CN103902451A - 一种智能电能表软件品质评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电能表软件品质评价方法，具体包括以下几个步骤：步骤（1）确定能够评价智能电能表软件品质的评价指标；步骤（2）建立评价指标的层次模型，并且运用层次分析法确定各层次评价指标的权重系数；步骤（3）确定评价指标的评价等级以及评价等级相应的评价标准，进而确定方案层中每个评价指标的得分；步骤（4）根据每个评价指标的得分及对应的权重系数，确定智能电能表软件品质综合得分。本发明实现了不同供应商、不同版本的电能表软件品质的评价，进而为评价不同供应商的智能电能表软件品质提供参考。

Description

一种智能电能表软件品质评价方法

技术领域

本发明涉及一种智能电能表软件品质评价方法，属于智能电能表自动化检测技术领域。 

背景技术

随着国网公司用电信息采集系统建设工程的逐步推进，越来越多的智能电能表投入到现场运行中。已有的智能电能表运行数据表明由软件因素诱发的智能电能表故障严重影响了智能电能表的运行可靠性，因此智能电能表软件故障检测十分必要。 

目前已有的基于典型工况模拟的黑盒测试方法和基于EEPROM数据读写的白盒测试方法，已经能够检测智能电能表软件在异常条件下的容错能力，及时发现软件系统内部可能存在的各种潜在缺陷。但是，目前国内外缺乏对智能电能表软件品质全面、科学的评价方法。因此对不同厂家、不同版本的智能电能表软件品质无法给出统一的、科学的评价结果。 

当前亟需一种智能电能表软件品质评价方法，明确智能电能表软件品质评价指标，建立智能电能表软件品质评价体系，实现不同供应商、不同版本的电能表软件品质的全面、科学的评价。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能电能表软件品质评价方法，实现不同供应商、不同版本的电能表软件品质的评价，进而为评价不同供应商的智能电能表软件品质提供参考。 

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 

本发明的一种智能电能表软件品质评价方法，具体包括以下几个步骤： 

步骤（1）确定能够评价智能电能表软件品质的评价指标； 

步骤（2）建立评价指标的层次模型，并且运用层次分析法确定各层次评价指标的权重系数； 

步骤（3）确定评价指标的评价等级以及评价等级相应的评分标准，进而确定方案层中每个评价指标的得分； 

步骤（4）根据每个评价指标的得分及对应的权重系数，确定智能电能表软件品质综合得分。 

步骤（1）中评价指标的确定方法如下： 

步骤（A1）结合现有的智能电能表现场运行数据，将智能电能表软件品质评价指标归纳为计量、通信和时钟三大类评价指标； 

步骤（A2）根据基于工况模拟的黑盒测试方法和基于EEPROM数据读写的白盒测试方法，将步骤（A1）中的计量、通信和时钟三大类评价指标细化成智能电能表软件品质的二十个评价指标。 

步骤（2）中，层次模型的建立方法如下： 

将智能电能表软件品质设计成目标层，将计量、通信和时钟三大类评价指标设计成属性层，将步骤(A2)中细化的二十个评价指标设计 成方案层，从而，构建智能电能表软件品质评价指标的层次模型。 

步骤（2）中，各层次评价指标的权重系数确定方法如下： 

步骤（B1）根据现有的层次分析法，确定同一层次评价指标的判断矩阵A； 

步骤（B2）对判断矩阵进行一致性(此处一致性是矩阵的数学定义)检验，若不一致，则调整（调整的方法为现有技术，此处不再赘述)判断矩阵的元素，使其满足一致性要求； 

步骤（B3）按照公式（1）求取判断矩阵的最大特征向量W和最大特征值γ_max，将最大特征向量W归一化处理后每个元素为对应指标的权重系数（这个处理过程为数学上现有的技术，此处不再赘述，该方法均适用于属性层和方案层中评价指标的权重系数的确定），特征向量的公式为： 

