專利名稱：一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定ftu門限值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于變化量排序的統(tǒng)計(jì)分析方法對FTU門限值進(jìn)行整定的方法， 屬于鐵路電力監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋其他對遙測量時(shí)標(biāo)有要求的工業(yè)和電力監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
信號(hào)電源是鐵路行車信號(hào)指示燈的供電電源，屬于一級(jí)負(fù)荷。信號(hào)電源一般由自動(dòng)閉塞電力線路(簡稱自閉線)和貫通電力線路(簡稱貫通線)兩路電源供電。
按照鐵路系統(tǒng)的管理模式，信號(hào)電源系統(tǒng)由兩個(gè)專業(yè)分頭管理10kv高壓側(cè)(含信號(hào)電源變壓器、低壓側(cè)開關(guān))由電力專業(yè)(水電段或供電段)管理；380/220V低壓側(cè)(含信號(hào)機(jī)控制箱、信號(hào)燈)則由信號(hào)專業(yè)(電務(wù)段)管理。
鐵路電力監(jiān)控主要由主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和FTUO^eder Terminal Unit饋線終端單元)組成。FTU是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制單元，是自動(dòng)化系統(tǒng)與一次設(shè)備的接口，是用于實(shí)現(xiàn)對配電開關(guān)或環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的自動(dòng)化設(shè)備。
由于鐵路信號(hào)電源的重要性，對電壓、電流的采集監(jiān)視有特殊的要求，與一般 SCADA系統(tǒng)只關(guān)注遙測的實(shí)時(shí)值不同，鐵路電力監(jiān)控對遙測量不僅關(guān)注實(shí)時(shí)值，還關(guān)注其波動(dòng)發(fā)生的時(shí)間。
門限值是引發(fā)遙測量傳輸?shù)淖钚∽兓舷?，?dāng)本采集周期遙測量采樣值與歷史采樣值(是上一次引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量傳輸時(shí)的采樣值，不一定是上一周期的采樣值)相比較， 若變化超出此范圍，就會(huì)引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，同時(shí)記錄本采樣周期的采樣值作為下次比較的依據(jù)；若變化未超出此范圍，則不會(huì)引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，也不記錄此次采樣值為下次比較的依據(jù)。
以一個(gè)電壓量為例，如圖1所示，圖中U0是電壓基準(zhǔn)值，ν為門限值。tl時(shí)刻電壓有波動(dòng)，但是變化未超過門限值，所以不會(huì)引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸；一直到t2時(shí)刻，變化超過門限值，才會(huì)引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，并記錄此時(shí)刻的采樣值作為下次比較的依據(jù)； 到t3時(shí)刻，電壓回到基準(zhǔn)值，會(huì)引發(fā)帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，并記錄此時(shí)刻的采樣值作為下次比較的依據(jù)。
帶時(shí)標(biāo)的遙測值從FTU上送至主站系統(tǒng)后，主站系統(tǒng)會(huì)根據(jù)裝置和測點(diǎn)把這些信息保存到歷史數(shù)據(jù)庫中，用這些數(shù)據(jù)來繪制M小時(shí)曲線。
門限值的設(shè)定對鐵路電力監(jiān)控系統(tǒng)影響較大，如果門限值設(shè)得太小，F(xiàn)TU會(huì)上送大量不必要的數(shù)據(jù)，在某些電壓電流經(jīng)常小幅波動(dòng)的饋線，表現(xiàn)特別突出，不僅占用傳輸?shù)膸?，由于這些數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)較高，還會(huì)導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)(如文件傳輸?shù)?長時(shí)間無法上送， 這一問題在采用低速串口傳輸?shù)牟糠骤F路電力監(jiān)控系統(tǒng)中，影響尤其惡劣。國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5003-2005《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的4. 3. 6中規(guī)定遙測量越死區(qū)傳送整定值不小于額定值的0. 25%，也是考慮到防止遙測量傳輸過于頻繁。此外，由于系統(tǒng)一般要求這些數(shù)據(jù)至少保存三個(gè)月以上，還會(huì)占用大量數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間，一旦消耗完數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間還會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失。但是門限值設(shè)得太大，也會(huì)丟失部分遙測量波動(dòng)的信息，導(dǎo)致M小時(shí)曲線的失真。因此一般門限值是運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，隨意性較大，同時(shí)這也對運(yùn)行人員提出了過高的要求。
基于以上原因，門限值的設(shè)定有必要研究采用一些量化的方法，既能使參數(shù)選取方便，同時(shí)也能獲得良好效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，改變由運(yùn)行人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定門限值的現(xiàn)狀，避免門限值的設(shè)定的隨意性，為門限值的設(shè)定提供一個(gè)量化的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，其特征是，包含以下步驟
