本技术涉及电变量测量，具体涉及一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法及系统。
背景技术：
1、现有方法确定分析电缆屏蔽层状态的方法为使用测量检测点电缆屏蔽层与线芯之间的电容，根据电容的变化判断电缆屏蔽层的状态，然而在测量电容时，由于测量环境的不同，测量结果可能会受到温度以及湿度的影响，进而影响测量结果，从而导致电缆屏蔽层状态的判断结果不准确，故需要提供一种应用于电缆屏蔽层状态监测过程中的精准测量电缆屏蔽层与中心层电容数据的方法。
2、在使用电容判断电缆屏蔽层状态时，环境因素会导致电容测量不准确，本技术结合历史数据对测量电容结果进行修正，选择历史数据时使用fcm聚类算法，而该聚类算法存在使用随机初始种子进行聚类，可能会导致聚类效果不好的问题，故需要对聚类结果进行修正进而获取可靠的历史参考数据，从而根据历史修正方法对电容值进行修正，获取准确的电容值，从而精准监测电缆屏蔽层状态。
技术实现思路
1、为了解决环境对测量结果的影响的技术问题，本技术提供了一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、第一方面，本技术提出了一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，该方法包括以下步骤：
3、对所有监测点采集当前时刻和历史时刻的温度值、湿度值和电容值，并获取历史时刻修正后的电容值；
4、将温度值、湿度值和电容值构成一个三维的数据点，对于每个维度进行聚类，根据所有维度聚类后的数量确定fcm算法中簇的数量；通过fcm算法对所有数据点聚类；
5、根据湿度值聚类的聚类簇中修正前后电容值的差异值对湿度聚类簇分割，计算分割后差异值均值最小的类的温度均值，根据历史时刻的温度值与温度均值的差异和修正前后电容值的差异获取温电比，根据温电比的方差确定温度影响系数；以温度值单独聚类获取湿电比，根据湿电比的方差确定湿度影响系数；
6、选取邻近时刻，根据温度影响系数和湿度影响系数确定温度权重和湿度权重，并结合邻近时刻与当前时刻的温度、湿度、电容和时间差异获取邻近时刻的参考系数；
7、在fcm算法中，将每个类记为模糊类，根据历史时刻数据点修正前后的电容差异和在每个模糊类的隶属度获取模糊类的分布均匀性；根据模糊类的分布均匀性确定聚类结果修正系数；
8、将温度权重和湿度权重结合当前时刻数据点与模糊类中心点的温度、湿度和电容差异获取环境影响因子；根据聚类结果修正系数、当前时刻数据点、邻近时刻数据点在模糊类中的隶属度、环境影响因子、邻近时刻的参考系数获取当前时刻数据点的最终修正隶属度；
9、根据最终修正隶属度对当前时刻的电容值进行修正，通过对修正后电容值的异常检测完成状态监测。
10、在上述方案中，本技术通过对电缆屏蔽层的电容数据进行监测，通过对电缆屏蔽层电容以及其周围环境数据进行监测，基于fcm算法结合历史数据对电容数据进行聚类，根据聚类结果选择修正方法，同时通过对环境数据对电容检测结果的影响进行分析，进而对聚类结果进行修正，从而获取较为准确的聚类结果，在此过程中考虑了温度和湿度环境对于电容检测的影响，除此之外分析了相邻数据对于当前数据的影响，基于两方面考虑在所有聚类簇中选取当前数据最符合的聚类簇，以此来对电容值进行修正。进一步获取准确电容修正测量值，提高判断电缆屏蔽层状态的可靠性与准确性。
11、在一个实施例中，令所有维度聚类后簇的数量的乘积作为fcm算法中簇的数量。
12、在一个实施例中，所述根据历史时刻的温度值与温度均值的差异和修正前后电容值的差异获取温电比，根据温电比的方差确定温度影响系数的方法为：
13、将每个温度值与温度均值的差值绝对值与修正前后电容值的差值绝对值的比值记为温电比；
14、计算每个湿度聚类簇的温电比的方差，计算所有温电比的方差的均值，将所有温电比的方差均值进行负映射后归一化的值作为温度影响系数。
15、在一个实施例中，所述根据温度影响系数和湿度影响系数确定温度权重和湿度权重，并结合邻近时刻与当前时刻的温度、湿度、电容和时间差异获取邻近时刻的参考系数的方法为：
16、将温度影响系数和湿度影响系数的和记为第一和值；
17、令温度影响系数与第一和值的比值记为温度权重，令湿度影响系数与第一和值的比值记为湿度权重；
18、温度权重和湿度权重分别作为邻近时刻和当前时刻的温度差异、湿度差异的权值；
19、邻近时刻的参考系数与加权后的温度差异、加权后的湿度差异、电容差异以及时间差异呈负相关关系。
20、在一个实施例中，所述根据历史时刻数据点修正前后的电容差异和在每个模糊类的隶属度获取模糊类的分布均匀性的方法为：
21、，表示第j个历史时刻数据点的修正电容差异，表示第j个历史时刻数据点属于第d个模糊类的隶属度，表示历史时刻数据点的数量，表示第d个模糊类的分布均匀性，表示以自然常数为底的指数函数。
22、在一个实施例中，所述根据模糊类的分布均匀性确定聚类结果修正系数的方法为：
23、计算所有模糊类的分布均匀性的均值，将所有模糊类的分布均匀性进行负映射后归一化的值作为聚类结果修正系数。
