CN111901165B - 一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统 - Google Patents

一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统，本发明在原有技术使用通信质量评价通道质量的基础上，引入通道置信度，从通道数据采集及时性维度、通道数据采集一致性维度、通道数据采集正确性维度等维度评价通道质量置信度，对现有通道质量的评估优化很大，提升了通道数据可信度，提高了系统数据质量，为业务系统提供更加可靠可信的数据，可有效降低业务系统出现数据采集延时出现几率，有效避免业务系统出现数据丢失情况，并可提升通道数据正确性，保证业务逻辑正确。

Description

一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，特别是一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统。
背景技术
当下，各行业存在很多业务系统，具备数据监视、数据分析处理等功能，此类业务系统有一个前提，需要利用采集技术实现业务系统所需各类数据的获取。目前大部分业务系统中，大多通过指定的通信方式进行数据采集，这种指定的通信方式即为通道。由于通道存在通信中断等问题，很多时候会采用冗余通道的方式来保证数据采集的可靠性。
冗余通道，也就是同时有两个或两个以上通道来实现数据采集，这种会根据通道的通信质量，选择通信正常的一个通道作为工作通道，其他通道作为备用通道。业务系统仅采用工作通道的数据进行处理和展示，备用通道采集的数据仅作为冗余数据，不进行处理和展示。当工作通道出现通信故障等问题，影响数据采集时，会自动选择一个通信正常的通道作为工作通道，从而保证业务系统采集数据的可靠性。
当前业务系统衡量通道是否工作正常，主要是从通道的通信质量角度来衡量，从而保证业务系统采集数据的可靠性。在业务系统的应用过程中，逐渐发现还有更多的情况，这种技术解决不了，例如工作通道和备用通道正常，但出现工作通道采集的数据延时较为严重，备用通道的数据没有延时，导致业务系统监视和处理数据存在严重的延时问题；或者工作通道和备用通道通信正常，但工作通道出现部分关键数据丢失，备用通道正常，结果导致业务系统监视和处理的数据出现丢失等等。这些问题的出现，严重影响业务系统采集数据的可靠性，从而影响系统的可靠性。
除此之外，还存在工作通道和备用通道通信正常，但工作通道采集的数据存在错误，业务检测可发现明显错误，但备用通道正常，结果导致业务系统监视和处理的数据也出现错误的情况。以电力监控系统举例说明，工作通道采集的某条线路的开关为分位，没有运行，但该线路的有功值或电流值却非0值，为正常运行的数据值，属于明显的业务检测错误，可判定为数据采集异常；或工作通道采集的某条线路的电流值明显超出该线路的最大额定电流，属于明显的业务检测错误，亦可判定为数据采集异常。
出现以上问题，最主要是由于目前仅从通道的通信质量角度来评价通道质量，导致通道质量评估不够准确，没有识别出备用通道的通道质量更优，从而没有选到更优的通道作为工作通道。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统，旨在解决现有技术中工作通道通信正常却出现传输延时或数据丢失的问题，实现更加准确的评价通道质量，切实保证系统采集数据的可靠性。
为达到上述技术目的，本发明提供了一种基于置信度的通道质量动态评估方法，所述方法包括以下操作：
统计通道上采集的状态量数据的及时性，获取及时性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1；
统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性，获取一致性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2；
统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性，获取正确性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集正确性维度的通道质量正确性置信度C3；
对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度，依据置信度选择最优的工作通道。
优选地，所述采用加权平均法得到最终的通道质量置信度的计算公式为：
通道质量置信度＝(K1*C1+K2*C2+K3*C3)/(K1+K2+K3)
K1、K2、K3分别是各个维度的通道质量置信度在整个通道质量置信度的数据中所占的比重。
优选地，所述统计通道上采集的状态量数据的及时性具体为：
对于同一个状态量信号，以最快收到的时间作为基准时间，采集不同通道的数据上送时延偏差，作为通道数据采集及时性维度的离散量统计数据集合；
根据预设分段时长，统计状态量变化次数以及通道数据采集状态量变化的时延偏差信息。
优选地，所述通道质量及时性置信度C1为通道在n次状态量变化中检测到变化延时上送的及时性偏差信息。
优选地，所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性具体为：
从通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中，实时检测模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性情况，评估其中的不一致的数据情况，并统计通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据总数，以及出现不一致情况的数据总数；
根据预设分段时长，统计采集模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务数据一致性信息。
优选地，所述通道质量一致性置信度C2为通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中检测到数据不一致的偏差信息。