AW＝γ_maxW    （1）。 

步骤（C1）方案层中每个评价指标应用A/B/C/D/E五个评价等级，规定每个评价等级的分值为：A＝10分，B＝8分，C＝6分，D＝4，E=2分； 

步骤（C2）设计方案层中每个评价等级的评分标准； 

步骤（C3）选择不同厂家的多个智能电能表，对所述二十个评价指标进行测试，得到测试结果，结合步骤(C2)中每个评价等级的评分标准，进而确定方案层中每个评价指标的得分。 

步骤（D1）根据方案层中每个评价指标的得分及对应的权重系数，由累加和得到属性层中各属性的分值，其计算公式是： 

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{B1}=C_{11}\·R_{11}+C_{12}\·R_{12}...+C_{1n}\·R_{1n}\\ R_{B2}=C_{21}\·R_{21}+C_{22}\·R_{22}...+C_{2n}\·R_{2n}\\ R_{B3}=C_{31}\·R_{31}+C_{32}\·R_{32}...+C_{3n}\·R_{3n}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中，R_ij为方案层中每个评价指标的得分，C_ij为方案层中每个评价指标的权重系数，R_B1、R_B2、R_B3分别为属性层中计量类、通信类、时钟类属性的得分； 

步骤（D2）根据属性层中每个属性的得分及对应的权重系数，确定智能电能表软件品质的综合得分，具体计算方法见式（3）： 

$R_{A_1}=B_1\·R_{B1}+B_2\·R_{B2}+B_3\·R_{B3}---\left(3\right)$

式中，B₁、B₂、B₃分别为属性层中计量类、通信类、时钟类评价指标的权重系数，

为智能电能表软件品质的综合评分。 

本发明填补了智能表软件品质评价方法的空白，建立智能电能表软件品质评价体系，实现不同供应商、不同版本的电能表软件品质的全面、科学的评价，进而为评价不同供应商的智能电能表软件品质提供参考。 

附图说明

图1为智能电能表软件品质评价指标层次模型图。 

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 

本发明的一种智能电能表软件品质评价方法，具体包括以下几个步骤： 

步骤（1）确定能够全面、科学、合理地评价智能电能表软件品质的评价指标。 

上述步骤（1）具体包括以下几个步骤： 

步骤（A1）结合现有的智能电能表现场运行数据，将智能电能表软件品质评价指标归纳为计量、通信和时钟三大类评价指标。 

步骤（A2）利用现有的基于工况模拟的黑盒测试方法和基于EEPROM数据读写的白盒测试方法，将步骤（A1）中的计量、通信和时钟三大类评价指标细化成可测量、统计和计算的智能电能表软件品质的二十个评价指标，具体智能电能表软件品质评价指标如表1所示。 

表1 

步骤（2）建立智能电能表软件评价指标的层次模型，并且运用 层次分析法确定各层次评价指标的权重系数。 

步骤（2）中，层次模型的建立方法如下： 

将智能电能表软件品质设计成目标层，计量、通信、时钟三大类指标设计成属性层，步骤(A2)中细化的二十个评价指标设计为方案层，构建智能电能表软件品质评价指标的层次模型，其结构如图1所示。 

步骤（2）中，各层次评价指标的权重确定方法如下： 

步骤（B1）根据Satty标度，确定同一层次指标的判断矩阵A＝{a_ij}_n×n，其中判断矩阵标度及其含义如表2所示。 

表2 

步骤（B2）对判断矩阵进行一致性检验，若不一致，则调整判断矩阵元素，使其满足一致性要求。 

步骤（B3）由判断矩阵最大特值对应的归一化后的特征向量确定 各层次评价指标的权重系数，其求其公式如式（1）所示： 

AW＝γ_maxW    （1） 

其中，γ_max、W分别表示判断矩阵的最大特征值和相应的特征向量。 

步骤（3）确定评价指标的评价等级以及评价等级相应的评价标准。 

具体包括以下几个步骤： 

步骤（C1）方案层每个评价指标应用A/B/C/D/E五个评价等级，规定每个评价等级的分值为：A＝10分，B＝8分，C＝6分，D＝4，E=2分。 

步骤（C2）设计方案层中每个评价等级的标准，具体评分标准如表3所示： 

表3 

步骤（C3）选择四个不同厂家的智能电能表表一、表二、表三和表四，对上述二十个评价指标项目进行测试，得到测试结果，并根据步骤(C2)中每个评价等级的评分标准，确定每个评价指标的得分。 

