CN117057142B - 一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法及系统，包括：基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中；在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。该方案提高了整个数字孪生车辆测试的数据处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法及系统。
背景技术
数字孪生技术是一种将实际物理对象或系统与其虚拟数字模型相结合的技术，通过对数字模型的仿真、分析和优化，来实现对物理对象或系统的监测、预测和优化。
基于数字孪生技术进行车辆测试的步骤可以概括为以下几个方面：数据采集：首先需要收集车辆的各种传感器数据，包括车速、加速度、转向角度、刹车压力等。这些数据可以通过车载传感器或其他外部设备获取。数据处理和建模：将采集到的原始数据进行处理和预处理，如去噪、滤波等。然后，使用这些经过处理的数据来构建车辆的数字孪生模型。这个模型是对实际车辆行为和性能的虚拟表示，可以包括车辆的结构、动力系统、悬挂系统等方面的信息。参数校准和验证：对数字孪生模型进行参数校准和验证，使其能够更准确地模拟实际车辆的行为。这可以通过对比模型输出和实际车辆数据的差异来进行调整和验证。测试方案设计：根据具体的测试需求和目标，设计测试方案。这包括选择不同的测试场景、制定测试用例、确定测试指标等。数字孪生模型可以帮助确定适当的测试条件和参数。模拟仿真和测试执行：利用数字孪生模型进行模拟仿真和测试执行。根据设计的测试方案，将合适的输入数据输入到数字孪生模型中，观察模型输出并分析结果。这可以帮助评估车辆在不同条件下的性能、安全性和稳定性。结果分析和优化：对测试结果进行分析和评估，从中获取有关车辆行为和性能的洞察，并提出改进和优化建议。数字孪生模型可以帮助在虚拟环境中快速迭代测试和优化过程。通过以上步骤，基于数字孪生技术的车辆测试可以在虚拟环境中进行，以便更加高效地评估和改进车辆的性能和安全性。它可以减少实际测试的成本和时间，并提供更全面的测试覆盖和深入的分析。
在上述基于数字孪生技术的车辆测试中参数校准和验证环节尤为重要，现有技术中，参数校准和验证环节大多是将实际测试环境产生的数据和仿真环境产生的数据分开存储，导致存储和读取时存在不够高效的问题，影响车辆测试效率。
发明内容
本发明提供一种种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法及系统，用以解决现有技术中基于数字孪生的车辆测试产生的数据在存储和读取时存在不够高效的问题，影响车辆测试效率的问题。
一方面，本发明提供一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，包括：
在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；
在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；
将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；
在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，包括：
在数据存储时刻，确定对应的起始生成时间戳；
从起始生成时间戳开始按预设采样时间间隔，分别对实际测试数据和仿真测试数据进行采样，得到多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据；
对于每一生成时间戳，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，进而得到每一生成时间戳对应的各传感器标识对应的测试数据对。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，包括：
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的实际测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将仿真测试数据复制至实际测试数据，得到最终的测试数据对；
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的仿真测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将实际测试数据复制至仿真测试数据，得到最终的测试数据对。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录，包括：
获取前端的至少一个测试项目，并获取各测试项目所需数据对应的传感器标识组和各测试项目的优先级；
将各测试项目对应的传感器标识组的中的各传感器标识对应的值排列在一起，再将各传感器标识组按对应的优先级依次排列，得到测试记录。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，该方法还包括：
在将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中之后，获取当前分布式存储系统的当前分布式工作节点对应的指定生成时间戳和指定传感器标识；
将各测试记录中指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中指定传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据，包括：
在获取到实时数据显示请求时，先基于目标生成时间戳从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据；
在获取到数据分析请求时，先基于目标传感器标识从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，测试项目包括以下至少一项：
安全测试项目；
动力性能测试项目；
操控性能测试项目；
高温和低温环境测试项目；
耐久性测试项目；
噪音和振动测试项目。
第二方面，本发明还提供一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，包括：
数据获取模块，用于在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；