优选地，所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性具体为：
对通道上采集的模拟量数据/累加量数据进行错误检测，错误检测包括数据跳变、数据不刷新、数据越有效限；
统计通道采集的模拟量数据/累加量数据总数，并从中检测模拟量数据/累加量数据的错误数据的个数；
根据预设分段时长，统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据发送错误的信息。
优选地，所述通道质量正确性置信度C3为通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据中检测到数据错误的信息。
优选地，所述数据跳变为模拟量数据/累加量数据值突然变化幅度超过阈值；所述数据不刷新为模拟量数据/累加量数据的值在时间阈值内不变化；所述数据越有效限为模拟量数据/累加量数据的值为非法值。
本发明还提供了一种基于置信度的通道质量动态评估系统，所述系统包括：
及时性置信度计算模块，用于统计通道上采集的状态量数据的及时性，获取及时性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1；
一致性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性，获取一致性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2；
正确性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性，获取正确性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集正确性维度的通道质量正确性置信度C3；
置信度加权计算模块，用于对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度，依据置信度选择最优的工作通道。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
与现有技术相比，本发明在原有技术使用通信质量评价通道质量的基础上，引入通道置信度，从通道数据采集及时性维度、通道数据采集一致性维度、通道数据采集正确性维度等维度评价通道质量置信度，对现有通道质量的评估优化很大，提升了通道数据可信度，提高了系统数据质量，为业务系统提供更加可靠可信的数据，可有效降低业务系统出现数据采集延时出现几率，有效避免业务系统出现数据丢失情况，并可提升通道数据正确性，保证业务逻辑正确。
附图说明
图1为本发明实施例中所提供的一种基于置信度的通道质量动态评估方法流程图；
图2为本发明实施例中所提供的一种基于置信度的通道质量动态评估系统框图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
下面结合附图对本发明实施例所提供的一种基于置信度的通道质量动态评估方法与系统进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种基于置信度的通道质量动态评估方法，在评估通道质量时，在通道通信质量的基础上，引入通道数据质量，应用置信度的统计办法评估通道数据质量，从多个维度进行通道置信度计算，并对多个维度的通信置信度进行加权平均后求和，得到通道质量置信度评价结果。
S1、获取通道数据采集及时性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的状态量数据的及时性来进行统计。
通道数据采集及时性维度的数据统计，通过对通道数据采集及时性维度的离散量统计数据集合进行处理，得到通道上传输的状态量数据变化次数以及状态量数据变化上送的时延偏差信息。
对同一个状态量信号来说，以最快收到的时间作为基准时间，采集不同通道的数据上送时延偏差，作为通道数据采集及时性维度的离散量统计数据集合；对于通道上数据丢失情况，可识别为超最大延时时间未收到变化数据。
根据预设分段时长，统计状态量变化次数以及通道数据采集状态量变化的时延偏差信息。
S2、计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1。
依据步骤S1中各类统计数据，进行置信度计算，得出该通道在n次状态量变化中检测到变化延时上送的及时性偏差信息，作为通道数据采集及时性维度的通道质量置信度。
S3、获取通道数据采集一致性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性来进行统计。
通道数据采集一致性维度的数据统计，需要先定义采集模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务关联关系。
从通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中，实时检测模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性情况，评估其中的不一致的数据情况，并统计通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据总数，以及出现不一致情况的数据总数。
对于通道上采集到的模拟量数据/累加量数据和状态量数据，识别并建立其之间的业务关联关系，例如在电力监控领域中，某个间隔开关为分位则间隔的有功、无功信息应该为零，若开关为分位但间隔的有功、无功信息不为零，则表明该通道的数据不一致。模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务数据一致性，默认按照以1ms进行采样，并进行延时1ms处理，若延时1ms后数据仍不一致，则判定通道数据不一致，并统计该通道采集的数据个数信息以及不一致的通道数据个数信息。
根据预设分段时长，统计采集模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务数据一致性信息。
S4、计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2。
