1.一种通信电缆故障检测方法,其特征在于,包括:S1:通过电压传感器监测通信电缆各处的电压信号;
S2:根据所述电压信号,判断是否存在扰动,若是,进入S3,否则,返回S1继续监测;
S3:根据所述电压信号,计算互相关参数;
S4:判断所述互相关参数是否大于预设互相关值,若是,确定通信电缆初步诊断存在故障,进入S5,否则,返回S1继续监测;
S5:通过卡尔曼滤波器,对所述电压信号进行预测,得到电压估计信号;
S6:计算所述电压信号与所述电压估计信号之间的残差信号;
S7:根据所述残差信号计算半周期标准偏差;
S8:以各个时刻的互相关参数为横坐标,各个时刻的半周期标准偏差为纵坐标,生成状态图;
S9:根据所述状态图,通过卷积神经网络进行精细诊断,确定故障类型;
S10:记录电压传感器的编号、位置、初步诊断结果以及精细诊断结果,在检测到通信电缆存在故障时,以电压传感器的位置作为故障发生位置进行定位预警。
2.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述S2中的根据所述电压信号,判断是否存在扰动具体包括:判断所述电压信号是否满足以下条件,若是,确定不存在扰动,否则,确定存在扰动:V
其中,V
所述扰动下限值V
V
其中,α
所述扰动上限值V
V
其中,α
3.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述互相关参数的计算方式具体为:其中,C
4.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述S5具体包括:S501:将理想状态下的电压估计信号通过余弦信号进行表示:其中,S
S502:基于余弦信号的基本性质,构建电压动态方程:S
其中,S
S503:根据所述电压动态方程,构建卡尔漫滤波器的状态空间:X
y
其中,y
S504:通过卡尔曼滤波器,对电压传感器测量到的实际状态下的电压信号进行预测,求解电压估计信号。
5.根据权利要求4所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述S504具体包括:初始化状态向量和误差协方差;
计算卡尔曼滤波器的瞬时卡尔曼增益:K
其中,K
根据瞬时卡尔曼增益,更新状态向量:其中,
根据更新后的状态向量,确定各个时刻的电压估计信号。
6.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述残差信号的计算方式具体为:VSR
其中,VSR
7.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述半周期标准偏差的计算方式具体为:其中,Sd
8.根据权利要求1所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述卷积神经网络包括输入层、卷积层、池化层、全连接层、分类层以及输出层,所述S9具体包括:S901:在输入层中,获取所述状态图;
S902:在卷积层中,提取所述状态图的特征:其中,
S903:在池化层中,对提取的特征进行降维:其中,down表示下采样函数,S904:在全连接层中,对特征进行汇总,得到隐状态;
S905:在分类层中,计算属于各个故障类型的概率值:P
P
其中,P
S906:在输出层中,将概率值最大的故障类型作为精细诊断结果,并输出。
9.根据权利要求8所述的通信电缆故障检测方法,其特征在于,所述卷积神经网络的训练方式具体为:以均方差损失函数最小为目标,通过改进的粒子群优化算法,确定卷积神经网络的最佳网络参数。
10.一种通信电缆故障检测系统,其特征在于,包括:处理器;
存储器,所述存储器上存储有计算机可读指令,所述计算机可读指令被所述处理器执行时,实现如权利要求1至9中任一项所述的通信电缆故障检测方法。