CN105139609A - 一种动态分时抄读表计的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态分时抄读表计的方法。本发明针对集成子系统服务器或集中器在抄读表计时，解决现场表计多、通信不稳定、有效抄表时间紧张的问题，提出了动态统计表计时段通信成功率并根据表计时段通信成功率进行抄读表计。通过应用本方法，可以解决有效抄表时间紧张问题，从而提升整体表计抄读成功率。

Description

一种动态分时抄读表计的方法

技术领域

本发明属于居民用户用电、水、气、热信息集抄领域，尤其是在子系统或集中器在抄读表计时，采用的一种抄读方法。具体是一种动态分时抄读表计的方法。

背景技术

在水电气热集抄领域，需要使用子系统或集中器对水电气热等表计进行数据抄读。集中器是指收集各采集终端或表计的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的终端设备。集成子系统服务器(简称子系统)是指集成集中器和主站服务器功能于一体，实现水电气热数据采集、处理、储存、分析、报表生成功能的设备。水电气热集抄系统(简称集抄系统)的典型体系结构如图1：

在集抄系统中，一般单个子系统或集中器应用于一个小区范围，一般用户数为100～1000，因此需要抄读的表计数量(NM_meter)一般为400～4000。一个抄表周期(T_read，一般为1天)内每个表计抄读的数据项(ND_meter)一般为1～10个，典型抄读数据项数量一般为2个。

集抄系统中一般采用微功率无线或者低压电力载波等窄带低速信道作为通信信道。由于功耗的限制和干扰的存在，很多表计的通信需要经过多级中继，单次通信时间(TC_single)一般为1～35秒，平均值一般为5秒，单次通信失败超时(TC_timeout)一般为45秒。由于干扰的存在，平均单次通信成功率(RC_single)一般从40％～90％，典型值一般为70％。

综上，如果需要在抄表周期内抄读完所有的表计数据，需要满足下面的公式：

有效数据通信时间+失败超时等待时间≤抄表周期

其中，有效数据通信时间＝TC_single×ND_meter×NM_meter

失败超时等待时间＝ND_meter×NM_meter×(1-RC_single)×TC_timeout

抄表周期＝T_read

假设小区用户数为200，需抄读表计为800，其余数值取典型值，则数据通信时间＝5×2×800＝8000秒，失败超时等待时间＝2×800×(1-0.70)×45＝21600秒，抄表周期＝86400秒。此时理论上可以在抄表周期内满足所有表计的数据抄读。

但是随着小区用户数的增多，小区面积一般也会扩大，此时单次通信时间(TC_single)也会增大；随着中继级数增多，干扰源也会增多，此时平均单次通信成功率(RC_single)也会减小。假设小区用户数为500，需抄读表计数为2000，TC_single取6秒，RC_single取60％，其余数值取典型值。则数据通信时间＝6×2×2000＝24000秒，失败超时等待时间＝2×2000×(1-0.60)×45＝72000秒，抄表周期＝86400秒。此时理论上抄表周期内已经不能抄读完所有表计的数据了。

因此，在水电气热集抄系统中，存在着有效抄表时间紧张，不能在抄表周期内抄读完所有表计数据的问题。

综上，如果需要满足绝大部分小区在抄表周期内抄读完所有用户的水电气热数据的需求，一种方法是直接降低单次通信时间(TC_single)和提升平均单次通信成功率(RC_single)；但是这种方法需要提升底层通信技术的性能，需要大量的研究和实验工作，而且也需要改造现场设备。

发明内容

本发明是针对上述问题，提出了一种通过动态统计的方法来获取表计各个时段的统计通信成功率，在各个时段优先抄读通信成功率高的表计，从而解决有效抄表时间紧张问题的方法，提升整体表计抄读成功率。

本发明的技术方案为：

一种动态分时抄读表计的方法，它动态统计表计时段通信成功率并根据表计时段通信成功率进行抄读表计，其中动态统计表计时段通信成功率的计算方法包括：

(1-1)将一个抄表周期划分为若干个抄表时段；

(1-2)每个表计的所有时段通信成功率R初始时置为初值R_int，并设置通信成功加权值W_success，通信成功用时长减权值W_comm，通信失败减权值W_fail，和权值调整因子F；

(1-3)在当前时段与某个表计m通信时，根据加减权算法，通信成功时则提升该表计当前时段的通信成功率R_im，失败时则减少该表计当前时段的通信成功率R_im；

(1-4)根据连续几个抄表周期的平均通信成功率的变化趋势，动态调整加减权值。

优选的，在每个抄表时段，根据表计当前时段通信成功率对未抄读表计进行排序，优先抄读当前时段通信成功率最高的表计。

优选的，步骤(1-3)中，所述加减权算法，具体为：如果通信成功，用时为t，则当前抄表周期通信成功次数S_success加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im+W_success–(t×W_comm)，当R_im>100％则固定为100％；如果通信失败，则当前抄表周期通信失败次数S_fail加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im-W_fail，当R_im<0％则固定为0％。

