CN103033648B - 一种风传感器输出数据有效性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风传感器输出数据有效性检测方法，包括如下步骤：比较两个风传感器数据确定适用的判定方法；通过所述判定方法确定两个风传感器数据差状况；根据两个风传感器数据差状况判定风传感器输出数据的有效性。本发明通过连续采集风传感器数据，在判定数据有效或者无效时做延时处理。在判定风传感器数据无效的同时，不仅指示当前产生的风速报警的可信度较低，依然可以产生风速信息和风速报警。通过相应的判定结果能够及时识别故障，提高风测量结果的可靠性，提高铁路防灾系统运行的可靠性及稳定性。

Description

一种风传感器输出数据有效性检测方法

技术领域

本发明涉及一种数据有效性检测方法，尤其涉及一种对风传感器输出数据的有效性进行检测的方法，属于传感器检测技术领域。

背景技术

在现有技术中，风传感器被广泛地应用于水文气象的风速测报，特别应用于气象、能源、环保、农林以及军事等场所测量风向、风速。风速传感器和风向传感器统称为风传感器。在风速传感器旋转的情况下测得风速，在风向传感器摆动的情况下测得风向。

在铁路防灾系统中，需要监测铁路沿线的风速风向等信息。实际安装时，沿铁路线间隔数公里设立一个风监测点，为了保证每个风监测点监测数据的安全性和准确性，一个风监测点往往配备两个风传感器。这样即使该风监测点其中一个传感器出现故障（例如数据不能上传）时，另一个传感器依然能正常的发送监测风速信息到综合防灾中心，必要时产生相应的报警。

但是，按照现有双传感器配置，即使两个风传感器通讯都正常，仍然有可能存在隐藏的故障。例如：因为设备自身允许的误差或风速的区域差异，发送的风速数据可能存在差别；也有可能因为一个传感器故障导致自身误差超过预计范围，从而使两个传感器数据存在较大差别。因此，作为一个安全性相对要求较高的铁路防灾系统，应区分以上情况，判定两个传感器发送数据的有效性，至少有一个存在故障时需要现场检修，同时还不能完全丧失当前风力报警产生能力，是一个当前迫切需要解决的问题。目前现有风传感器的可靠性及稳定性检测方法均存不能完全满足铁路防灾系统较高安全性监测的需要。

在公开号为CN102353814A的中国发明专利申请中，公开了一种风向传感器输出信号故障的检测方法。该故障检测方法是检测方风向传感器输出风向信号的变化是否符合格雷码编码规则，包括如下步骤：a、连续采集风向传感器输出的格雷码风向信号，以便完整地采集到风向信号变化过程的所有格雷码值；b、比较相邻两次采集的风向信号码值，当相邻两次风向信号码值的变化情况与格雷码编码规则变化规律不符合时，且上述情况多次出现在相同输出位时，则确定风向传感器相应的输出位发生故障。该技术方案提高了风向传感器输出信号位的可靠性，提高自动气象站运行的可靠性及稳定性，工艺操作方便，适应性好。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种风传感器输出数据有效性检测方法。该方法提高了铁路防灾系统运行的可靠性及稳定性。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种风传感器输出数据有效性检测方法，包括如下步骤：

比较两个风传感器数据确定适用的判定方法；

按所述判定方法确定两个风传感器数据差状况；

根据所述两个风传感器数据差状况判定风传感器输出数据的有效性。

其中较优地，所述判定方法是：

两个风传感器数据相差超过第二阈值，判定两个风速传感器数据相差较大。

其中较优地，所述判定方法是：

两个风传感器数据比超过第三阈值，判定两个风速传感器数据相差较大。

其中较优地，所述按所述判定方法确定两个风传感器数据差状况的步骤进一步包括：

选择两个分传感器的较大的风传感器数据是否大于第一阈值；

如所述较大的风传感器数据不大于第一阈值，且两个风传感器数据相差超过第二阈值，判定两个风速传感器数据相差较大；

如所述较大的风传感器数据大于第一阈值，且两个风传感器数据比超过第三阈值，判定两个风速传感器数据相差较大。

其中较优地，所述按所述判定方法确定两个风传感器数据差的步骤还包括：

如果判定两个风传感器数据相差较大时，记录当前时刻为相差较大起始时刻；

如果判定两个风传感器数据相差不大时，记录当前时刻为相差不大起始时刻。

其中较优地，所述根据所述两个风传感器数据差判定风传感器输出数据的有效性的步骤进一步包括：

如果当前时刻和所述相差较大起始时刻的差值大于第四阈值设定风传感器数据无效

如果当前时刻和所述相差不大起始时刻的差值大于第五阈值设定风传感器数据为有效。

本发明所提供的风传感器输出数据有效性检测方法，通过相应的判定结果能够及时识别故障，提高风测量结果的可靠性，提高铁路防灾系统运行的可靠性及稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供一种风传感器输出数据有效性检测方法，应用于铁路防灾系统中，包括：比较两个风传感器数据确定适用的判定方法；通过该判定方法确定两个风传感器数据差状况；根据两个风传感器数据差状况判定风传感器输出数据的有效性。下面对该风传感器输出数据有效性检测方法展开详细说明。

在本发明的一个实施例中，以一个风监测点安装两个风传感器组成一个组合为优选例，通过两个风传感器数据值大小判定风传感器输出数据有效性，对本发明提供的风传感器输出数据有效性检测方法进一步说明。在本发明中，两个风传感器启动后，风传感器持续不断的检测周围环境的风向、风速。风传感器测得的风向、风速统称为风传感器数据，风传感器记录当前风传感器数据产生的时刻，风传感器测得风速的单位是没每秒（m/s），两个时刻间的时间单位是秒（s）。比较两个风传感器数据大小，确定适用的判定方法。