步骤（4）根据每个评价指标的得分以及每个评价指标的权重系数，计算智能电能表软件品质的综合得分。具体包括以下几个步骤： 

步骤（D1）根据方案层中所有项目及其权重，由累加和得到属性层中的各属性层项目中的分值，其计算公式是： 

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{B1}=C_{11}\·R_{11}+C_{12}\·R_{12}...+C_{1n}\·R_{1n}\\ R_{B2}=C_{21}\·R_{21}+C_{22}\·R_{22}...+C_{2n}\·R_{2n}\\ R_{B3}=C_{31}\·R_{31}+C_{32}\·R_{32}...+C_{3n}\·R_{3n}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中，R_ij为方案层中每个测试指标的评判得分，R_B1、R_B2、R_B3分别为属性层计量类、通信类、时钟类属性的得分。 

步骤（D2）根据每个属性层中得分以及权重系数，确定智能电能表软件品质的综合得分，具体计算方法见式（3）： 

$R_{A_1}=B_1\·R_{B1}+B_2\·R_{B2}+B_3\·R_{B3}---\left(3\right)$

式中

为智能电能表软件品质综合评分。其具体的测试数据如表4所示。 

表4-表7给出了智能电能表软件品质评价指标体系中目标层与属性层、属性层与目标层之间的权重计算结果，表4为属性层B的判断矩阵和属性层B相对于目标层A的权重表，表5为计量类的判断矩阵和方案层相对于计量类属性层的权重表，表6为通信类的判断矩阵和方案层相对于通信类属性层的权重表，表7为时钟类的判断矩阵和方案层相对于时钟属性层权重表。（注：以下表格中的An、Bn、Cn(n表计序号)对应图1中目标层、属性层和方案层的评价指标。W表示经计算后得到的权重。） 

属性层B相对于目标层A的权重依据表4得出计算结果是： 

表4 

A1	B1	B2	B3	W(权重)
					B1	1	5	5	0.72
B2	0.20	0.20	1	0.14
					B3	0.20	1	1	0.14

方案层相对于计量类属性层的权重依据表5计算得出结果是： 

表5 

B1	C11	C12	C13	C14	C15	C16	C17	C18	C19	W
											C11	1	2	3	3	4	5	3	3	2	0.25
C12	0.50	1	2	2	3	4	2	2	1	0.16
											C13	0.33	0.50	1	1	2	3	1	1	0.50	0.09
C14	0.33	0.50	1	1	2	3	1	1	0.50	0.09
											C15	0.25	0.33	0.50	0.50	1	2	0.50	0.50	0.33	0.05
C16	0.20	0.25	0.33	0.33	0.50	1	0.25	0.25	0.20	0.03
											C17	0.33	0.50	1	1	2	4	1	1	0.50	0.09
C18	0.33	0.50	1	1	2	4	1	1	0.50	0.09
											C19	0.50	1	2	2	3	5	2	2	1	0.16

方案层相对于通信类属性层的权重依据表6计算得出结果是： 

表6 

B2	C21	C22	C23	W
					C21	1	0.50	0.33	0.16
C22	2	1	0.50	0.30
					C23	3	2	1	0.54

表7 

B3	C31	C32	C33	C34	C35	C36	C37	C38	W
										C31	1	0.25	0.25	0.25	0.33	0.33	0.33	0.25	0.04
C32	4	1	1	1	0.50	0.50	0.50	1	0.10
										C33	4	1	1	1	0.50	0.50	0.50	1	0.10
C34	4	1	1	1	0.50	0.50	0.50	1	0.10
										C35	3	2	2	2	1	1	1	2	0.18
C36	3	2	2	2	1	1	1	2	0.18
										C37	3	2	2	2	1	1	1	2	0.18
C38	4	1	1	1	0.50	0.50	0.50	1	0.10