优选的，步骤(1-4)中，所述动态调整加减权值，具体为：

如果时间跨越了抄表周期，则统计上一个抄表周期的平均单次通信成功率RC_single＝Int(S_success÷(S_success+S_fail)×100)，并将当前抄表周期的S_success和S_fail置为0；

如果时间跨越了抄表周期，且连续运行抄表周期数超过了学习调整周期数N_learning，则同时比较上三次抄表周期的RC_single，按照抄表先后顺序分别为RC_-1,RC_-2,RC_-3：如果RC_-3<RC_-2<RC_-1，则调整W_success＝W_success-F，调整W_fail＝W_fail+F；如果RC_-3>RC_-2>RC_-1，则调整W_success＝W_success+F，调整W_fail＝W_fail-F；其余情况不调整。

优选的，根据表计时段通信成功率进行抄读表计的计算方法具体为：

(2-1)时间到达某个抄表时段，则从统计表中获取当前时段所有未抄读完表计的时段抄表成功率数组A＝R_i0,R_i1,…,R_in；

(2-2)对数组A进行由大到小排序，得到索引数组B＝id₀,Id₁,…Id_n，其中id_x为表号索引，x＝0,1,…,n；

(2-3)从B数组第1个开始逐个获取表号，根据表号抄读表计；并在通信时根据动态统计表计时段通信成功率的计算方法更新表计时段通信成功率。

有益效果：

采用本方法后，能够有效减少表计抄读失败次数，从而减少无效抄读时间，提高抄表效率。本发明用于解决在水电气热集抄系统中，由于需抄读表计多，通信信道由于干扰不稳定而导致抄表周期内有效抄读时间紧张的问题。

附图说明

图1现有技术的集抄系统典型体系结构。

图2动态统计表计时段通信成功率的计算方法流程图。

图3根据表计时段通信成功率抄读表计流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明：

实施例1：结合图2，一种动态分时抄读表计的方法，它动态统计表计时段通信成功率并根据表计时段通信成功率进行抄读表计，其中动态统计表计时段通信成功率的计算方法包括：

(1-1)将一个抄表周期划分为若干个抄表时段；比如抄表周期为1天，按整点划分为24个抄表时段；

(1-2)每个表计的所有时段通信成功率R初始时置为初值R_int，并设置通信成功加权值W_success，通信成功用时长减权值W_comm，通信失败减权值W_fail，和权值调整因子F；比如R_int为50％，W_success为1％，W_comm为0.01％，W_fail为1％，F为0.03％；

(1-3)在当前时段与某个表计m通信时，根据加减权算法，通信成功时则提升该表计当前时段的通信成功率R_im，失败时则减少该表计当前时段的通信成功率R_im；

(1-4)根据连续几个抄表周期的平均通信成功率的变化趋势，动态调整加减权值。

实施例2：如实施例1所述的一种动态分时抄读表计的方法，在每个抄表时段，根据表计当前时段通信成功率对未抄读表计进行排序，优先抄读当前时段通信成功率最高的表计。

实施例3：如实施例1所述的一种动态分时抄读表计的方法，步骤(1-3)中，所述加减权算法，具体为：如果通信成功，用时为t，则当前抄表周期通信成功次数S_success加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im+W_success–(t×W_comm)，当R_im>100％则固定为100％；如果通信失败，则当前抄表周期通信失败次数S_fail加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im-W_fail，当R_im<0％则固定为0％。比如表计m的时段通信成功率R_im为63％，如果通信成功，通信时长为10秒，则调整R_im＝R_im+W_success–(t×W_comm)＝63％+1％-(10×0.01％)＝63.9％；如果通信失败，则调整R_im＝R_im-W_fail＝62％。

实施例4：如实施例1所述的一种动态分时抄读表计的方法，步骤(1-4)中，所述动态调整加减权值，具体为：

如果时间跨越了抄表周期，则统计上一个抄表周期的平均单次通信成功率RC_single＝Int(S_success÷(S_success+S_fail)×100)，并将当前抄表周期的S_success和S_fail置为0；

如果时间跨越了抄表周期，且连续运行抄表周期数超过了学习调整周期数N_learning，则同时比较上三次抄表周期的RC_single，按照抄表先后顺序分别为RC_-1,RC_-2,RC_-3：如果RC_-3<RC_-2<RC_-1，则调整W_success＝W_success-F，调整W_fail＝W_fail+F；如果RC_-3>RC_-2>RC_-1，则调整W_success＝W_success+F，调整W_fail＝W_fail-F；其余情况不调整。比如RC_-1＝63％,RC_-2＝61％,RC_-3＝58％,W_success＝1％,W_fail＝1％，则调整W_success＝W_success-F＝1％-0.03％＝0.97％，调整W_fail＝W_fail+F＝1％+0.03％＝1.03％；比如RC_-1＝63％,RC_-2＝66％,RC_-3＝67％，则调整W_success＝W_success+F＝1％+0.03％＝1.03％，调整W_fail＝W_fail-F＝1％-0.03％＝0.97％；通过调整加减权值能够避免权值初始值不合理导致成功率统计震荡。