测试记录获取模块，用于在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；
数据存储模块，用于将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；
数据请求模块，用于在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试记录获取模块具体用于：
在数据存储时刻，确定对应的起始生成时间戳；
从起始生成时间戳开始按预设采样时间间隔，分别对实际测试数据和仿真测试数据进行采样，得到多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据；
对于每一生成时间戳，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，进而得到每一生成时间戳对应的各传感器标识对应的测试数据对。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统测试记录模块进一步用于：
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的实际测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将仿真测试数据复制至实际测试数据，得到最终的测试数据对；
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的仿真测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将实际测试数据复制至仿真测试数据，得到最终的测试数据对。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试记录获取模块具体用于：
获取前端的至少一个测试项目，并获取各测试项目所需数据对应的传感器标识组和各测试项目的优先级；
将各测试项目对应的传感器标识组的中的各传感器标识对应的值排列在一起，再将各传感器标识组按对应的优先级依次排列，得到测试记录。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，该装置还包括数据缓存模块，用于：
在将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中之后，获取当前分布式存储系统的当前分布式工作节点对应的指定生成时间戳和指定传感器标识；
将各测试记录中指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中指定传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，数据请求模块具体用于：
在获取到实时数据显示请求时，先基于目标生成时间戳从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据；
在获取到数据分析请求时，先基于目标传感器标识从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试项目包括以下至少一项：
安全测试项目；
动力性能测试项目；
操控性能测试项目；
高温和低温环境测试项目；
耐久性测试项目；
噪音和振动测试项目。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述任一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法。
第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法。
本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法及系统，在基于数字孪生技术进行车辆测试过程中，首先对获取到的实际测试数据和仿真测试数据进行对齐后，得到各传感器标识对应的数据对，然后以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录，再然后，分别将各测试记录以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式存储系统中，并在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。该方案，避免了构建数据对可以减少从不同记录中获取实际测试数据和仿真测试数据的过程，提高了数据存储和读取效率，同时，通过分布式行式存储的形式提高了行读取的效率，通过分布式列式存储的形式提高了列读取的效率，进而提高了整个数字孪生车辆测试的数据处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统的结构框图；
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法实施所依赖的系统，该系统可以包括车辆测试的实际场地、实际车辆、仿真场地、仿真车辆和数据处理系统。其中车辆测试的仿真场地是基于数字孪生技术对实际场地的仿真，仿真车辆也是基于数字仿真对实际车辆的仿真，可以理解的是，在对实际车辆进行仿真时也对实际车辆上用于采集测试数据的各种传感器进行了仿真，或者仿真车辆在运行时可以获取实际车辆上传感器采集的相关数据。数据处理系统用于对实际场地、实际车辆，仿真场地、仿真车辆的数据进行预处理和存储，以供后续的读取。本发明主要针对现有技术中数据处理系统对数据的处理过程进行改进，后文将对数据处理的方案进行详细说明。
图1为本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法的流程示意图，该方法的执行主体可以是前述数据处理系统，如图1所示，该方法可以包括：
步骤S101，在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识。
其中，在基于数字孪生技术的车辆测试过程中，在实际场地实际车辆会按测试项目进行测试，并通过实际车辆上安装的各种传感器采集各种实际测试数据，这些传感器会被给定唯一的传感器标识，生成的实际测试数据也会带有相应的生成时间戳。另外，在仿真场地仿真车辆也会通过相关程序设计进行相同的项目测试，同样仿真车辆也会生成各种与实际传感器对应的仿真测试数据，这些仿真测试数据也会带有相应的生成时间戳和传感器标识。这些传感器可以是速度传感器、加速度传感器、制动踏板角度传感器等。
具体地，在测试开始后，实际车辆和仿真车辆都会源源不断的产生相应的实际测试数据和仿真测试数据，这些测试数据都会被数据处理系统收集到，以进行后续处理，并用于数据显示和数据分析。
