一种电表表箱信息的自动检错及纠错方法与流程

1.本发明属于电表台区数据管理技术领域，尤指涉及一种电表表箱信息的自动检测及纠错方法。


背景技术：

2.中国拥有世界上规模最大的低压配电网，配电网络的基本管理单位是台区，台区是指一台配电变压器的供电范围，具体包括台区变压器及其下所属的所有用户。在低压配电网的台区中，输电线路一般采用三相四线制，其中三条线路分别代表a、b、c三相，另一条是中性线n。目前不管是在用户相对集中的城镇居民小区，还是人口相对分散的农村地区，为节约设备安装空间以及为电表提供物理保护，电表往往是以表箱为基本单位进行安装，一个台区内的接入表箱的拓扑结构如图1所示。一个多表位的表箱内安装有数个电表，电表安装好后现场安装人员会记录下电表所对应的表箱信息，并录入电网管理系统中。
3.电表作为电网内担负电网运行关键参数监测和用户用电量计量等重要职能的设备，其日常管理非常重要。每只电表在进入电网系统后会被分配一个全网唯一的设备编号，用一组长度为16的十进制数字来表示每只电表的设备编号，使电表的设备编号得到了统一。然而各电网公司对电表表箱的管理没有执行统一的规范，现场安装人员会基于各自的使用习惯来对电表表箱进行命名，如
‘
xx小区xx栋xx层表箱’、
‘
xx街道xx号表箱’、
‘
xx地下车库表箱’等，这给后期的电表维护带来了不便。比如，配电网中智能电表数量众多，且安装位置分散，工作人员要对某只电表进行现场操作时，通常是在电网管理系统中查询该电表所在台区及其所对应的表箱信息，然后找到该电表表箱再找到对应的电表。而由于一个台区内电表数量众多，数量往往会达到几百只，信息条目众多，现场工作时的人工纸质记录方式很容易出现书写错误，在后台管理信息系统的人工输入时也容易出现输入错误，如果信息有误就需要人工现场排查来寻找目标电表的具体安装位置，会花费很高的人力成本和时间成本，尤其是在一些布线不规范的老旧小区中搜索范围较大，过程繁琐，耗时耗力、效率低下。而且人工寻表过程中需要调取电表用户的具体居住地址，然后在地址附近区域进行寻找。相关过程涉及比较敏感的用户个人信息使用。
4.为了解决以上问题，提高表箱位置信息的准确性，市场上出现了一些具有电子化功能的新型表箱，例如表箱配置有基于北斗或gps定位技术的定位设备，或是配置有nfc电子标签，通过这些设备实现精准定位，减小人工排查的人力成本。但电表往往安装于室内，基于卫星信号的定位精度和实际应用效果并不好，无法满足实际现场需求。而且这些表箱需要额外增设其它的电子设备，设备成本明显高于传统表箱，难以推广应用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种无需增设其它设备、可以提高电表管理效率的电表表箱信息的检错及纠错方法。
6.为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
7.一种电表表箱信息的自动检错及纠错方法，用于对台区用电信息采集网络中电表的电表表箱信息进行检错及纠错，所述台区用电信息采集网络包括主站以及多个台区的宽带载波通信子网，所述宽带载波通信子网包括cco和具有宽带载波通信模块的电表，所述主站和下辖的各台区的宽带载波通信子网的cco进行信息交互，所述cco和宽带载波通信子网内的电表进行信息交互，所述主站的电网管理系统中存储电表表箱信息，所述电表表箱信息至少包括宽带载波通信子网中电表的电表设备编号，以及电表所在表箱的安装表箱信息；
8.当要确认某一台区的电表表箱信息是否准确无误时，
9.s1、主站向所述台区的宽带载波通信子网的cco下发信息检错及纠错命令报文；
10.s2、所述cco收到信息检错及纠错命令报文后，向自身所在的宽带载波通信子网内的所有电表的宽带载波通信模块转发该信息检错及纠错命令报文；
11.s3、接收到信息检错及纠错命令报文的宽带载波通信模块向所述cco上报第一命令响应报文，所述第一命令响应报文至少包含以下内容：1)宽带载波通信模块的网络短地址；2)宽带载波通信模块所在电表的电表设备编号；3)直通链路信息；
12.s4、所述cco收到子网内所有宽带载波通信模块上报的第一命令响应报文后，获得自身所在的宽带载波通信子网的全网拓扑信息，将所述cco以及其所在的宽带载波通信子网内所有的宽带载波通信模块按短地址从小到大的顺序进行排序，建立所述台区的全网拓扑信息矩阵；
13.s5、所述cco向主站发送第二命令响应报文，所述第二命令响应报文至少包含以下内容：1)所述台区的编号信息；2)所述cco所在的宽带载波通信子网内的电表1至电表n的电表设备编号及电表对应的相位信息；3)所述台区的全网拓扑信息矩阵；
14.s6、主站接收到所述cco上报的第二命令响应报文后，将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和所述第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，如果信息比对一致，则认为该电表表箱信息无误，如果信息比对不一致，则认为电网管理系统中存储的电表表箱信息有误，用所述第二命令响应报文中的电表设备编号替换电网管理系统中存储的电表表箱信息中的相关数据；
15.s7、主站用所述第二命令响应报文中电表的排序对电网管理系统存储的电表表箱信息中的电表排序进行更新，并保存。