依据步骤S3中各类统计数据，进行置信度计算，得出该通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中检测到数据不一致的偏差信息，作为通道数据采集一致性维度的通道质量置信度。
S5、获取通道数据采集数据正确性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的模拟量数据/累加量数据来进行统计。
通道数据采集正确性维度的数据统计，对通道上采集的模拟量数据/累加量数据进行错误检测，错误检测包括数据跳变、数据不刷新、数据越有效限等。
统计通道采集的模拟量数据/累加量数据总数，并从中检测模拟量数据/累加量数据的错误数据的个数，可根据具体业务场景定义错误数据，例如数据发生跳变或者数据不刷新等，并统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的数量，以及存在错误数据的数据数量。
对于通道上采集到的模拟量数据/累加量数据，识别其数据质量码，检测数据是否正常刷新、是否发生跳变、数据是否越有效限值，并更新其数据质量码。模拟量数据/累加量数据的错误信息统计，默认按照以1ms进行采样，根据采样时获取的采样数据个数以及数据质量码异常个数，进行数据错误信息的统计。
所述数据跳变，指模拟量数据/累加量数据值突然变化很大，例如某个模拟量数据正常值为120，变化幅度在上下10％左右，若这个数据突然变化幅度超过30％，则认为该数据发生跳变，具体数据跳变判别依据可灵活定义。
所述数据不刷新，指模拟量数据/累加量数据的值长时间不变化，比如某个模拟量数据值，正常可能3-5秒变化一次，最长一分钟可能也会变化一次，若这个数据超过5分钟没有变化，则判定该数据不刷新，具体数据不刷新判别依据可灵活定义。
所述数据越有效限，指模拟量数据/累加量数据的值为非法值，例如某个电力设备的额定功率为2000W，若采集的这个电力设备的功率为3000W，则可判定该数据为非法数据，数据越有效限。
根据预设分段时长，统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据发送错误的信息。
S6、计算通道数据采集数据正确性维度的通道质量正确性置信度C3。
依据步骤S5中数据错误信息的统计数据，进行置信度计算，得出该通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据中检测到数据错误的信息，作为通道数据采集数据正确性维度的通道质量置信度。
S7、通道质量置信度评估，对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度。
依据步骤S2中计算得到的通道数据采集及时性维度的通道质量置信度、步骤S4中计算得到的通道数据采集一致性维度的通道质量置信度、步骤S6中计算得到的通道数据采集数据正确性维度的通道质量置信度，进行加权平均值计算，得到最终的通道质量置信度。
通道质量置信度＝(K1*C1+K2*C2+K3*C3)/(K1+K2+K3)
K1、K2、K3分别是各个维度的通道质量置信度在整个通道质量置信度的数据中所占的比重，在本发明实施例中，取值K1为0.5、K2为0.3、K3为0.2。
通过对通道质量置信度的评估，区分识别不同通道的通道质量置信度，依据置信度选择更优的工作通道，从而提升工作通道选择正确几率，提升采集的数据的可信度，提高数据的采集质量，为业务系统中数据的分析处理提供更加可靠可信的数据。
如图2所示，本发明实施例还公开了一种基于置信度的通道质量动态评估系统，所述系统包括：
及时性置信度计算模块，用于统计通道上采集的状态量数据的及时性，获取及时性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1；
一致性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性，获取一致性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2；
正确性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性，获取正确性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集正确性维度的通道质量正确性置信度C3；
置信度加权计算模块，用于对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度，依据置信度选择最优的工作通道。
通过及时性置信度计算模块，获取通道数据采集及时性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的状态量数据的及时性来进行统计，计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1。
通过一致性置信度计算模块，获取通道数据采集一致性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性来进行统计，计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2。
通过正确性置信度计算模块，获取通道数据采集数据正确性维度的置信度计算所需的各类统计数据，以通道上采集的模拟量数据/累加量数据来进行统计，计算通道数据采集数据正确性维度的通道质量正确性置信度C3。
通过置信度加权计算模块，进行通道质量置信度评估，对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：
统计通道上采集的状态量数据的及时性，获取及时性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1；所述统计通道上采集的状态量数据的及时性具体为：对于同一个状态量信号，以最快收到的时间作为基准时间，采集不同通道的数据上送时延偏差，作为通道数据采集及时性维度的离散量统计数据集合；根据预设分段时长，统计状态量变化次数以及通道数据采集状态量变化的时延偏差信息；
