一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法及系统，包括监测电力物联网设备环境数据信息；根据天气预警等级进行风险区域的划分并设置各个风险等级传感器的阈值；利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输；对所述数据信息进行边缘处理，以及阈值对比并判断是否发出预警信号。利用三级递进式分层实现了动态调度并且利用按需进行网络切片传输，避免了传输网络的拥堵和预警的超时，添加图像阈值与非图像阈值使得阈值多元化，避免单一阈值造成的预警误报、漏报，提高预警的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法及系统
本专利技术涉及电力物联网安全预警的
，尤其涉及一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法及系统。
技术介绍
现如今，电力物联网实现了万物相连，给生产和生活带来了许多的便利，电力物联网由于自身传感器众多，监测的设备和线路众多，有时传感器设备或者其他电力物联网设备会出现异常情况和安全事故。本专利考虑电力物联网设备因故障短路等事故造成火灾的安全问题，提出基于边缘计算的电力物联网安全预警方法及系统，在火灾的发生前或发生时的第一时间预警，可以减小火灾对电力设备的损坏，最大程度避免火灾对人员的危害，对生产和生活停电照成的损失。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在火灾预警容易出现漏报及容易延时的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的技术问题是：现有火灾预警传感器分类杂乱无章，缺乏细化分析，传感器的阈值在各种环境下相同会导致阈值过于单板，容易出现误报，漏报情况，传统火灾预警采用无线网络传输可能出现网络拥堵造成火灾预警的延时并且各感知全天候开启容易造成数据传输网络的拥堵。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：监测电力物联网设备环境数据信息；根据天气预警等级进行风险区域的划分并设置各个风险等级传感器的阈值；利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输；对所述数据信息进行边缘处理，以及阈值对比并判断是否发出预警信号。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述监测电力物联网设备环境数据包括，通过三级递进的方式进行数据的监测，其中一级监测利用一级传感器对实时温度及其温度趋势进行精准监测，二级监测利用二级传感器对火灾处于阴燃状态时浓烟中的颗粒物和一氧化碳气体进行精准监测，三级监测利用三级传感器对电弧，明火发生进行精准监测。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述进行风险区域的划分包括，若该区域气象台天气预警为黄色、蓝色预警或无气象预警，则该区域划分为低风险区域；若该区域气象台天气预警为橙色预警，则该区域划分为中风险区域；若该区域气象台天气预警为红色预警，则该区域划分为高风险区域。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述并设置各个区域的阈值包括，设置图像类及非图像类的阈值，其中非图像数据阈值为历史数据的阈值中起到预警灵敏，误报率低，漏报率低的一类阈值和由各设备出厂理论安全数值并组建成专家阈值库；图像类阈值利用训练好的卷积神经网络进行阈值设置。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输包括，根据高、中、低风险区的需求进行网络资源统计，综合数据的分析处理进行网络切片的初始配置，配置的方法采用多属性决策模型对三种风险区的需求进行分析，量化风险区的需求实现网络切片的资源初始化配置；在网络资源统计中分为三个部分，分别为接入网的接入资源，承载网的传输资源，核心网的网元资源。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述对所述数据信息进行边缘处理并判断是否发出预警信号，识别所述数据信息的传感器级别，风险区域并与所述各个区域的阈值进行对比，若所述数据超出阈值，则发出预警并进行传感器的调度。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法的一种优选方案，其中：所述预警并进行传感器的调度包括，将数据分为着火预警、紧急预警以及危险预警三类，其中着火预警为有一个一级或二级传感器数据的超过阈值，紧急预警为有两个一级或二级传感器数据的超过阈值，危险预警为一个及一个以上三级传感器和一个及一个以上一级或二级传感器数据超过阈值；若判别为着火预警则令一、二、三级传感器由分时开启为全部同时开启，若判定为紧急预警则令一、二级传感器由分时开启为全部同时开启，三级传感器继续保持分时开启状态，若判定为危险预警则令一级传感器分时开启为同时开启该区域全部传感器，二、三级传感器继续保持分时开启状态。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警系统的一种优选方案，其中：感知模块用于监测电力物联网设备环境数据信息，包括一级感知单元、二级感知单元和三级感知单元；5G网络传输模块与所述感知模块相连接，用于根据风险区不同的实际需求进行网络切片部署，保障在网络拥堵时各风险区数据的传输，包括需求管理单元、网络资源统计单元、网络切片配置单元、网络切片配置动态更新单元以及网络传输质量评价单元；阈值管理模块用于进行风险区域的划分以及阈值的设置，包括三层风险区域划分单元和阈值设置单元，其中三层风险区域划分单元根据当地气象台的天气预警信息，划分为三层风险区域；所述阈值设置单元连接于三层风险区域划分单元，所述各级风险区的阈值根据专家阈值库和训练好的卷积神经网络设置；边缘计算模块与所述网络传输模块和所述阈值管理模块相连接，用于进行数据的处理，包括功能单元、预警单元、调度单元以及切片下沉单元。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警系统的一种优选方案，其中：所述网络传输模块包括，所述需求管理单元用于根据宽带需求的差异实现对需求的分析与处理，所述网络资源统计单元用于对接入网接入资源，承载网传输资源，核心网网元资源的剩余资源进行统计，所述网络切片配置单元与所述需求管理单元和所述网络资源统计单元相连接，用于将三个风险区的需求进行分析量化实现所述网络资源统计单元的初始化配置，所述网络切片配置动态更新单元连接与所述网络切片配置单元，用于进行网络切片配置的动态更新，并将配置好的切片用于三类风险区，其中用于传输高风险区数据的切片为高风险区切片，用于传输中风险区数据的切片为中风险区切片，用于传输低风险区数据的切片为低风险区切片，所述网络传输质量评价单元连接于所述网络切片配置动态更新单元，用于对预警状态、网络传输速度进行评价。作为本专利技术所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警系统的一种优选方案，其中：所述边缘计算模块包括，所述功能单元用于设计高、中、低的优先级进行紧急服务器算力资源的合理分配，其中着火预警对应高优先级，紧急预警对应中优先级，危险预警对应低优先级，所述预警单元与所述功能单元相连接，用于对所述着火预警、紧急预警和危险预警进行划分，所述调度单元连接于所述预警单元，根据预警单元的分类对所述感知模块中的一级感知单元、二级感知单元和三级感知单元进行调度，所述切片下沉单元连接于所述功能单元将各个区域的数据分别下沉至不同网络附件中进行边缘计算处理。本专利技术的有益效果：利用三级递进式分层实现了动态调度并且利用按需进行网络切片传输，避免了传输网络的拥堵和预警的超时，添加图像阈值与非图像阈值使得阈值多元化，避免单一阈值造成的预警误报、漏报，提高预警的准确度。...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：包括，/n监测电力物联网设备环境数据信息；/n根据天气预警等级进行风险区域的划分并设置各个风险等级传感器的阈值；/n利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输；/n对所述数据信息进行边缘处理，以及阈值对比并判断是否发出预警信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：包括，
监测电力物联网设备环境数据信息；
根据天气预警等级进行风险区域的划分并设置各个风险等级传感器的阈值；
利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输；
对所述数据信息进行边缘处理，以及阈值对比并判断是否发出预警信号。