步骤S102，在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录。
其中，数据处理系统会设定多个数据存储时刻，各数据存储时刻一般等间距设置，例如，从测试开始后的第1秒，第2秒，第3秒可以分别为三个相邻的数据存储时刻，可以理解的是，各数据存储时刻之间可以根据需求设置不同的时间间隔。
具体地，由于实际车辆和仿真车辆实际在进行相同的测试项目，那么每个生成时间戳，实际车辆上的任一传感器采集到一个实际测试数据，而相应地，仿真车辆会也会采集到该任一传感器对应类型的一个仿真测试数据，在后续车辆测试结果分析过程中，往往需要比对这一对数据，即需要这一实际测试数据和这一仿真测试数据。本发明会将这一对数据一起存储，即将这一对数据作为一个测试数据对存储在一个生成时间戳对应的测试记录下。
具体来说，现有技术中，在数据存储时，同一生成时间戳对应的多个传感器标识对应的实际测试数据会存储为一条单独的实际测试记录，对应的多个传感器标识对应的仿真测试数据会存储为一条单独的仿真测试记录。那么在数据读取时，需要分别找到这两条测试记录，若是要进行某一传感器标识对应的测试数据的分析，则需要进一步分别从实际测试记录和仿真测试记录中读取该传感器标识对应的列的值。
而本发明的方案中，在数据存储时，对于同一生成时间戳，会将同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为测试数据对进行存储。举例来说，若某一生成时间戳t1，实际车辆的速度传感器(传感器标识为X)、加速度传感器(传感器标识为Y)和制动力角度传感器(传感器标识为Z)分别采集到三个测试数据，对应的仿真车辆生成速度传感器(传感器标识为x)、加速度传感器(传感器标识为y)和制动力角度传感器(传感器
标识为z)对应的中了的三个数据，那么t1时刻的测试数据，即以t1为主键列，三个数据对分别为非主键列，该测试记录的数据结构如下表1所示：
表1
很显然，由上表可知，在本发明的一条测试记录中包含有实际测试数据和仿真测试数据，且同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据以数据对的形式存储。需要说明的是，该测试记录中非主键列中同一传感器标识中包含有相同部分和区别部分，相同不同用于标识其所述的传感器类型，区别部分用于标识其来源于实际车辆或仿真车辆，例如，上表中X＝21，x＝20，其中第一位“2”说明其为速度传感器采集的数据，第二位中“1”表示其来源于实际车辆，“0”表示其来源于仿真车辆。那么，在后续数据读取过程中可以直接查询该数据对，也可以单独查询实际测试数据或仿真测试数据。
具体来说，在每一数据存储时刻，可以获取多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据，然后分别对每一生成时间戳进行数据对的生成和排列，进而可以得到多条测试记录。
步骤S103，将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储。
其中，本发明的数据存储系统采用分布式存储系统，分布式存储系统是一种将数据分散存储在多个计算机节点上的存储系统，以实现高可靠性、高扩展性和高性能的数据存储和访问。它通过将数据划分成多个部分，并在各个节点上进行存储，以达到分布式存储和并行处理的目的。本发明中进一步在分布式存储系统中以行式存储形式和列式存储形式对各测试记录进行存储。
具体地，在获取到多条测试记录之后，考虑到后续数据查询的场景，包括数字孪生系统的实时显示需求，需要进行高效的行查询，即查询某一个或多个时刻的测试数据进行显示，以及数字孪生系统的数据分析需求，需要进行搞笑的列查询，需要高效的获取某一个或多个传感器标识对应的测试数据进行分析比对。针对上述需求，本发明将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式进行分布式存储。具体来说，为了适应高效的进行查询，将各测试记录以行式存储形式存储至行式分布式存储文件中，为了适应高效的列式查询，将各测试记录以列式存储形式存储至列式分布式存储文件中。
举例来说，表2为几条测试记录在行式分布式存储文件中的存储形式。
表2
| t | X | x | Y | y | Z | z |
| t1 | - | - | - | - | - | - |
| t2 | - | - | - | - | - | - |
| t3 | - | - | - | - | - | - |
表3为表2中测试数据的列式存储形式。
表3
| X | - | - | - |
| x | - | - | - |
| Y | - | - | - |
| y | - | - | - |
| Z | - | - | - |
| z | - | - | - |
| t | t1 | t2 | t3 |
需要说明的是，以上表格只是为了说明测试记录存储的逻辑形式，在文件中的物理形式以具体存储方式为准。其中，在分布式存储系统中，表2的存储形式可以理解为行式分片文件中的存储形式，表3的存储形式可以理解为列式分片文件中的存储形式。
步骤S104，在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
其中，实时数据显示请求一般是需要实时显示某一时刻的实际测试数据和仿真测试数据，那么这里需要获取某一生成时间戳对应的测试记录。数据分析请求一般是需要分析对比某一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据，那么这里需要获取某一传感器记录对应的数据对所对应的列的值。
具体地，在获取到实时数据显示请求时，获取该请求中包含的所要查询的生成时间戳，即目标生成时间戳，基于该目标生成时间戳从对应的行式分布式存储文件中查询并获取对应的数据。在获取到数据分析请求时，获取该请求中包含的所要查询的传感器标识，即目标传感器标识，基于该目标传感器标识从对应的列式分布式存储文件中查询并获取对应的数据。可以理解的是，在行式分布式存储文件和列式分布式存储文件中都可以设置有对应的生成时间戳和传感器标识的索引文件，这样可以进一步加快数据读取速度。