24、在一个实施例中，所述将温度权重和湿度权重结合当前时刻数据点与模糊类中心点的温度、湿度和电容差异获取环境影响因子的方法为：
25、，表示当前时刻数据点r与第d个模糊类的聚类中心的温度差异，表示当前时刻数据点r与第d个模糊类的聚类中心的湿度差异，表示当前时刻数据点r与第d个模糊类的聚类中心的电容差异，表示温度权重，表示湿度权重，表示线性归一化函数，表示环境影响因子。
26、在一个实施例中，所述根据聚类结果修正系数、当前时刻数据点、邻近时刻数据点在模糊类中的隶属度、环境影响因子、邻近时刻的参考系数获取当前时刻数据点的最终修正隶属度的方法为：
27、，表示当前时刻数据点r在第d个模糊类中的隶属度，表示聚类结果修正系数，表示第o个邻近时刻的数据点在第d个模糊类中的隶属度，表示第o个邻近时刻的参考系数，表示环境影响因子，表示当前时刻数据点修正后的隶属度；
28、令当前时刻数据点对每个模糊类的修正后的隶属度与当前时刻数据点与所有模糊类的修正后的隶属度的总和的比值作为当前时刻数据点对模糊类的最终修正隶属度。
29、在一个实施例中，所述根据最终修正隶属度对当前时刻的电容值进行修正的方法为：
30、将最终修正隶属度最大值的模糊类记为数据点所在的模糊类；
31、获取当前时刻数据点所在的模糊类，获取模糊类中所有的历史时刻数据点及其对应的修正后的电容值，计算所有历史时刻数据点的电容值与修正后的电容值的差值的平均值，将该值作为当前时刻的修正值，将当前时刻测量所得电容值与该修正值的和，作为修正后的电容值。
32、第二方面，本技术实施例还提供了一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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上述任意一项所述一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法的步骤。
33、本技术的有益效果为：
34、本技术通过对电缆屏蔽层的电容数据进行监测，通过对电缆屏蔽层电容以及其周围环境数据进行监测，基于fcm算法结合历史数据对电容数据进行聚类，根据聚类结果选择修正方法，同时通过对环境数据对电容检测结果的影响进行分析，进而对聚类结果进行修正，从而获取较为准确的聚类结果，在此过程中考虑了温度和湿度环境对于电容检测的影响，除此之外分析了相邻数据对于当前数据的影响，基于两方面考虑在所有聚类簇中选取当前数据最符合的聚类簇，以此来对电容值进行修正。进一步获取准确电容修正测量值，提高判断电缆屏蔽层状态的可靠性与准确性。
1.一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，令所有维度聚类后簇的数量的乘积作为fcm算法中簇的数量。
3.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据历史时刻的温度值与温度均值的差异和修正前后电容值的差异获取温电比，根据温电比的方差确定温度影响系数的方法为：
4.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据温度影响系数和湿度影响系数确定温度权重和湿度权重，并结合邻近时刻与当前时刻的温度、湿度、电容和时间差异获取邻近时刻的参考系数的方法为：
5.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据历史时刻数据点修正前后的电容差异和在每个模糊类的隶属度获取模糊类的分布均匀性的方法为：
6.如权利要求5所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据模糊类的分布均匀性确定聚类结果修正系数的方法为：
7.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述将温度权重和湿度权重结合当前时刻数据点与模糊类中心点的温度、湿度和电容差异获取环境影响因子的方法为：
8.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据聚类结果修正系数、当前时刻数据点、邻近时刻数据点在模糊类中的隶属度、环境影响因子、邻近时刻的参考系数获取当前时刻数据点的最终修正隶属度的方法为：
9.如权利要求1所述的一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法，其特征在于，所述根据最终修正隶属度对当前时刻的电容值进行修正的方法为：
10.一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并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1-9任意一项所述一种屏蔽数据电缆的电缆屏蔽层状态监测方法的步骤。