16.如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，所述直通链路信息指对于某一宽带载波通信模块，所有和该宽带载波通信模块存在直通链路的邻居节点的网络短地址，以及该宽带载波通信模块自己所收到的对方发送的最近q个报文的接收信噪比的均值。
17.如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，所述全网拓扑信息矩阵为：其中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，1≤i,j≤n，n为一个宽带载波通信子网中包含的宽带载波通信模块的数量。
18.如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，所述电表设备编号是一组长度为16的十进制数字，所述安装表箱信息是由文字和数字组成的文本信息。
19.如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，所述步骤s6中，当将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，出现信息比对不一致时，采用以下方法对电网管理系统中存储的电表表箱信息中的电表设备编号进行替换：
20.s6-1、对于电网管理系统所存储的电表表箱信息中的第n1条无法找到相同项的电表设备编号，1≤n1≤n1，从第二命令响应报文中的n1条无法找到相同项的电表设备编号中，选择和该第n1条无法找到相同项的电表设备编号的汉明距离最小的电表设备编号进行替换；两条电表设备编号的汉明距离是指比对两个数字序列相同位置的数字数值，相同位置出现不同数值的数字的个数之和，n1为电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号比对后，比对不一致的电表设备编号的数量；
21.s6-2、在第二命令响应报文中将被替换至电网管理系统所存储的电表表箱信息的电表设备编号删除；
22.重复步骤s6-1和步骤s6-2，直至电网管理系统所存储的电表表箱信息中n1条无法找到相同项的电表设备编号均完成替换。
23.如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，所述步骤s6还包括安装表箱信息的检错和纠错步骤，具体如下：
24.s6-1’、建立n
×
n维的矩阵d，所述矩阵d中元素的值表示第i个电表和第j个电表之间的相似度，d
i,j
∈[0,1]，所述矩阵d中的d
i,j
＝d
j,i
，d
i,i
＝1；
[0025]
按照以下规则对矩阵中的元素进行赋值：
[0026]
元素d
1,1
，d
1,i
、d
i,1
的值为：
[0027]
其它元素d
i,j
的值通过以下公式计算：
[0028]
式中的θn表示第n个电表的权重值，2≤i≠j≤n；
[0029]
s6-2’、默认第1个电表的安装表箱信息为正确，对电网管理系统所存储的电表表箱信息中的n-1条安装表箱信息进行比对，比对后有l条不同的文本信息x
l
对表箱进行标识，统计使用同一条文本信息来对表箱进行标识的电表的数量，将使用同一条文本信息的电表归入同一个电表集合θ
l
，并将得到的电表集合按电表集合中的电表数量从大到小进行排序，得到l个电表集合，l＝1,2,
…
,l；
[0030]
s6-3’、在和第l条文本信息x
l
对应的电表集合θ
l
中，对于该集合θ
l
中的每只电表θ
l,m
，m＝1,2,
…
,m
l
，在所有n-1个电表中，查找和电表θ
l,m
相似度最大的电表则第l条文本信息x
l
正确与否的判断规则如下：
[0031][0032]
完成上述判断过程后，如果l条不同的文本信息的判断结果全部是
‘
正确’，则说明所有n-1条信息条目都是正确的，结束检错过程，将检错结果上报；如果存在判断结果为
‘
待定’的文本信息，则执行后续的纠错步骤；
[0033]
s6-4’、将判断结果为
‘
待定’的l1条文本信息分为以下两种类型：
[0034]
类型1：使用该条文本信息的电表中有两只以上电表所对应和其相似度值最大的电表也都使用了该文本信息；
[0035]
类型2：其它情况；
[0036]
对于属于类型1的某条文本信息，建立使用该文本信息的电表集合ψ1，并建立一个空白的集合λ，然后分别查询集合ψ1中每只电表ω1的和其相似度最大的电表如果则将电表ω1从集合ψ1中删除，并添加至集合λ中；此时判定该条文本信息无误，且正确表示了台区中的某只表箱，将该条文本信息的判断结果从
‘
待定’转为
‘
正确’，且集合ψ1剩下的电表及其对应的信息条目内容正确无误；
[0037]
对于属于类型2的某条文本信息，建立使用该条文本信息的电表集合ψ2，将ψ2的电表全部添加进入集合λ中；
[0038]
s6-5’、对于集合λ中的某一只电表α，找到和电表α相似度最大的电表根据以下两种情况执行不同的措施：
[0039]
情况1：电表的表箱安装信息已被判断为
‘
正确’，且电表α和电表之间的双向收发链路平均信噪比值都不小于第一经验值，则将电表α的安装表箱信息修改为电表的安装表箱信息；
[0040]
情况2：情况1之外的其它情况，认为电表α的信息条目内容正确无误，不做任何修改。