第一步，選取用于統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)樣本
從歷史數(shù)據(jù)庫中按時(shí)間等條件查詢，取得FTU上傳給主站系統(tǒng)的帶時(shí)標(biāo)遙測值， 得到一個(gè)嚴(yán)格按時(shí)間先后排序的序列
X1, x2, X3, ...，xn
將這個(gè)序列的數(shù)據(jù)存入一個(gè)根據(jù)記錄數(shù)動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中；
第二步，根據(jù)上面的分析，這個(gè)序列中后一個(gè)值減去前一個(gè)值，就得到遙測值的變化量，并將變化量序列存入一個(gè)新的動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中；
第三步，對這個(gè)變化量絕對值數(shù)組進(jìn)行從小到大排序，結(jié)果仍存回原來的數(shù)組中；
第四步，從所述數(shù)組中取值，生成包含變化量百分比和與其對應(yīng)的變化量最大值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行FTU門限值的選擇，找到一個(gè)新的門限值。
所述第一步中選取一個(gè)月的現(xiàn)場數(shù)據(jù)做為數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
所述第四步中，根據(jù)數(shù)組大小n-1計(jì)算出偏移長度(n-l)*0.01，計(jì)算結(jié)果取整， 從數(shù)組中依次取出(n-l)*0.01位置的值A(chǔ)x(n_1)W (11，(n-1)*0. 02位置的值A(chǔ)x(n_1)W (12，… …，一直到n-1位置的值Δ ，這些取出的值生成統(tǒng)計(jì)結(jié)果，即1 %的變化量是不大于 Ax(n_1)w.01的，2%的變化量是不大于AxfcOtltl2的，以此類推；由于總的記錄數(shù)是可知的， 總的記錄數(shù)乘以百分比就知道多少條記錄的變化范圍是在ΔΧ之內(nèi)。
所述第四步中，從數(shù)組中取數(shù)值的時(shí)候，還包含一改進(jìn)的步驟
從數(shù)組中某一位置取值的時(shí)候，首先與后一個(gè)值進(jìn)行比較，如果相等，就繼續(xù)與再下一個(gè)值比較，一直到找到第一個(gè)不等的值為止，這時(shí)，以此不等的值的位置和具體的值替代所述某一位置和這一位置的值。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
基于變化量排序的統(tǒng)計(jì)分析方法來對FTU門限值進(jìn)行整定，改變了過去運(yùn)行人員憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置門限值的現(xiàn)狀，為FTU門限值的整定提供了一條方便、有效的新思路。通過本方法可以合理進(jìn)行門限值的整定，會(huì)有效減少不必要的帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，減少占用的帶寬，節(jié)省數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間，特別是對那些電壓電流經(jīng)常小幅波動(dòng)的饋線，優(yōu)化效果尤其明顯。這種優(yōu)化，對鐵路電力監(jiān)控會(huì)帶來有益的影響。


圖1越限示意圖2是統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提出一種基于變化量排序的統(tǒng)計(jì)分析方法來對FTU門限值進(jìn)行整定。
第一步，選取用于統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)樣本。
樣本的選取對統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果有重要的影響，樣本選取范圍太小，不足以正確反映普遍規(guī)律性，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的分析結(jié)果；而樣本選取范圍太大，龐大的數(shù)據(jù)量會(huì)對統(tǒng)計(jì)分析的計(jì)算帶來困難。綜合來看，選取一個(gè)月的現(xiàn)場數(shù)據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析具有足夠的代表性， 同時(shí)也不會(huì)給計(jì)算帶來困難。
從數(shù)據(jù)庫中按時(shí)間等條件查詢，取得FTU上傳給主站系統(tǒng)的帶時(shí)標(biāo)測量值，可以得到一個(gè)嚴(yán)格按時(shí)間先后排序的序列
X1, x2, X3, ...，xn
將這個(gè)序列的數(shù)據(jù)存入一個(gè)根據(jù)記錄數(shù)動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中。
根據(jù)主站與FTU通訊情況，這個(gè)序列的連續(xù)性有以下3種可能
1.在主站與FTU通訊一直正常的情況下，這個(gè)序列是完全連續(xù)的。
2.主站和FTU通訊出現(xiàn)短時(shí)間中斷再恢復(fù)，因?yàn)镕TU通訊中斷以后，這些數(shù)據(jù)是緩存的，只要FTU的緩存區(qū)未滿，在通訊恢復(fù)以后，這些緩存的數(shù)據(jù)還是會(huì)上傳到主站，所以這個(gè)序列也是完全連續(xù)的。
3.主站和FTU通訊出現(xiàn)長時(shí)間中斷，以致FTU緩存區(qū)溢出，那么這個(gè)序列就不是完全連續(xù)的，但是因?yàn)橹皇峭ㄓ嵵袛嗲白詈笠淮蔚闹岛屯ㄓ嵒謴?fù)后的第一個(gè)值不連續(xù)，且這種情況很少，和一個(gè)月的數(shù)據(jù)量相比，可以忽略不計(jì)，所以并不會(huì)影響到后續(xù)分析的正確性。
第二步，根據(jù)上面的分析，這個(gè)序列中后一個(gè)值減去前一個(gè)值，就得到遙測值的變化量。因此以上面的序列為依據(jù)，可以計(jì)算出每次變化量的絕對值序列
Δ X1 = I X2-X1
Ax2 = X3-X2
Δ X3 = X4-X3
.......
