南京南瑞信息通信科技有限公司 蔡万升,解鹏,宋曦:基于Hampel和XGBoost联合算法的变电站巡检人员室内定位方法研究

学术   科技   2024-08-14 17:10   北京  

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引文信息


蔡万升,解鹏,宋曦.基于HampelXGBoost联合算法的变电站巡检人员室内定位方法研究[J].电力信息与通信技术,202422(3)75-81

CAI Wansheng,XIE Peng,SONG Xi.Research on indoor location method of substation inspection personnel based on combined algorithm of Hampel and XGBoost[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(3):75-81(in Chinese)


01

研究背景


随着智能电网的发展,在电网信息化和智能化的过程中,定位技术的需求和应用越来越广泛。特别地,在大型变电站环境中,内部结构较为复杂,巡检是保证变电站设备等安全、稳定运行的日常工作之一,通过对变电站设备的日常巡检,记录设备的相关参数,掌握设备的运行情况,及时发现设备存在的安全隐患,预防事故发生,保证变电站安全稳定运行。因此,在变电站环境中进行巡检时,能够及时准确地返回巡检人员位置信息的定位方法至关重要。


02

主要创新点



1)为抑制随机噪声与非视距传播等影响,本文提出一种基于Hampel和XGBoost联合算法的变电站巡检人员室内定位方法。该方法分为离线与在线2个阶段。离线阶段中,对接收到的RSSI序列进行去异常值处理并进行数据补偿,通过训练获得预测模型;在线阶段中,利用预测模型获得RSSI的预测值,计算巡检人员与各基站之间的距离并得到巡检人员坐标。具体模型如图1所示。
图1  定位算法模型图
2)为验证本文所提算法模型的有效性,选择模拟的大面积的室内变电站小面积的变电站室内机房作为测试的场所。具体场景模拟部署如图2、3所示。
图2  模拟的大面积室内变电站部署图
图3  模拟的小面积变电站室内机房部署图
3)将本文中所提改进Hampel滤波的定位算法与原Hampel滤波算法、无滤波算法分别在从变电站室内机房采集的数据进行验证,从最大定位误差、最小定位误差以及平均定位误差3个指标上进行比较,相关指标结果如表1所示3种算法得到的结果的误差累积分布(cumulative distribution function,CDF)曲线如图4所示,通过该曲线完整地描述出定位误差的概率分布,从而进一步反映出测试集中数据的定位误差的分布情况。
表1  模型改进前后定位误差表

图4  模型改进前后误差CDF曲线


03
解决的问题和意义

本文模拟的大面积变电站环境基本接近真实环境,将本文中所提出的预测算法与传统算法分别在模拟的环境中进行仿真,仿真结果表明,相比于基于极限树和基于多层感知机的预测回归算法,本文所提算法可明显提高定位精度,可在复杂多变的变电站环境下进行真实可行、安全、高质量的室内定位。




作者介绍

蔡万升
蔡万升(1976),男,高级工程师,通信作者,从事电力通信综合数据网、调度数据网、光传输系统、配用电通信、LTE无线专网、IMS核心网、5G及数据中心等工作,sunshine_nanjing@126.com。
解鹏(1976),男,高级工程师,从事电力通信系统规划建设管理、通信新技术研究管理等工作。
宋曦(1982),男,硕士,高级工程师,从事电力系统通信、5G、数据中心及物联网等工作。

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