[0041]
如上所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，进一步的，第n个电表的权重值根据以下公式计算：
[0042][0043]
式中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,i
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
i,n
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,n
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,i
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发
送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,j
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值。
[0044]
由以上技术方案可知，本发明综合利用了电表在宽带载波通信网络中的全网链路信息，能够准确判断出哪些电表安装在同一个表箱内，然后通过数字序列的比对，或文字信息比对来发现存在错误的信息条目，并实施错误内容纠正。现场台区测试结果表明，本发明方法无需新的硬件投入即可实现对同一个台区内的大量电表安装位置信息的检错和纠错工作，提高了管理系统存储信息的准确性，极大降低了现场人员的工作强度。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]
图1为台区内的接入表箱的拓补结构示意图；
[0047]
图2为单相智能电表的安装线路示意图；
[0048]
图3为三相四线制配电网中宽带载波通信网络中的节点工作相位示意图；
[0049]
图4为宽带载波通信信号的同相和异相电线上的覆盖范围示意图；
[0050]
图5为台区用电信息采集网络的信息交互网络结构示意图；
[0051]
图6为本发明实施例电表表箱信息的自动检错及纠错方法的流程图；
[0052]
图7为电表设备编号比对示意图；
[0053]
图8为两个数字序列间的汉明距离示意图；
[0054]
图9为编号为i、j、n的三只电表的链路关系图；
[0055]
图10为在同一个表箱内的电表i和电表j与另一个表箱内的电表n的之间的电力线通信信道示意图。
[0056]
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
[0057]
下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0058]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，
可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0059]
载波通信技术是一种使用电力线作为信号传输信道的通信技术，是电网系统中的一种重要通信技术。由于具有带宽大、传输速率高，抗干扰能力较强等优点，基于宽带载波通信技术的通信设备在用电信息采集系统中获得了广泛应用，很多用电台区都已经安装使用了相关通信设备，例如，内嵌有宽带载波通信模块的三相/单相电表、载波网络协调器等。由于宽带载波通信链路和电力线具有天然的关联性，本发明将宽带通信载波技术进一步应用在电表定位领域。
[0060]
根据用户用电设备的供电线路的数量，电表可以划分为由三根火线同时供电的三相电表和由单根火线供电的单相电表。三相电表主要应用于耗电量较大的工业用电计量，安装数量较少，属于电网管理部门的日常重点巡查对象，其安装位置信息基本上不会出现错误。单相电表主要应用于普通居民用户的用电计量，数量庞大，安装位置信息容易出错。而为达到供电线路三相用电负荷的均衡，如图2所示，安装人员在进行单相电表安装时，一个表箱内的不同电表会比较平均的分别接入在不同相位的供电线线路上。
[0061]
为了节约设备硬件成本和降低网络通信协议复杂度，电表集抄网络(台区用电信息采集网络)中所有通信模块，包括单相通信模块和三相通信模块，都是以单物理通信通道模式工作，通信模块的信号收发信机在每个时间点上只能在a/b/c三个相线中的某一个相线上进行工作。即如图3所示，只有网络中的载波网络协调器(cco)可以随时通过切换来自主改变工作相线，其它通信模块在完成安装后，只能一直固定在其对应电表的供电线上进行信号收发，无法进行切换。
[0062]
宽带载波通信网络中的通信节点在发送宽带载波通信信号时，其发射的电磁信号的绝大部分能量是沿着其所在相位的电力线进行传输。电力线是一种良性金属导体，虽然其外围包裹着一层绝缘层，但仍可以视为具有一定电磁信号收发能力的天线，通信信号的少量电磁能量不可避免会扩散至电线外，在部分应用场景下还会进一步耦合进入空间距离比较接近的异相相位的电线中，从而出现载波信号的跨相位传输现象。如图4所示，在此情况下，如果两只同相位电表之间存在载波直通通信链路，则一定程度上说明两者在供电线路上的位置比较接近。而如果两只异相位电表之间存在载波直通通信链路，由于载波信号在进行跨相位传输时其信号能量会出现巨幅衰减，因此可以肯定说明两者在供电线路上的空间位置非常接近。