在本发明的一个实施例中，假设有两个风传感器，这两个风传感器检测到周围环境的风向、风速数据分别为风传感器数据a和风传感器数据b。两个传感器测得的风传感器数据其中较大的风速与设置的第一阈值s₀比较后，根据比较结果选择不同的判定方法确定两个风传感器数据差状况。如果两个风传感器数据相差较大，则证明少有一个风传感器存在较大问题，该监测点的数据可能误差较大，可信度不高。例如：

假设：风传感器数据a不大于风传感器数据b（a≤b），如果风传感器数据b不大于第一阈值s₀（b≤s₀）时，则选择风传感器数据b与风传感器数据a之差超过第二阈值s₁，判定两个风传感器数据a和风传感器数据b相差较大。

假设：风传感器数据a不大于风传感器数据b（a≤b），如果风传感器数据b大于第一阈值s₀（b＞s₀）时，则选择两个风传感器数据相差超过第三阈值c%，判定两个风速传感器的风传感器数据a和风传感器数据b相差较大。其中，第三阈值c%称为风传感器数据a和风传感器数据b的相差百分比，并且该相差百分比是以较大风传感器数据b为基准，即a=b×(1-c%)。

在本发明的一个实施例中，按照上述方法判定两个风传感器数据相差较大或者相差不大的同时，还记录当时的时刻为判定起始时刻。例如：如果判定两个风传感器数据相差较大的同时，记录当前时刻为相差较大起始时刻T₃，代表两个风传感器在T₃时刻起风传感器数据相差较大；如果判定两个风传感器数据相差不大的同时，记录当前时刻为相差不大起始时刻T₄，代表两个风传感器在T₃时刻起风传感器数据相差不大。其中，在两个风速传感器启动时，T₃和T₄初始化为启动当时的时刻。T₃和T₄随着两个风速传感器的数据差状况动态变化。如果判定两个风传感器数据相差较大，并且一直持续这种相差较大的状态，则T₃不变化。如果判定两个风传感器数据相差不大，并且一直持续这种相差不大的状态，则T₄不变化。

在本发明的一个实施例中，根据两个风传感器数据差状况判定风传感器输出数据的有效性。为了避免在短时间内反复多次做出判定，本发明限制了风传感器输出数据的有效性持续一定时间在判定为有效或者无效。在一个时间段内，如果两个风传感器数据差在该时间段内相差较大，则判定该风监测点的风传感器数据无效；如果两个风传感器数据差在该时间段内相差不大，则判定该风监测点的风传感器数据有效；具体方法如下：

假设：风传感器的当前时刻为T₀，如果当前时刻T₀和相差较大时刻相差较大起始时刻T₃的差值大于第四阈值t₁（T₀-T₃＞t₁），则设定该风监测点数据无效。如果当前时刻T₀和相差不大起始时刻T₄的差值大于第五阈值t₂（T₀-T₄＞t₂），则设定该风监测点数据为有效。

本发明中，如果在当前时刻判定该风监测点的风传感器数据为无效状态，铁路防灾系统可以通过画面、声音等方式提醒用户该监测点的数据可能误差较大，需要施工人员到现场检修该处监测点的风传感器设备；如果在当前时刻判定该风监测点的风传感器数据为有效状态，铁路防灾系统向用户指示数据正常的状态。

由于传感器检测周围环境的风传感器数据都是实时变化的，本发明在判定监测点风传感器数据为无效或无效的同时还记录日志，铁路防灾系统将这些变化信息储存在数据库中。例如：如果该监测点当前是无效状态，则记录“**风监测点从T₃时刻传感器数据误差较大，被系统判定为故障状态，设备需要检查”；如果该监测点当前是有效状态，则记录形如“**风监测点从T₄时刻数据正常，在T₃时刻被系统判定为误差较大的故障状态已经恢复”。

综上所述，本发明连续采集风传感器数据，在判定数据有效或者无效时做延时处理。在判定风传感器数据无效的同时不仅指示当前产生的风速报警的可信度较低，依然可以产生风速信息和风速报警。本发明通过相应的判定结果能够及时识别故障，提高风测量结果的可靠性，提高铁路防灾系统运行的可靠性及稳定性。

上面对本发明所提供的风传感器输出数据有效性检测方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (2)

1.一种风传感器输出数据有效性检测方法，其特征在于包括如下步骤：

比较两个风传感器的数据；

判断两个风传感器中较大的风传感器数据是否大于第一阈值；

如所述较大的风传感器数据不大于第一阈值，且两个风传感器的数据相差超过第二阈值，判定两个风传感器的数据相差较大；

如所述较大的风传感器数据大于第一阈值，且两个风传感器的数据相差百分比超过第三阈值，判定两个风传感器的数据相差较大；

当两个风传感器的数据相差较大时，记录相应的时刻为相差较大起始时刻；如果两个风传感器的数据相差不大时，记录相应的时刻为相差不大起始时刻；

根据两个风传感器的数据差判定风传感器输出数据的有效性：如果当前时刻和所述相差较大起始时刻的差值大于第四阈值，判定风传感器输出数据为无效；如果当前时刻和所述相差不大起始时刻的差值大于第五阈值，判定风传感器输出数据为有效。

2.如权利要求1所述的风传感器输出数据有效性检测方法，其特征在于：

在判定风传感器输出数据为无效的同时，一方面指示当前产生的风速报警的可信度较低，另一方面依然产生风速信息和风速报警。