本发明提供的方案，在基于数字孪生技术进行车辆测试过程中，首先对获取到的实际测试数据和仿真测试数据进行对齐后，得到各传感器标识对应的数据对，然后以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录，再然后，分别将各测试记录以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式存储系统中，并在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。该方案，避免了构建数据对可以减少从不同记录中获取实际测试数据和仿真测试数据的过程，提高了数据存储和读取效率，同时，通过分布式行式存储的形式提高了行读取的效率，通过分布式列式存储的形式提高了列读取的效率，进而提高了整个数字孪生车辆测试的数据处理效率。
在本发明的一种可选实施例中，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，包括：
在数据存储时刻，确定对应的起始生成时间戳；
从起始生成时间戳开始按预设采样时间间隔，分别对实际测试数据和仿真测试数据进行采样，得到多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据；
对于每一生成时间戳，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，进而得到每一生成时间戳对应的各传感器标识对应的测试数据对。
具体地，在生成测试数据对的过程中，采用合适的采样间隔，可以减小最终的数据量，在保证获取到足够数据量的同时，进一步保证了数据处理的效率。
在本发明的一种可选实施例中，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，包括：
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的实际测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将仿真测试数据复制至实际测试数据，得到最终的测试数据对；
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的仿真测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将实际测试数据复制至仿真测试数据，得到最终的测试数据对。
具体地，若某一生成时间戳有实际测试数据的缺失或仿真测试数据的确实，可以将实际测试数据作为确实的仿真测试数据，或将仿真测试数据作为确实的仿真测试数据，避免因为确实造成数据对中数据差异过大，导致最终分析不准确。例如，某次数据分析包括1000个数据对，其中有10个数据对中有数据对确实，若不按上述方式进行处理，这10个数据对将存在很大差异，导致最终1000个数据对的比较结果的差异被放大，若按上述方式进行处理，这10个数据对的差异相当于被忽略，可以尽可能保证最终1000个数据对的比较结果的准确性。
在本发明的一种可选实施例中，以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录，包括：
获取前端的至少一个测试项目，并获取各测试项目所需数据对应的传感器标识组和各测试项目的优先级；
将各测试项目对应的传感器标识组的中的各传感器标识对应的值排列在一起，再将各传感器标识组按对应的优先级依次排列，得到测试记录。
其中，测试项目包括以下至少一项：
车辆性能仿真：通过数字孪生模型，可以对汽车的性能进行仿真分析。例如，可以模拟车辆在不同速度和路况下的操控性能、加速性能和燃油经济性，从而提前评估和优化设计方案。
安全性评估：数字孪生可以帮助进行车辆的安全性评估。通过建立车辆的数字孪生模型，并结合相关的碰撞测试和物理仿真，可以预测车辆在各种碰撞情况下的表现，并提前发现潜在的安全隐患。
故障诊断与维修：数字孪生可以模拟车辆的各个部件和系统，帮助进行故障诊断和维修。通过与实际车辆的传感器数据对比，可以快速定位和解决故障，并提供详细的维修指导。
优化设计和改进：数字孪生可以通过对车辆的虚拟测试和仿真，提供有效的数据和反馈，以优化设计和改进车辆性能。可以通过模拟不同构造、材料和组件的变化，预测其对性能和驾驶体验的影响，从而指导设计改进的决策。
数据驱动的决策支持：数字孪生可以集成车辆的实时数据和传感器信息，结合机器学习和数据分析技术，为车辆测试和运营提供决策支持。例如，基于数字孪生模型的预测分析可以帮助优化维修计划、制定保养策略和改进运营效率。
具体地，可以进一步按测试项目将各传感器标识划分为传感器标识组，例如将速度传感器标识、加速度传感器标识、制动踏板角度传感器标识划分为一个传感器标识组，那么这一传感器标识组对应的数据对将在测试记录中排列在一起。进一步地，在一条测试记录中包含多个测试项目对应的多个传感器标识组时，可以按各传感器标识组对应的测试项目的优先级顺序对各数据对进行依次排列，例如，可以将速度传感器标识、加速度传感器标识、制动踏板角度传感器标识对应的传感器标识组对应的数据对排列在测试记录的最前面几列。通过上述待处理方式，因为可以直接查询测试项目对应的传感器组对应的数据对，可以进一步提高测试项目分析的数据查询速度。同时，在实时显示时，也可以将优先级更高的测试项目对应的测试数据显示在更前面，更利于分析人员及时获取重要信息。
在本发明的一种可选实施例中，根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，该方法还包括：
在将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中之后，获取当前分布式存储系统的当前分布式工作节点对应的指定生成时间戳和指定传感器标识；
将各测试记录中指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中指定传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中。
相应地，根据本发明提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据，包括：
在获取到实时数据显示请求时，先基于目标生成时间戳从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据；
在获取到数据分析请求时，先基于目标传感器标识从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
其中，指定生成时间戳对应的测试数据可能是经常需要实时显示的数据，指定传感器标识对应的列的值可能是分析处理中经常用的数据。
具体地，在将各测试记录中指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中指定传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中之后，若需要进行查询或列查询，则可以先在当前分布式节点的缓存中查询相应的数据，若查询到，则无需从分布式存储系统文件中继续查询。这样可以避免多次从分布式存储系统文件中读取文件，减少IO(输入输出)次数，节约系统的整体算力，进而进一步提高数据处理效率。