试验结果评分表如表8所示，测试结果表明：通过对表计源代码的深入研究分析，发现在软件设计上确实存在缺陷，缺少相应的容错机制。最后的评价结果正确的反应了智能电能表的软件品质。测试结果表明本发明能够实现对智能电脑能表软件品质的有效评价。 

表8 

表8（续-1） 

表8（续-2） 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和 范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (6)

1.一种智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：

步骤（1）确定能够评价智能电能表软件品质的评价指标；

步骤（2）建立评价指标的层次模型，并且运用层次分析法确定各层次评价指标的权重系数；

步骤（3）确定评价指标的评价等级以及评价等级相应的评分标准，进而确定方案层中每个评价指标的得分；

步骤（4）根据每个评价指标的得分及对应的权重系数，确定智能电能表软件品质综合得分。

2.根据权利要求1所述的智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，

步骤（1）中评价指标的确定方法如下：

步骤（A1）结合现有的智能电能表现场运行数据，将智能电能表软件品质评价指标归纳为计量、通信和时钟三大类评价指标；

步骤（A2）根据基于工况模拟的黑盒测试方法和基于EEPROM数据读写的白盒测试方法，将步骤（A1）中的计量、通信和时钟三大类评价指标细化成智能电能表软件品质的二十个评价指标。

3.根据权利要求2所述的智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，

步骤（2）中，层次模型的建立方法如下：

将智能电能表软件品质设计成目标层，将计量、通信和时钟三大类评价指标设计成属性层，将步骤(A2)中细化的二十个评价指标设计成方案层，从而，构建智能电能表软件品质评价指标的层次模型。

4.根据权利要求3所述的智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，

步骤（2）中，各层次评价指标的权重系数确定方法如下：

步骤（B1）根据层次分析法，确定同一层次评价指标的判断矩阵A；

步骤（B2）对判断矩阵进行一致性检验，若不一致，则调整判断矩阵的元素，使其满足一致性要求；

步骤（B3）按照公式（1）求取判断矩阵最大特征向量W和最大特征值γ_max，将最大特征向量W归一化处理后每个元素为对应指标的权重系数，特征向量的公式为：

AW＝γ_maxW    （1）。

5.根据权利要求4所述的智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，

步骤（C1）方案层中每个评价指标应用A/B/C/D/E五个评价等级，规定每个评价等级的分值为：A＝10分，B＝8分，C＝6分，D＝4，E=2分；

步骤（C2）设计方案层中每个评价等级的评分标准；

步骤（C3）选择不同厂家的多个智能电能表，对所述二十个评价指标进行测试，得到测试结果，结合步骤(C2)中每个评价等级的评分标准，进而确定方案层中每个评价指标的得分。

6.根据权利要求5所述的智能电能表软件品质评价方法，其特征在于，

步骤（D1）根据方案层中每个评价指标的得分及对应的权重系数，由累加和得到属性层中各属性的分值，其计算公式是：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{B1}=C_{11}\·R_{11}+C_{12}\·R_{12}...+C_{1n}\·R_{1n}\\ R_{B2}=C_{21}\·R_{21}+C_{22}\·R_{22}...+C_{2n}\·R_{2n}\\ R_{B3}=C_{31}\·R_{31}+C_{32}\·R_{32}...+C_{3n}\·R_{3n}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中，R_ij为方案层中每个评价指标的得分，C_ij为步骤（B3）求得的方案层中每个评价指标的权重系数，R_B1、R_B2、R_B3分别为属性层中计量类、通信类、时钟类属性的得分；

步骤（D2）根据属性层中每个属性的得分及对应的权重系数，确定智能电能表软件品质的综合得分，具体计算方法见式（3）：

$R_{A_1}=B_1\·R_{B1}+B_2\·R_{B2}+B_3\·R_{B3}---\left(3\right)$

式中，B₁、B₂、B₃分别为步骤（B3）求得的属性层中计量类、通信类、时钟类评价指标的权重系数，

为智能电能表软件品质的综合评分。

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