[0063]
基于上述宽带载波通信信号的物理传播特性，本发明针对基于宽带载波通信技术的台区用电信息采集网络，提出了一种以台区为基本单位所保存的电表安装表箱信息的自动检错及纠错方法，目的在于降低数据库相关记录信息的出错概率，减少人员现场寻表次数，提高电表的整体运维效率。
[0064]
如图5所示，台区用电信息采集网络包括主站以及多个台区的宽带载波通信子网(台区1的宽带载波通信子网、台区2的宽带载波通信子网、
……
、台区k的宽带载波通信子网)。主站安装有电网管理系统，电网管理系统中存储有基于安装电表时现场工作人员的记录并输入的电表表箱信息。电表表箱信息中包含了电表和其安装表箱之间的关联信息，例如至少包含电表的电表设备编号，以及其所在的表箱的信息(安装表箱信息)。表1所示为电表表箱信息的一种记录格式，电表设备编号是一组长度为16的十进制数字，用于标识电表的身份，安装表箱信息是由文字(中文、英文字母)和数字组成的文本信息，用于标识表箱的
身份及位置。
[0065]
表1
[0066]
条目编号电表设备编号安装表箱信息1xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx3xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
………
[0067]
主站通过远程通信手段和下辖的各台区的宽带载波通信子网的cco之间进行信息交互，远程通信手段包括但不限于3g、4g、5g等通信技术。主站是多个台区的管理节点，具有对其所负责区域内所有电网公司设备的管理权限。每个宽带载波通信子网内除了cco外，还包括若干个具有宽带载波通信模块的电表。各台区的宽带载波通信子网的cco和各自台区内的电表通过宽带载波通信子网进行信息交互。cco除了掌握自身所在宽带载波通信子网所属台区的标号信息外，由于现有的单相智能电表都可以通过自身硬件准确判断出自身供电线的相位，且宽带载波通信标准规定宽带载波通信模块在入网时需向cco上报该相位信息，cco也掌握子网内的每只入网电表的相位信息。
[0068]
图6为本发明方法的流程图，下面结合图6，对本发明实施例的电表表箱信息的自动检错及纠错方法进行说明。如图6所示，本实施例方法包括以下步骤：当要确认某一台区y的电表表箱信息是否准确无误时，
[0069]
s1、主站向台区y的宽带载波通信子网的cco下发信息检错及纠错命令报文；
[0070]
s2、台区y的宽带载波通信子网的cco收到信息检错及纠错命令报文后，以全网广播方式向自身所在的宽带载波通信子网内的所有电表的宽带载波通信模块转发该信息检错及纠错命令报文；
[0071]
s3、接收到信息检错及纠错命令报文的宽带载波通信模块向cco上报第一命令响应报文，第一命令响应报文包含以下内容：1)宽带载波通信模块的网络短地址；2)宽带载波通信模块所在电表的电表设备编号；3)直通链路信息；本发明的直通链路信息是指对于某一宽带载波通信模块，所有和该宽带载波通信模块存在直通链路的邻居节点的网络短地址，以及该宽带载波通信模块自己所收到的对方发送的最近q个报文的接收信噪比的均值(单位为db)，q可为10；
[0072]
在具体应用中，宽带载波通信模块的网络短地址可以是长度为12bit的数据，这是cco在宽带载波通信模块入网时用于标识宽带载波通信模块在本子网中的唯一身份标识，电表设备编号可以是一个长度为64bit的数据(16个十进制数字)，用于标识电表在全国电网系统中的唯一身份；
[0073]
s4、cco收到子网内所有宽带载波通信模块上报的第一命令响应报文后，则可以获得本宽带载波通信子网的详尽的全网拓扑信息，然后将cco以及其所在的宽带载波通信子网内所有的宽带载波通信模块按短地址从小到大的顺序进行排序，建立台区y的全网拓扑信息矩阵h，cco的网络短地址固定位最小值0，因此cco在全网拓扑信息矩阵h中的排序为第一，即cco是第1个电表；
[0074]
具体的，全网拓扑信息矩阵全网拓扑信息矩阵h中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块(第i个电表)收到的第j个宽带载波通信模块(第j个电表)所发送的q(如10个)个最新报文的接收信噪比的均值，1≤i,j≤n，n为一个宽带载波通信子网中所包含的宽带载波通信模块的数量，cco为三相电表；全网拓扑信息矩阵h中的对角线元素的数值默认为信噪比估算机制的最大值，如果宽带载波通信模块无法正确接收到对方报文，即无直通链路，则数值默认为信噪比估算机制的最小值；
[0075]
s5、cco完成本子网的全网拓扑信息收集后，向主站发送第二命令响应报文，第二命令响应报文包含以下内容：1)台区y的编号信息；2)cco所在的宽带载波通信子网内的电表1至电表n的电表设备编号及其对应的相位信息；台区y的全网拓扑信息矩阵h；
[0076]
s6、主站接收到cco上报的第二命令响应报文后，将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，如果信息比对一致，则认为该电表表箱信息无误，如果信息比对不一致，则认为电网管理系统中存储的电表表箱信息有误，用第二命令响应报文中的电表设备编号替换电网管理系统中存储的电表表箱信息中的相关数据；