另外，本发明实施例中行式分布式存储文件和列式分布式存储文件都可以分别采用LSM(Log-Structured Merge，日志合并)树进行组织，LSM树结构由若干层组成，包括内存层和持久化层。内存层使用有序的跳表或红黑树等数据结构来存储最新的写入操作，这样可以快速实现插入和查询操作。持久化层则将较早的写入操作以顺序日志的形式追加到磁盘上，并通过合并和压缩操作来维护持久化层的顺序性和紧凑性。这样可以进一步提高本发明中数据存储和读取的效率。
图2为本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统的结构框图，该系统包括：
数据获取模块201用于在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；
测试记录获取模块202用于在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；
数据存储模块203用于将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；
数据请求模块204用于在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
本发明提供的方案，在基于数字孪生技术进行车辆测试过程中，首先对获取到的实际测试数据和仿真测试数据进行对齐后，得到各传感器标识对应的数据对，然后以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录，再然后，分别将各测试记录以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式存储系统中，并在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。该方案，避免了构建数据对可以减少从不同记录中获取实际测试数据和仿真测试数据的过程，提高了数据存储和读取效率，同时，通过分布式行式存储的形式提高了行读取的效率，通过分布式列式存储的形式提高了列读取的效率，进而提高了整个数字孪生车辆测试的数据处理效率。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试记录获取模块具体用于：
在数据存储时刻，确定对应的起始生成时间戳；
从起始生成时间戳开始按预设采样时间间隔，分别对实际测试数据和仿真测试数据进行采样，得到多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据；
对于每一生成时间戳，将生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，进而得到每一生成时间戳对应的各传感器标识对应的测试数据对。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统测试记录模块进一步用于：
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的实际测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将仿真测试数据复制至实际测试数据，得到最终的测试数据对；
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的仿真测试数据缺失，在将任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将实际测试数据复制至仿真测试数据，得到最终的测试数据对。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试记录获取模块具体用于：
获取前端的至少一个测试项目，并获取各测试项目所需数据对应的传感器标识组和各测试项目的优先级；
将各测试项目对应的传感器标识组的中的各传感器标识对应的值排列在一起，再将各传感器标识组按对应的优先级依次排列，得到测试记录。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，该装置还包括数据缓存模块，用于：
在将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中之后，获取当前分布式存储系统的当前分布式工作节点对应的指定生成时间戳和指定传感器标识；
将各测试记录中指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至当前分布式工作节点的缓存中。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，数据请求模块具体用于：
在获取到实时数据显示请求时，先基于目标生成时间戳从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据；
在获取到数据分析请求时，先基于目标传感器标识从当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
根据本发明还提供的一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，测试项目包括以下至少一项：
安全测试项目；
动力性能测试项目；
操控性能测试项目；
高温和低温环境测试项目；
耐久性测试项目；
噪音和振动测试项目。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，该方法包括：在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，该方法包括：在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，该方法包括：在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；实际测试数据和仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；在每一数据存储时刻，基于生成时间戳对实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取存储时刻对应的测试记录；将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的车辆测试数据处理方法，其特征在于，包括：