统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性，获取一致性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2；所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性具体为：从通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中，实时检测模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性情况，评估其中的不一致的数据情况，并统计通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据总数，以及出现不一致情况的数据总数；根据预设分段时长，统计采集模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务数据一致性信息；
统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性，获取正确性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集正确性维度的通道质量正确性置信度C3；所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性具体为：对通道上采集的模拟量数据/累加量数据进行错误检测，错误检测包括数据跳变、数据不刷新、数据越有效限；统计通道采集的模拟量数据/累加量数据总数，并从中检测模拟量数据/累加量数据的错误数据的个数；根据预设分段时长，统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据发送错误的信息；
对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度，依据置信度选择最优的工作通道。
2.根据权利要求1所述的一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述采用加权平均法得到最终的通道质量置信度的计算公式为：
通道质量置信度=(K1*C1+K2*C2+K3*C3)/(K1+K2+K3)
K1、K2、K3分别是各个维度的通道质量置信度在整个通道质量置信度的数据中所占的比重。
3.根据权利要求1所述的一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述通道质量及时性置信度C1为通道在n次状态量变化中检测到变化延时上送的及时性偏差信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述通道质量一致性置信度C2为通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中检测到数据不一致的偏差信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述通道质量正确性置信度C3为通道在n个采集的模拟量数据/累加量数据中检测到数据错误的信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于置信度的通道质量动态评估方法，其特征在于，所述数据跳变为模拟量数据/累加量数据值突然变化幅度超过阈值；所述数据不刷新为模拟量数据/累加量数据的值在时间阈值内不变化；所述数据越有效限为模拟量数据/累加量数据的值为非法值。
7.一种基于置信度的通道质量动态评估系统，其特征在于，所述系统包括：
及时性置信度计算模块，用于统计通道上采集的状态量数据的及时性，获取及时性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集及时性维度的通道质量及时性置信度C1；所述统计通道上采集的状态量数据的及时性具体为：对于同一个状态量信号，以最快收到的时间作为基准时间，采集不同通道的数据上送时延偏差，作为通道数据采集及时性维度的离散量统计数据集合；根据预设分段时长，统计状态量变化次数以及通道数据采集状态量变化的时延偏差信息；
一致性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性，获取一致性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集一致性维度的通道质量一致性置信度C2；所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性具体为：从通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据中，实时检测模拟量数据/累加量数据和状态量数据的一致性情况，评估其中的不一致的数据情况，并统计通道采集的模拟量数据/累加量数据和状态量数据总数，以及出现不一致情况的数据总数；根据预设分段时长，统计采集模拟量数据/累加量数据和状态量数据的业务数据一致性信息；
正确性置信度计算模块，用于统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性，获取正确性维度的各类统计数据，并计算通道数据采集正确性维度的通道质量正确性置信度C3；所述统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据的正确性具体为：对通道上采集的模拟量数据/累加量数据进行错误检测，错误检测包括数据跳变、数据不刷新、数据越有效限；统计通道采集的模拟量数据/累加量数据总数，并从中检测模拟量数据/累加量数据的错误数据的个数；根据预设分段时长，统计通道上采集的模拟量数据/累加量数据发送错误的信息；
置信度加权计算模块，用于对所有维度的通道质量置信度评价值分量计算平均值，采用加权平均法得到最终的通道质量置信度，依据置信度选择最优的工作通道。
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