[0077]
s7、主站通过比对完成电表表箱信息内容的检错及纠错后，用第二命令响应报文中电表的排序对电网管理系统存储的电表表箱信息中的电表排序进行更新，并保存。
[0078]
可选的，在步骤s6中，当将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，出现信息比对不一致时，采用以下方法对电网管理系统中存储的电表表箱信息的相关数据进行替换：假设在比对过程中，发现电网管理系统所存储的电表表箱信息中有n1只电表的电表设备编号比对不一致，即电网管理系统所存储的电表表箱信息中有n1只电表的电表设备编号在第二命令响应报文中无法在找到相同项，如图8所示，在电网管理系统所存储的电表表箱信息中有n1条无法找到相同项的电表设备编号，在第二命令响应报文中也有n1条无法找到相同项的电表设备编号；
[0079]
s6-1、对于电网管理系统所存储的电表表箱信息中的第n1(1≤n1≤n1)条无法找到相同项的电表设备编号，从第二命令响应报文中的n1条无法找到相同项的电表设备编号中，选择和其汉明距离最小的电表设备编号进行替换；n1为电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号比对后，比对不一致的电表设备编号的数量，两条电表设备编号的汉明距离是指比对两个数字序列相同位置的数字数值，相同位置出现不同数值的数字的个数之和；如图8所示，两个表示电表设备编号的数值序列在第7位和第14位出现了不同的数值，则这两条电表设备编号的汉明距离为2；
[0080]
s6-2、在第二命令响应报文中将被替换至电网管理系统所存储的电表表箱信息的电表设备编号删除；
[0081]
重复步骤s6-1和步骤s6-2，直至电网管理系统所存储的电表表箱信息中n1条无法找到相同项的电表设备编号均完成替换。
[0082]
从统计的角度上看，一条以16个十进制数字标识的电表设备编号信息在现场纸质记录和后期键盘输入时，在出现错误的情况下，其中少量位置的数字出现错误的概率较大，
因此以汉明距离的大小作为数字序列的替换规则，可以提高替换正确的概率。
[0083]
进一步的，在步骤s6的检错及纠错步骤中，还包含安装表箱信息的检错和纠错。
[0084]
在电网系统中，电表设备编号的格式是固定的且全是数字，判断其是否正确的规则是显而易见的。而安装表箱信息通常由中文、数字、字母等组成，是带有缩写性质的文本格式的信息，由现场安装人员根据个人的文字使用习惯而记录和输入的，本发明所说的安装表箱信息的正确是指文本信息的完全一致性。即如果两只电表安装在同一个表箱里，则这两只电表所分别对应的安装表箱信息应该完全一致。如果存在差异，则认为其中至少有一只电表的安装位置信息出现错误。
[0085]
基于上述说明，本发明对安装表箱信息的检错过程基于以下3个基本规则：
[0086]
规则1：如果某只表箱里只安装了一只电表，则该电表对应的安装表箱信息条目一定是正确的；
[0087]
规则2：如果某只表箱里的电表安装数量超过1只，且该表箱里所有电表都使用了完全一致的安装表箱信息，则认为这些电表的信息条目都是正确的；
[0088]
规则3：如果某只表箱里的电表安装数量超过1只，但该表箱里所有电表中使用了2条以上的不完全一致的安装表箱信息，则认为其中被使用次数最多的那条安装表箱信息正确标识了该表箱，其它则都是错误的。(如果最多次数出现相同值，则随机挑选任意1条信息作为正确的标识)。
[0089]
基于上述3条检错规则，安装表箱信息的检错和纠错的步骤如下：
[0090]
s6-1’、建立n
×
n维的矩阵d，矩阵d中元素的值表示第i个电表和第j个电表之间的相似度，d
i,j
∈[0,1]，d
i,j
的值越接近1时，表示两个电表安装在同一个表箱中的可能性越大，反之，越接近0，表示两个电表安装在同一个表箱中的可能性越小；矩阵中的d
i,j
＝d
j,i
，d
i,i
＝1；cco所对应的电表(电表1)是三相智能表，其负责整个台区的总耗电量的计量，因此它需要安装在临近变压器的一个单独表箱中进行重点管理，基于规则1，电表1的安装信息条目默认是正确的；
[0091]
按照以下规则对矩阵中的元素进行赋值：
[0092]
元素d
1,1
，d
1,i
、d
i,1
的值为：
[0093]
其它元素d
i,j
(2≤i≠j≤n)的值通过以下公式计算：
[0094]
式中的θn表示第n个电表的权重值；
[0095]
第n个电表的权重值根据以下公式计算：
[0096][0097]
式中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,i
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
i,n
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,n
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,i
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,j
