一种无人区电力运行数据传输方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及通信，特别是关于一种无人区电力运行数据传输方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着经济的不断发展，中国的中西部地区的基础设施建设不断完善，川藏地区地质构造复杂、人口密度低且地质灾害频发，大部分地区无运营商信号，主流的无线通信设备因能耗等问题无法支撑常态应用。且在广阔的区域传输信号大大增加了工作人员监测和维护系统的难度和成本。

2、因此，基于这些问题，需要一种可用于无人区电力运行数据长距离免维护的数据传输方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种无人区电力运行数据传输方法、系统、设备及介质，能够保证无人区电力运行数据长距离免维护传输的。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：第一方面，提供一种无人区电力运行数据传输方法，包括：

3、获取所需进行电力运行数据传输区域内对应采集点的环境信息并输入至预先构建的基于actor-critic强化学习的神经网络中，得到预测的信道状态；

4、根据预先设定的信道状态评估值和预测的信道状态，确定传输方式为直达传输方式或中继传输方式；

5、当传输方式为直达传输方式时，将获取的待传输电力运行数据转换为发射信号后，输入至dnn网络得到波束赋形权值矩阵，实时形成波束并输出至终端；

6、当传输方式为中继传输方式时，将获取的待传输电力运行数据输入至预先设置的多跳中继系统中，多跳中继系统对接收的数据进行处理后输出至终端。

7、进一步地，该方法还包括预先构建基于actor-critic强化学习的神经网络和dnn网络，包括：

8、获取所需进行电力运行数据传输区域内若干采集点的环境信息；

9、构建基于actor-critic强化学习的神经网络；

10、构建dnn网络；

11、采用训练样本训练dnn网络，并对训练好的dnn网络进行测试。

12、进一步地，所述基于actor-critic强化学习的神经网络包括actor网络和critic网络；

13、actor网络和critic网络均选用含有两层隐藏层的神经网络，actor网络的输入为环境信息和critic网络采用策略梯度方法修正后的q值，actor网络的输出为预测的信道状态，并输出至dnn网络以及反馈至critic网络的第二层隐藏层；

14、critic网络的输入为环境信息和actor网络预测的信道状态，critic网络的输出为通过q学习输出的q值，critic网络还采用策略梯度方法对输出的q值进行修正。

15、进一步地，所述dnn网络包括输入层、第一层隐藏层、第二层隐藏层和输出层；

16、输入层用于输入随机产生的l个角度向量θ，其中，角度向量由入射信号的入射到达的角度组成，入射信号包括期望信号和k个干扰信号；

17、第一层隐藏层的隐藏节点个数为2048个，第二层隐藏层的隐藏节点个数为1024个，两层隐藏层用于增加数据训练；

18、输出层用于在利用随机产生的l个角度向量θ和从mvdr算法权矢量中获得的wre+im作为训练样本来训练好dnn模型后输入新的测试数据θtest时，输出波束赋形权值矩阵。

19、进一步地，该方法还包括在所需进行电力运行数据传输区域内的若干采集点与终端之间设置多跳中继系统。

20、进一步地，所述多跳中继系统包括若干采集器、一个采集端和若干多跳中继模块；

21、所述采集器用于采集对应采集点处的电力运行数据；

22、所述采集端用于汇总各所述采集器采集的电力运行数据；

23、所述多跳中继模块用于对接收的电力运行数据进行解调和噪声剔除，并采用相同的编码方式进行编码后发送至下一所述多跳中继模块，通过循环冗余校验判断是否收到正确的数据包，如果无误则进行转发，如果有误则将其丢弃。

24、进一步地，所述根据预先设定的信道状态评估值和预测的信道状态，确定传输方式为直达传输方式或中继传输方式，包括：

25、当预测的信道状态不满足预先设定的信道状态评估值时，则确定传输方式为中继传输方式；

26、当预测的信道状态满足预先设定的信道状态评估值时，则确定传输方式为直达传输方式。

27、第二方面，提供一种无人区电力运行数据传输系统，包括：

28、信道状态预测模块，用于获取所需进行电力运行数据传输区域内对应采集点的环境信息并输入至预先构建的基于actor-critic强化学习的神经网络中，得到预测的信道状态；

29、传输方式确定模块，用于根据预先设定的信道状态评估值和预测的信道状态，确定传输方式为直达传输方式或中继传输方式；

30、直达传输模块，用于当传输方式为直达传输方式时，将获取的待传输电力运行数据转换为发射信号后，输入至dnn网络得到波束赋形权值矩阵，实时形成波束并输出至终端；

31、中继传输模块，用于当传输方式为中继传输方式时，将获取的待传输电力运行数据输入至预先设置的多跳中继系统中，多跳中继系统对接收的数据进行处理后输出至终端。

32、第三方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述无人区电力运行数据传输方法对应的步骤。

33、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述无人区电力运行数据传输方法对应的步骤。

34、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

35、1、本发明提出了作为直接通信备用线路的多跳中继系统，在直接通信信道环境较差或特殊情况下直接通信无法完成时，启用多跳中继，通过中继可完成电力运行数据的长距离传输。

36、2、本发明使用基于机器学习的波束赋形直接通信方式为主，多跳中继通信方式为辅的双通信方式结合满足川藏无人区电力运行数据的长距离免维护传输，为数据传输的稳定性提供支持。

37、3、本发明采用actor-critic方法进行信道状态信息的预测，无需大量训练集，基于策略的强化学习方法可通过最大化长期折扣回报进行网络参数自修正。

38、4、本发明采用强化学习与深度神经网络学习相结合的方法进行波束赋形权值矩阵的生成，优于传统的神经网络方法，预测结果具有一定的参考价值。

39、综上所述，本发明可以广泛应用于通信技术领域中。

技术特征：

1.一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，该方法还包括预先构建基于actor-critic强化学习的神经网络和dnn网络，包括：

3.如权利要求2所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，所述基于actor-critic强化学习的神经网络包括actor网络和critic网络；

4.如权利要求2所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，所述dnn网络包括输入层、第一层隐藏层、第二层隐藏层和输出层；

5.如权利要求1所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，该方法还包括在所需进行电力运行数据传输区域内的若干采集点与终端之间设置多跳中继系统。

6.如权利要求5所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继系统包括若干采集器、一个采集端和若干多跳中继模块；

7.如权利要求1所述的一种无人区电力运行数据传输方法，其特征在于，所述根据预先设定的信道状态评估值和预测的信道状态，确定传输方式为直达传输方式或中继传输方式，包括：

8.一种无人区电力运行数据传输系统，其特征在于，包括：

9.一种处理设备，其特征在于，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的无人区电力运行数据传输方法对应的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的无人区电力运行数据传输方法对应的步骤。

技术总结
本发明涉及一种无人区电力运行数据传输方法、系统、设备及介质，该方法包括：获取所需进行电力运行数据传输区域内对应采集点的环境信息并输入至预先构建的基于actor‑critic强化学习的神经网络中，得到预测的信道状态；根据预先设定的信道状态评估值和预测的信道状态，确定传输方式为直达传输方式或中继传输方式；当传输方式为直达传输方式时，将获取的待传输电力运行数据转换为发射信号后，输入至DNN网络得到波束赋形权值矩阵，实时形成波束并输出至终端；当传输方式为中继传输方式时，将获取的待传输电力运行数据输入至预先设置的多跳中继系统中，多跳中继系统对接收的数据进行处理后输出至终端，本发明可以广泛应用于通信技术领域中。

技术研发人员：刘敏,金广祥,位祺,王玉东,李疆生,张蒙晰,周波
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14