1.一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,它包括:步骤1、采集历史覆冰数据、终端拉力数据、气象站预报数据、气象站监测数据和终端信息数据,对采集的信息数据进行数据预处理;步骤2、构建训练集D train 、验证集D vail 和测试集D test ;步骤3、在设定好迭代次数Epochs、批处理样本数batch_size和学习率lr后之后,依次从训练集D train 取出batch_size大小的样本数,进行输入统一转换;步骤4、生成编码器,对输入特征进行编码;步骤5、通过对Decoder的堆叠,来更好的获得输入输出间的映射关系,以此来提高预测精度;最终通过一个全连接层,得到最后的输出;将预测得到的输出和真实值进行损失函数Loss计算;步骤6、模型迭代,重复步骤3、4和5;,直至训练条件终止,生成训练好的model,用于预测未来时刻的输电电缆的拉力值,通过拉力值进而计算当前输电电缆的覆冰厚度。
2.根据权利要求1所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:数据预处理的方法为:进行异常值处理和缺失值填补,构建拉力相关的多变量序列数据集: 数据集以拉力值为预测对象,以日期、温度、湿度、温度和拉力值覆冰影响因素为特征输入;设输入历史序列长度为L x ,前向预测长度为p,覆冰相关影响变量个数为i,预测拉力值为f t ,预处理后的数据集dataset表示如下:
3.根据权利要求1所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:数据预处理后得到拉力多变量数据集 进行进一步标准化,使用均值mean和方差σ对数据进行Z-score归一化,归一化计算公式:X=(x-mean)/σ;取数据集的前70%为训练集D train ,10%为验证集D vail ,最后20%为测试集D test 。
4.根据权利要求1所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:进行输入统一转换的方法为:模型输入由特征标量 局部时间戳(PE)和全局时间戳(SE)组成;转换公式为:式中:i∈{1,…,L x },α为平衡标量映射和局部/全局嵌入之间大小的因子。
5.根据权利要求4所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:特征标量所对应公式中的 具体操作为通过Conv1D将i维转换为512维向量。
6.根据权利要求4所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:局部时间戳(PE)采用Transformer中的Positional Emebdding,计算公式为:其中d model 为输入的特征维度,
7.根据权利要求4所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:全局时间戳(SE)使用一个全连接层将输入的时间戳映射到512维的embedding。
8.根据权利要求1所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:生成编码器的具体方法包括:统一转换后的输入 输入到模型的编码器Encoder部分,在注意力模块进行稀疏性自注意力(ProbSparse Self-attention)计算,每个key只关注u个主要query,计算公式为:其中, 是大小与Q相同的稀疏矩阵且只包含稀疏度量M(q i ,K)下的Top-u个query;加入一个采样因子c,设定u=clnL Q ;为每个query都随机采样c*lnL个key,并计算每个query的稀疏性得分M(q i ,K);稀疏度量M(q i ,K)的计算公式为:选择稀疏性得分最高的N个query,N默认为c*lnL,只计算N个query和key的点积结果,剩下的L-N个query不计算;经过稀疏性自注意力计算后的输出存在V值的冗余组合,因此采用Distilling操作对具有主要特征的优势特征赋予更高的权重,并在下一层生成聚焦的自注意力特征图;具体通过四层Conv1d卷积层和一个最大Maxpooling池化层来实现;重复迭代Multi-headProbSparse Self-attention+Distilling的组合之后,得到解码器Decoder的输入之一。
9.根据权利要求1所述的一种基于Informer模型的输电线路覆冰预测方法,其特征在于:步骤5所述通过对Decoder的堆叠,来更好的获得输入输出间的映射关系,以此来提高预测精度;最终通过一个全连接层,得到最后的输出;将预测得到的输出和真实值进行损失函数Loss计算的具体过程包括:Informer使用的Decoder和传统的Decoder类似,为了让算法生成长序列的输出,Decoder需要输入:其中, 为start token序列, 为需要预测序列,用0填充,随后将序列通过一个Masked ProbSparse Self-Attention层,将该层的输出再传递给一个Multi-headProbSparse Self-Attention层后,再将输出传递给另一个Masked ProbSparse Self-Attention+Multi-headProbSparse Self-Attention的组合;通过这样对Decoder的堆叠,来更好的获得输入输出间的映射关系,以此来提高预测精度;进行损失函数Loss计算时,损失函数采用MSE,计算公式为:其中,m为样本数,y i 为真实数据, 为预测数据。