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值；
[0098]
表2两个电表之间相似度的赋值表格
[0099][0100]
本步骤中权重值的计算原理如下(结合图9)：
[0101]
当min(|h
j,i
|,｜h
i,j
|)≥12时，说明编号为i的电表和编号为j的电表之间收发双向链路的平均信噪比值都不小于12db(这里的12db是经现场台区大量测试确定的第一经验值)，彼此之间的直通链路通信质量非常高，因此两只电表在同一个表箱的可能性增加，因此为θi和θj分别赋予大于0的正数权重值；而当n≠i and j时，如果此时满足0《max(|h
i,n-h
j,n
|,|h
n,i-h
n,j
|)≤3，说明编号为i的电表和编号为n的电表之间的链路质量十分接近于编号为j的电表和编号为n的电表之间的链路质量(全网拓扑信息矩阵h中使用信噪比估算机制的最小值来标识无法直通的两个节点之间的链路，因此这里的《0是排除4个值都是的最小值的情况，而3db同样也是经现场台区大量测试确定的第二经验值，代表两条链路的通信质量比较接近)，这种情况有很大概率是因为它们的通信过程使用了如图10所示的趋同电力线信道，因此为θn赋予大于0的正数权重值；
[0102]
s6-2’、对电网管理系统所存储的电表表箱信息中的n-1条安装表箱信息进行比对(默认cco的安装表箱信息为正确)，比对后有l条不同的文本信息来对表箱进行标识，统计使用同一条文本信息来对表箱进行标识的电表的数量，并从多到少进行排序，例如，使用文本信息x1来标识表箱的电表的数量为m1，使用文本信息x2来标识表箱的的电表的数量为m2(m1＞m2)，
……
，以此类推，按电表数量从大到小进行排序，得到l个电表集合，如表3所示；
[0103]
表3安装表箱信息及其电表集合
[0104][0105]
s6-3’、在和第l条文本信息x
l
(l＝1,2,
…
,l)对应的电表集合θ
l
中，对于该电表集合θ
l
中的每只电表θ
l,m
(m＝1,2,
…
,m
l
)，在子网的除了cco的所有n-1个电表中，查找和θ
l,m
相似度最大的电表(基于矩阵d进行查找)，则文本信息x
l
正确与否的判断规则如下：
[0106][0107]
本步骤中，如果电表集合θ
l
中的每只电表的和其相似度最大的电表也属于集合θ
l
，则判断文本信息x
l
正确标识了台区y中的一个表箱，且其对应的m
l
只电表都安装在该表箱里，因此对应的m
l
条安装表箱信息也都是正确的；完成上述判断过程后，如果l条不同的文本信息的判断结果全部是
‘
正确’，则说明所有n-1条信息条目都是正确的，结束检错过程，将检错结果上报；而如果存在判断结果为
‘
待定’的文本信息，则执行后续的纠错步骤；安装在同一个表箱内且同相位的两只电表在电力线上的接入点位置相同，因此在一个表箱内存在≥2只同相位电表的场景下，这些同相电表会以很大概率互为各自的相似度最大的电表；
[0108]
s6-4’、将判断结果为
‘
待定’的l1条文本信息分为以下两种类型：
[0109]
类型1：使用该条文本信息的电表中有两只以上电表所对应和其相似度值最大的电表也都使用了该文本信息；
[0110]
类型2：其它情况；
[0111]
对于属于类型1的某条文本信息s1，建立使用该文本信息的电表集合ψ1，并建立一个空白集合λ，然后分别查询集合ψ1中每只电表ω1的和其相似度最大的电表如果则将电表ω1从集合ψ1中删除，并添加至集合λ中；此时判定文本信息s1无误，且正确表示了台区中的某只表箱，将文本信息s1的判断结果从
‘
待定’转为
‘
正确’，且集合ψ1剩下的电表及其对应的信息条目内容正确无误(此类错误常见于在电脑信息输入时，使用文本信息的复制和粘贴过程，在复制一条前面已经录入系统的表箱安装信息后，将其粘贴在错误位置的栏目里的)；
[0112]
对于属于类型2的某条文本信息s2，建立使用该信息的电表集合ψ2，将ψ2的电表全部添加进入集合λ中；
[0113]
s6-5’、对于集合λ中的某一只电表α，和其相似度最大的电表为根据以下两种情况执行不同的措施：
[0114]
情况1：电表的表箱安装信息已被判断为
‘
正确’，且电表α和电表之间的双向收发链路平均信噪比值都不小于12db，则将电表的安装表箱信息从原信息修改为电表的安装表箱信息(此类情况常见于在记录电表α的表箱安装信息时，出现了书写错误或键盘输入错误)；
[0115]
情况2：不属于情况1的其它情况，认为电表α的信息条目内容正确无误，不做任何修改。
[0116]
以上安装表箱信息的检错及纠错过程的基本原理是：安装同一个表箱内相同相位的电表彼此之间通信质量非常高，且和其它电表的通信链路情况具有较强的趋同性，因此如果某个表箱中安装了多只同相位的电表，则这些电表的和其相似度最大的电表大概率也安装在该表箱内。基于此，就可以综合分析一个台区内所有电表的电表安装信息，查到那些不符合上述结论的信息条目，并自动实现纠正。另外在一些台区中，尤其是地域较大，人口较少的农村台区，除cco表箱外，也可能出现部分表箱内的某相位上只安装了1只电表的情况，在这种特殊情况下(步骤6-5’中的情况2)，无法使用基本结论对信息内容进行检错，因此默认其内容是正确的。
[0117]
