。

32、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，半徑通過(guò)以下公式獲?。?/p>

33、；

34、式中，為基礎(chǔ)系數(shù)，為評(píng)價(jià)分區(qū)中存在的危險(xiǎn)因素?cái)?shù)量，為狹長(zhǎng)空間長(zhǎng)度，為狹長(zhǎng)空間寬度，為低壓電纜總長(zhǎng)度，為參考電纜長(zhǎng)度。

35、在本發(fā)明的一實(shí)施例中，自動(dòng)擴(kuò)大搜索范圍包括：

36、假設(shè)存在某個(gè)使得 p,則按β擴(kuò)大搜索范圍，新半徑，并更新搜索區(qū)域；其中，β為擴(kuò)大系數(shù)，0<β<1；

37、當(dāng)前危險(xiǎn)因素向其他危險(xiǎn)因素中心位置靠近的移動(dòng)方式為；其中為靠近系數(shù)，。

38、本發(fā)明還提供一種適用狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估系統(tǒng)，應(yīng)用上述所述的適用狹長(zhǎng)空間內(nèi)低壓電纜電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估方法，包括：

39、危險(xiǎn)因素模塊，用于確定狹長(zhǎng)空間內(nèi)，影響低壓電纜電氣火災(zāi)的危險(xiǎn)因素；

40、指標(biāo)體系模塊，用于構(gòu)建火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估指標(biāo)體系，確定指標(biāo)體系權(quán)重，獲取評(píng)估指標(biāo)對(duì)電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性的影響程度；

41、初始模塊，用于設(shè)置初始參數(shù)，確定危險(xiǎn)因素?cái)?shù)量、設(shè)定評(píng)估指標(biāo)取值范圍、設(shè)定搜索半徑；

42、適應(yīng)度模塊，構(gòu)建火災(zāi)發(fā)生的概率模型，作為適應(yīng)度函數(shù)，用于衡量電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性狀態(tài)的優(yōu)劣；

43、電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)尋優(yōu)模塊，根據(jù)狹長(zhǎng)空間低壓電纜走向定向搜索，包括：尋找火災(zāi)危險(xiǎn)因素，評(píng)估指標(biāo)取值范圍內(nèi)，尋找適應(yīng)度值更高的狀態(tài)，向該狀態(tài)移動(dòng)，作為危險(xiǎn)性中心點(diǎn)；判斷與周?chē)恢玫年P(guān)聯(lián)性，比較該危險(xiǎn)性中心點(diǎn)與周?chē)秶鷥?nèi)的其他危險(xiǎn)性中心點(diǎn)適應(yīng)度值更高時(shí)，則向這個(gè)危險(xiǎn)性中心點(diǎn)移動(dòng)；比較危險(xiǎn)性大小，比較該危險(xiǎn)性中心點(diǎn)與周?chē)秶鷥?nèi)其他點(diǎn)的適應(yīng)度值最高時(shí)，則向該點(diǎn)移動(dòng)；

44、電氣火災(zāi)因素模塊，不斷重復(fù)電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)尋優(yōu)模塊中的步驟，直到達(dá)到目標(biāo)適應(yīng)度并穩(wěn)定，達(dá)到收斂條件，獲取最優(yōu)電氣火災(zāi)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)，數(shù)值高的評(píng)估指標(biāo)即為最危險(xiǎn)的電氣火災(zāi)因素。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

46、在火災(zāi)危險(xiǎn)因素搜索，根據(jù)低壓電纜走向進(jìn)行定向搜索，避免了盲目搜索的時(shí)間，針對(duì)狹長(zhǎng)空間特定場(chǎng)景進(jìn)行搜索的約束，同時(shí)構(gòu)建一個(gè)信息矩陣，記錄每次搜索的信息，以便后續(xù)搜索更具有針對(duì)性。尋找火災(zāi)危險(xiǎn)因素過(guò)程中，設(shè)定根據(jù)狹長(zhǎng)空間特性進(jìn)行定向矩陣搜索方法，搜索方法更加符合狹長(zhǎng)空間這個(gè)特定場(chǎng)景。

47、在搜索中注重火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素的耦合，因電氣火災(zāi)的發(fā)生不是單一存在，多個(gè)危險(xiǎn)因素的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的事故。在于周?chē)ｋU(xiǎn)因素關(guān)聯(lián)分析上，在搜索半徑確定時(shí)，考慮狹長(zhǎng)空間特定因素進(jìn)行對(duì)搜索半徑進(jìn)行修正，同時(shí)建立了判斷相互影響的公式，當(dāng)周?chē)嬖诟哌m應(yīng)度危險(xiǎn)因素時(shí)，可自動(dòng)擴(kuò)大搜索范圍并使危險(xiǎn)因素相互靠近，以準(zhǔn)確找出共同影響電氣火災(zāi)危險(xiǎn)性的因素。

48、在參數(shù)設(shè)置時(shí)，結(jié)合之前的電氣火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別，根據(jù)不同評(píng)價(jià)分區(qū)存在的不同危險(xiǎn)因素進(jìn)行調(diào)整搜索范圍，更為精準(zhǔn)的識(shí)別每個(gè)分區(qū)內(nèi)存在的危險(xiǎn)因素。

49、通過(guò)每個(gè)評(píng)價(jià)分區(qū)中識(shí)別出的最危險(xiǎn)因素?cái)?shù)值或多個(gè)因素的綜合數(shù)值，對(duì)比每個(gè)分區(qū)的數(shù)值大小，識(shí)別出整個(gè)電纜分區(qū)中最具有危險(xiǎn)的分區(qū)進(jìn)行后期預(yù)防措施實(shí)施，同時(shí)每個(gè)對(duì)每個(gè)分區(qū)存在的耦合危險(xiǎn)因素進(jìn)行針對(duì)預(yù)防。