在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；所述实际测试数据和所述仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；
在每一数据存储时刻，基于所述生成时间戳对所述实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以所述生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取所述存储时刻对应的测试记录；
将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，所述分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，所述行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，所述列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；
在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从所述行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从所述列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述生成时间戳对所述实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，包括：
在所述数据存储时刻，确定对应的起始生成时间戳；
从所述起始生成时间戳开始按预设采样时间间隔，分别对所述实际测试数据和所述仿真测试数据进行采样，得到多个生成时间戳对应的实际测试数据和仿真测试数据；
对于每一生成时间戳，将所述生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，进而得到每一生成时间戳对应的各传感器标识对应的测试数据对。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述生成时间戳对应的同一传感器标识对应的实际测试数据和仿真测试数据作为一个测试数据对，包括：
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的实际测试数据缺失，在将所述任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将所述仿真测试数据复制至所述实际测试数据，得到最终的测试数据对；
若任一生成时间戳对应的任一传感器标识对应的仿真测试数据缺失，在将所述任一传感器标识对应的实际测试数据与对应的仿真测试数据组成测试数据对后，将所述实际测试数据复制至所述仿真测试数据，得到最终的测试数据对。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取所述存储时刻对应的测试记录，包括：
获取前端的至少一个测试项目，并获取各测试项目所需数据对应的传感器标识组和各测试项目的优先级；
将各测试项目对应的传感器标识组的中的各传感器标识对应的值排列在一起，再将各传感器标识组按对应的优先级依次排列，得到所述测试记录。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中之后，获取当前分布式存储系统的当前分布式工作节点对应的指定生成时间戳和指定传感器标识；
将各测试记录中所述指定生成时间戳对应的测试数据，以行式存储形式存储至所述当前分布式工作节点的缓存中，并将各测试记录中所述指定传感器标识对应的列的值，以列式存储形式存储至所述当前分布式工作节点的缓存中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从所述行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从所述列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据，包括：
在获取到实时数据显示请求时，先基于所述目标生成时间戳从所述当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标生成时间戳从所述行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据；
在获取到数据分析请求时，先基于目标传感器标识从所述当前分布式工作节点的缓存中获取对应的数据，若未获取到，则继续基于目标传感器标识从所述列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测试项目包括以下至少一项：
安全测试项目；
动力性能测试项目；
操控性能测试项目；
高温和低温环境测试项目；
耐久性测试项目；
噪音和振动测试项目。
8.一种基于数字孪生的车辆测试数据处理系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于在进行车辆测试过程中，获取实际车辆上各传感器反馈的实际测试数据和虚拟车辆的仿真测试数据；所述实际测试数据和所述仿真测试数据都携带有对应的生成时间戳和传感器标识；
测试记录获取模块，用于在每一数据存储时刻，基于所述生成时间戳对所述实际测试数据和仿真测试数据进行对齐，获取各传感器标识对应的测试数据对，并以所述生成时间戳为主键列的值，以各传感器标识对应的测试数据对为非主键列的值，获取所述存储时刻对应的测试记录；
数据存储模块，用于将各测试记录分别以行式存储形式和列式存储形式存储至分布式数据存储系统对应的分布式存储文件中，所述分布式存储文件包括行式分布式存储文件和列式分布式存储文件，所述行式分布式存储文件中各测试记录按生成时间戳进行排列存储，所述列式分布式存储文件中各测试记录按传感器标识进行排列存储；
数据请求模块，用于在获取到实时数据显示请求时，基于目标生成时间戳从所述行式存储形式对应的行式分布式存储文件获取对应的数据，在获取到数据分析请求时，基于目标传感器标识从所述列式存储形式对应的分布式存储文件中获取对应的数据。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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