为验证本发明检错和纠错方法的准确性，在珠海电网公司的支持下，在珠海市里挑选了1个居民生活用电台区进行方案性能测试，小区中一共有526只电表，在电网管理系统中这些电表的信息条目内容在测试前是全部正确的。每次测试开始后，随机挑选其中约5％的信息条目，模拟这些信息在纸质记录和键盘输入过程可能会出现的错误，包括数字和文字错误，内容位置输入错误等，篡改这些被选中的信息条目的内容，导致其出现错误，然后执行本专利提供的算法进行检错和纠错，完成后将最终结果和测试前的正确信息进行比对，记录实施检错和纠错措施后仍存在错误(和原结果内容不同)的信息条目数量,以此衡量算法的实际检错和纠错能力。先后进行了10次测试，测试结果如下表所示：
[0118]
表4检错和纠错方法的性能测试的实验结果
[0119][0120]
从测试结果可以看出，本发明方法可以发现大部分错误的电表安装表箱信息的，并对错误内容进行正确纠正，极大降低了电网管理系统中错误信息的数量，在电表管理方面极大降低了现场人员的工作量。
[0121]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

技术特征：
1.一种电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：用于对台区用电信息采集网络中电表的电表表箱信息进行检错及纠错，所述台区用电信息采集网络包括主站以及多个台区的宽带载波通信子网，所述宽带载波通信子网包括cco和具有宽带载波通信模块的电表，所述主站和下辖的各台区的宽带载波通信子网的cco进行信息交互，所述cco和宽带载波通信子网内的电表进行信息交互，所述主站的电网管理系统中存储电表表箱信息，所述电表表箱信息至少包括宽带载波通信子网中电表的电表设备编号，以及电表所在表箱的安装表箱信息；当要确认某一台区的电表表箱信息是否准确无误时，s1、主站向所述台区的宽带载波通信子网的cco下发信息检错及纠错命令报文；s2、所述cco收到信息检错及纠错命令报文后，向自身所在的宽带载波通信子网内的所有电表的宽带载波通信模块转发该信息检错及纠错命令报文；s3、接收到信息检错及纠错命令报文的宽带载波通信模块向所述cco上报第一命令响应报文，所述第一命令响应报文至少包含以下内容：1)宽带载波通信模块的网络短地址；2)宽带载波通信模块所在电表的电表设备编号；3)直通链路信息；s4、所述cco收到子网内所有宽带载波通信模块上报的第一命令响应报文后，获得自身所在的宽带载波通信子网的全网拓扑信息，将所述cco以及其所在的宽带载波通信子网内所有的宽带载波通信模块按短地址从小到大的顺序进行排序，建立所述台区的全网拓扑信息矩阵；s5、所述cco向主站发送第二命令响应报文，所述第二命令响应报文至少包含以下内容：1)所述台区的编号信息；2)所述cco所在的宽带载波通信子网内的电表1至电表n的电表设备编号及电表对应的相位信息；3)所述台区的全网拓扑信息矩阵；s6、主站接收到所述cco上报的第二命令响应报文后，将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和所述第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，如果信息比对一致，则认为该电表表箱信息无误，如果信息比对不一致，则认为电网管理系统中存储的电表表箱信息有误，用所述第二命令响应报文中的电表设备编号替换电网管理系统中存储的电表表箱信息中的相关数据；s7、主站用所述第二命令响应报文中电表的排序对电网管理系统存储的电表表箱信息中的电表排序进行更新，并保存。2.如权利要求1所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：所述直通链路信息指对于某一宽带载波通信模块，所有和该宽带载波通信模块存在直通链路的邻居节点的网络短地址，以及该宽带载波通信模块自己所收到的对方发送的最近q个报文的接收信噪比的均值。3.如权利要求1所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：所述全网拓扑信息矩阵为：其中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，
1≤i,j≤n，n为一个宽带载波通信子网中包含的宽带载波通信模块的数量。4.基于权利要求1所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：所述电表设备编号是一组长度为16的十进制数字，所述安装表箱信息是由文字和数字组成的文本信息。5.基于权利要求1所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：所述步骤s6中，当将电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号进行比对，出现信息比对不一致时，采用以下方法对电网管理系统中存储的电表表箱信息中的电表设备编号进行替换：s6-1、对于电网管理系统所存储的电表表箱信息中的第n1条无法找到相同项的电表设备编号，1≤n1≤n1，从第二命令响应报文中的n1条无法找到相同项的电表设备编号中，选择和该第n1条无法找到相同项的电表设备编号的汉明距离最小的电表设备编号进行替换；两条电表设备编号的汉明距离是指比对两个数字序列相同位置的数字数值，相同位置出现不同数值的数字的个数之和，n1为电网管理系统所存储的电表表箱信息中的电表设备编号和第二命令响应报文中的电表设备编号比对后，比对不一致的电表设备编号的数量；s6-2、在第二命令响应报文中将被替换至电网管理系统所存储的电表表箱信息的电表设备编号删除；重复步骤s6-1和步骤s6-2，直至电网管理系统所存储的电表表箱信息中n1条无法找到相同项的电表设备编号均完成替换。6.基于权利要求1所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：所述步骤s6还包括安装表箱信息的检错和纠错步骤，具体如下：s6-1’、建立n