2.如权利要求1所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述监测电力物联网设备环境数据信息包括，
通过三级递进的方式进行数据的监测，其中一级监测利用一级传感器对实时温度及其温度趋势进行精准监测，二级监测利用二级传感器对火灾处于阴燃状态时浓烟中的颗粒物和一氧化碳气体进行精准监测，三级监测利用三级传感器对电弧，对明火发生进行精准监测。


3.如权利要求1或2所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述进行风险区域的划分包括，
若该区域气象台天气预警为黄色、蓝色预警或无气象预警，则该区域划分为低风险区域；若该区域气象台天气预警为橙色预警，则该区域划分为中风险区域；若该区域气象台天气预警为红色预警，则该区域划分为高风险区域。


4.如权利要求3所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述并设置各个区域的阈值包括，
设置图像类及非图像类的阈值，其中非图像数据阈值为历史数据的阈值中起到预警灵敏，误报率低，漏报率低的一类阈值和由各设备出厂理论安全数值并组建成专家阈值库；图像类阈值利用训练好的卷积神经网络进行阈值设置。


5.如权利要求4所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述利用网络切片实现所述数据信息的专属通道传输包括，
根据高、中、低风险区的需求进行网络资源统计，综合数据的分析处理进行网络切片的初始配置，配置的方法采用多属性决策模型对三种风险区的需求进行分析，量化风险区的需求实现网络切片的资源初始化配置；在网络资源统计中分为三个部分，分别为接入网接入资源，承载网承载资源，核心网网元资源的剩余资源进行统计。


6.如权利要求5所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述对所述数据信息进行边缘处理并判断是否发出预警信号，
根据识别所述数据信息的传感器级别，对应风险区域等级并与所述对应风险等级和传感器类别的阈值进行对比，若所述数据超出阈值，则发出预警并进行传感器的调度。


7.如权利要求6所述的基于边缘计算的电力物联网安全预警方法，其特征在于：所述预警并进行传感器的调度包括，
将数据分为着火预警、紧急预警以及危险预警三类，其中着火预警为有一个一级或二级传感器数据的超过阈值，紧急预警为有两个一级或二级传感器数据的超过阈值，危险预警为一个及一个以上三级传感器和一个及一个以上一级或二级传感器数据超过阈值；若判别为着火预警则令一、二、三级传感器由分时开启变为全部同时开启，若判定为紧急预警则令一、二级传感器由分时开启变为全部同时开启，三级传感器继续保持分时开启状态，若判定为危险预警则令一级传感器由分时开启变为同时开启该区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：温景新，郭立玮，李海涛，江映燕，连柯，尹震超，潘城，吴振田，
申请(专利权)人：广东电力通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44