实施例5：结合图3，如实施例1所述的一种动态分时抄读表计的方法，根据表计时段通信成功率进行抄读表计的计算方法具体为：

(2-1)时间到达某个抄表时段，则从统计表中获取当前时段所有未抄读完表计的时段抄表成功率数组A＝R_i0,R_i1,…,R_in；

(2-2)对数组A进行由大到小排序，得到索引数组B＝id₀,Id₁,…Id_n，其中id_x为表号索引，x＝0,1,…,n；

(2-3)从B数组第1个开始逐个获取表号，根据表号抄读表计；并在通信时根据动态统计表计时段通信成功率的计算方法更新表计时段通信成功率。

在实际应用中，一个小区用户数为400，需抄读1600个表计数据，每个表计每天抄读2个数据，使用低压电力载波通信；在没应用本发明所述方法前，其平均单次通信成功率为43.6％，抄读完所有表计的所有数据约需要98000秒，不能在一天内抄完。在应用本发明所述方法后，经过15天的动态学习，平均单次通信成功率提升为70.1％，抄读完所有表计的数据缩短为约59000秒，能够很好的一天内抄读完所有表计的数据。

尽管本发明已经参照附图和优选实例进行了说明，但是，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。本发明的各种更改、变化，和等同物有所附的权利要求书的内容涵盖。

本发明未涉及技术均与现有技术相同，或可采用现有技术实现。

Claims (5)

1.一种动态分时抄读表计的方法，其特征在于它动态统计表计时段通信成功率并根据表计时段通信成功率进行抄读表计，其中动态统计表计时段通信成功率的计算方法包括：

(1-1)将一个抄表周期划分为若干个抄表时段；

(1-2)每个表计的所有时段通信成功率R初始时置为初值R_int，并设置通信成功加权值W_success，通信成功用时长减权值W_comm，通信失败减权值W_fail，和权值调整因子F；

(1-3)在当前时段与某个表计m通信时，根据加减权算法，通信成功时则提升该表计当前时段的通信成功率R_im，失败时则减少该表计当前时段的通信成功率R_im；

(1-4)根据连续几个抄表周期的平均通信成功率的变化趋势，动态调整加减权值。

2.根据权利要求1所述的动态分时抄读表计的计算方法，其特征在于：在每个抄表时段，根据表计当前时段通信成功率对未抄读表计进行排序，优先抄读当前时段通信成功率最高的表计。

3.根据权利要求1所述的动态分时抄读表计的计算方法，其特征在于：步骤(1-3)中，所述加减权算法，具体为：如果通信成功，用时为t，则当前抄表周期通信成功次数S_success加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im+W_success–(t×W_comm)，当R_im>100％则固定为100％；如果通信失败，则当前抄表周期通信失败次数S_fail加1，该表计当前时段通信成功率调整为：R_im＝R_im-W_fail，当R_im<0％则固定为0％。

4.根据权利要求3所述的动态分时抄读表计的计算方法，其特征在于：步骤(1-4)中，所述动态调整加减权值，具体为：

如果时间跨越了抄表周期，则统计上一个抄表周期的平均单次通信成功率RC_single＝Int(S_success÷(S_success+S_fail)×100)，并将当前抄表周期的S_success和S_fail置为0；

如果时间跨越了抄表周期，且连续运行抄表周期数超过了学习调整周期数N_learning，则同时比较上三次抄表周期的RC_single，按照抄表先后顺序分别为RC_-1,RC_-2,RC_-3：如果RC_-3<RC_-2<RC_-1，则调整W_success＝W_success-F，调整W_fail＝W_fail+F；如果RC_-3>RC_-2>RC_-1，则调整W_success＝W_success+F，调整W_fail＝W_fail-F；其余情况不调整。

5.根据权利要求1所述的动态分时抄读表计的计算方法，其特征在于：根据表计时段通信成功率进行抄读表计的计算方法具体为：

(2-1)时间到达某个抄表时段，则从统计表中获取当前时段所有未抄读完表计的时段抄表成功率数组A＝R_i0,R_i1,…,R_in；

(2-2)对数组A进行由大到小排序，得到索引数组B＝id₀,Id₁,…Id_n，其中id_x为表号索引，x＝0,1,…,n；

(2-3)从B数组第1个开始逐个获取表号，根据表号抄读表计；并在通信时根据动态统计表计时段通信成功率的计算方法更新表计时段通信成功率。