Axn^1 = I Xn-Xlri
將這個(gè)序列存入一個(gè)新的動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中。
第三步，對這個(gè)變化量絕對值數(shù)組進(jìn)行從小到大排序，結(jié)果仍存回原來的數(shù)組中。
之所以對這個(gè)變化量絕對值數(shù)組進(jìn)要進(jìn)行排序是為了后面統(tǒng)計(jì)分析的方便，且由于數(shù)據(jù)量大，這部分的計(jì)算量是最大的，因此采用排序算法的時(shí)候要考慮效率的問題，優(yōu)先采用例如快速排序等比較次數(shù)相對少的算法。
第四步，從數(shù)組中取值，生成統(tǒng)計(jì)結(jié)果表格和統(tǒng)計(jì)結(jié)果曲線。
根據(jù)數(shù)組大小n-1計(jì)算出偏移長度(n-l)*0.01(計(jì)算結(jié)果取整，以下皆同)， 如表1所示，從數(shù)組中依次取出(n-l)*0.01位置的值A(chǔ)x(n_1)W(11，(n-l)*0.02位置的值 Ax(n_1)w.02,……，一直到n-1位置的值A(chǔ)Xlri。
表1變化量數(shù)組示例
權(quán)利要求
1.一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，其特征是，包含以下步驟第一步，選取用于統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)樣本從歷史數(shù)據(jù)庫中按時(shí)間等條件查詢，取得FTU上傳給主站系統(tǒng)的帶時(shí)標(biāo)遙測值，得到一個(gè)嚴(yán)格按時(shí)間先后排序的序列X1 X2 X3 …？ Xn將這個(gè)序列的數(shù)據(jù)存入一個(gè)根據(jù)記錄數(shù)動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中；第二步，根據(jù)上面的分析，這個(gè)序列中后一個(gè)值減去前一個(gè)值，得到遙測值的變化量， 并將變化量序列存入一個(gè)新的動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組中；第三步，對這個(gè)變化量絕對值數(shù)組進(jìn)行從小到大排序，結(jié)果仍存回原來的數(shù)組中；第四步，從所述數(shù)組中取值，生成包含變化量百分比和與其對應(yīng)的變化量最大值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行FTU門限值的選擇，找到一個(gè)新的門限值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，其特征是，所述第一步中選取一個(gè)月的現(xiàn)場數(shù)據(jù)做為數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，其特征是，所述第四步中，根據(jù)數(shù)組大小n-1計(jì)算出偏移長度(n-l)*0.01，計(jì)算結(jié)果取整，從數(shù)組中依次取出(n-1)*0. 01位置的值A(chǔ)x(n_1)W Q1，(n-1)*0. 02位置的值A(chǔ)x(n_1)W Q2，……，一直到n-1位置的值Δ Xlri，這些取出的值生成統(tǒng)計(jì)結(jié)果，即的變化量是不大于Ax(n_1)w cll 的，2%的變化量是不大于Δχ(η__ ι的，以此類推；由于總的記錄數(shù)是可知的，總的記錄數(shù)乘以百分比就知道多少條記錄的變化范圍是在ΔΧ之內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，其特征是，所述第四步中，從數(shù)組中取數(shù)值的時(shí)候，還包含一改進(jìn)的步驟從數(shù)組中某一位置取值的時(shí)候，首先與后一個(gè)值進(jìn)行比較，如果相等，就繼續(xù)與再下一個(gè)值比較，一直到找到第一個(gè)不等的值為止，這時(shí)，以此不等的值的位置和具體的值替代所述某一位置和這一位置的值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于變化量排序統(tǒng)計(jì)分析整定FTU門限值的方法，通過選取數(shù)據(jù)樣本從歷史數(shù)據(jù)庫中按時(shí)間等條件查詢，取得FTU上傳給主站系統(tǒng)的按時(shí)間先后排序帶時(shí)標(biāo)遙測值的序列，并將這個(gè)序列的數(shù)據(jù)存入一個(gè)數(shù)組中；序列中后一個(gè)值減去前一個(gè)值得到遙測值的變化量，將變化量序列存入一個(gè)新的數(shù)組中；對這個(gè)變化量絕對值數(shù)組進(jìn)行從小到大排序，結(jié)果仍存回原來的數(shù)組中；從數(shù)組中取值，生成包含變化量百分比和與其對應(yīng)的變化量最大值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果；根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果找到一個(gè)新的門限值。本發(fā)明的方法改變了憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置門限值的現(xiàn)狀，可以合理進(jìn)行門限值的整定，有效減少不必要的帶時(shí)標(biāo)遙測量的傳輸，減少占用的帶寬，節(jié)省數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)空間。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102508900SQ20111034642
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者劉志超, 包德梅 申請人:國電南京自動(dòng)化股份有限公司