×
n维的矩阵d，所述矩阵d中元素的值表示第i个电表和第j个电表之间的相似度，d
i,j
∈[0,1]，所述矩阵d中的d
i,j
＝d
j,i
，d
i,i
＝1；按照以下规则对矩阵中的元素进行赋值：元素d
1,1
，d
1,i
、d
i,1
的值为：其它元素d
i,j
的值通过以下公式计算：式中的θ
n
表示第n个电表的权重值，2≤i≠j≤n；s6-2’、默认第1个电表的安装表箱信息为正确，对电网管理系统所存储的电表表箱信息中的n-1条安装表箱信息进行比对，比对后有l条不同的文本信息x
l
对表箱进行标识，统计使用同一条文本信息来对表箱进行标识的电表的数量，将使用同一条文本信息的电表归入同一个电表集合θ
l
，并将得到的电表集合按电表集合中的电表数量从大到小进行排序，得到l个电表集合，l＝1,2,
…
,l；s6-3’、在和第l条文本信息x
l
对应的电表集合θ
l
中，对于该集合θ
l
中的每只电表θ
l,m
，m＝1,2,
…
,m
l
，在所有n-1个电表中，查找和电表θ
l,m
相似度最大的电表则第l条
文本信息x
l
正确与否的判断规则如下：完成上述判断过程后，如果l条不同的文本信息的判断结果全部是
‘
正确’，则说明所有n-1条信息条目都是正确的，结束检错过程，将检错结果上报；如果存在判断结果为
‘
待定’的文本信息，则执行后续的纠错步骤；s6-4’、将判断结果为
‘
待定’的l1条文本信息分为以下两种类型：类型1：使用该条文本信息的电表中有两只以上电表所对应和其相似度值最大的电表也都使用了该文本信息；类型2：其它情况；对于属于类型1的某条文本信息，建立使用该文本信息的电表集合ψ1，并建立一个空白的集合λ，然后分别查询集合ψ1中每只电表ω1的和其相似度最大的电表如果则将电表ω1从集合ψ1中删除，并添加至集合λ中；此时判定该条文本信息无误，且正确表示了台区中的某只表箱，将该条文本信息的判断结果从
‘
待定’转为
‘
正确’，且集合ψ1剩下的电表及其对应的信息条目内容正确无误；对于属于类型2的某条文本信息，建立使用该条文本信息的电表集合ψ2，将ψ2的电表全部添加进入集合λ中；s6-5’、对于集合λ中的某一只电表α，找到和电表α相似度最大的电表根据以下两种情况执行不同的措施：情况1：电表的表箱安装信息已被判断为
‘
正确’，且电表α和电表之间的双向收发链路平均信噪比值都不小于第一经验值，则将电表α的安装表箱信息修改为电表的安装表箱信息；情况2：情况1之外的其它情况，认为电表α的信息条目内容正确无误，不做任何修改。7.基于权利要求6所述的电表表箱信息的自动检错及纠错方法，其特征在于：第n个电表的权重值根据以下公式计算：式中的h
i,j
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,i
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
i,n
表示宽带载波通信子网中第i个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
j,n
表示宽带载波通信子网中第j个宽带载波通信模块收到的第n个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,i
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第i个宽带载波通信模块所发送
的q个最新报文的接收信噪比的均值，h
n,j
表示宽带载波通信子网中第n个宽带载波通信模块收到的第j个宽带载波通信模块所发送的q个最新报文的接收信噪比的均值。

技术总结
一种电表表箱信息的自动检错及纠错方法，当要确认某一台区的电表表箱信息是否准确时，主站向台区子网的CCO下发信息检错及纠错命令报文；CCO收到信息检错及纠错命令报文后，转发给子网内的所有宽带载波通信模块；宽带载波通信模块向CCO上报第一命令响应报文；CCO收到第一命令响应报文后获得子网的全网拓扑信息，建立台区的全网拓扑信息矩阵；CCO向主站发送第二命令响应报文；主站接收到第二命令响应报文后，进行电表设备编号比对，如果比对一致则认为电表表箱信息无误，否则用第二命令响应报文中的电表设备编号替换电网管理系统中存储的电表表箱信息中的相关数据，并按第二命令响应报文中电表的排序进行更新，保存。保存。保存。


技术研发人员：谢映海 李先怀 肖林松 赵海波
受保护的技术使用者：珠海中慧微电子有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/7/12