一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種預(yù)警方法，尤其是設(shè)及一種基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋轉(zhuǎn)口算法是一種線性趨勢化的壓縮數(shù)據(jù)處理算法，重點(diǎn)考慮的是線性趨勢的斜 率變化情況，該算法邏輯簡單，執(zhí)行效率高，在監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)處理中得到了廣泛的引 用。旋轉(zhuǎn)口算法的主要思想是利用當(dāng)前的數(shù)據(jù)值和前一個已存儲的數(shù)據(jù)值構(gòu)成壓縮的限制 范圍來判定當(dāng)前數(shù)據(jù)是否應(yīng)當(dāng)舍棄，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)值在壓縮限定范圍內(nèi)，則數(shù)據(jù)點(diǎn)舍棄，如 果在范圍外，則保存。如果采用運(yùn)種數(shù)據(jù)處理方法應(yīng)用在實時預(yù)警中，通過對數(shù)據(jù)曲線的趨 勢進(jìn)行判斷，提前預(yù)知是否需要產(chǎn)生報警，即對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警處理，方便工作人員及時查看 預(yù)警信息，提早做出相應(yīng)的判斷。
[0003] 在軌道交通系統(tǒng)中，信號系統(tǒng)是一個集行車指揮和列車運(yùn)行控制為一體的非常重 要的機(jī)電系統(tǒng)，其核屯、是列車自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合，現(xiàn)地控制與中 央控制相結(jié)合，構(gòu)成一個W安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮，運(yùn)行調(diào)整W及列車駕駛自動化等 功能為一體的自動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時，會產(chǎn)生龐大的現(xiàn)場實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，運(yùn)些實時 的監(jiān)控數(shù)據(jù)會被壓縮采集，實現(xiàn)設(shè)備控制，測量、參數(shù)調(diào)節(jié)W及各類信號報警等功能。因為 監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量多，數(shù)據(jù)量龐大，存在報警系統(tǒng)需處理的數(shù)據(jù)曲線工作量大的問題。
[0004] 目前，報警系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理一般是簡單的根據(jù)其報警閥值來確定是否產(chǎn)生報警， 例如：當(dāng)水累的水量超過某限定值時，系統(tǒng)中電壓超過某限定值時，報警系統(tǒng)會采取報警措 施來通知工作人員，但是運(yùn)種通過口限閥值來設(shè)定是否報警的方法實時性較差，往往報警 一旦產(chǎn)生，破壞性已經(jīng)到來，留給工作人員處理反應(yīng)的時間非常短，影響了系統(tǒng)報警的準(zhǔn)確 性和高效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于旋轉(zhuǎn)口算 法的實時預(yù)警方法，根據(jù)旋轉(zhuǎn)口的闊值口限d，計算出上下斜率的閥值kup和kd。。。，在下一個 數(shù)據(jù)點(diǎn)讀入時，根據(jù)斜率的比較結(jié)果，作出相應(yīng)的響應(yīng)，該方法提高了報警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性， 增強(qiáng)了時效性。
[0006] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時預(yù)警方 法，包括W下步驟：
[0007] (1)根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)定傳感器的采樣頻率；
[0008] (2)根據(jù)專用或者標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信協(xié)議采集數(shù)據(jù)信息；
[0009] (3)設(shè)定報警的口限值為A，將當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。胃，和報警的口限值A(chǔ)進(jìn)行比 較判斷，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(X。。。，〉A(chǔ)，則觸發(fā)報警系統(tǒng)，發(fā)出報警信號；否則，采用旋轉(zhuǎn)口 算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。。。，進(jìn)行預(yù)警判斷處理；
[0010] (4)判斷下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)DUwxt，是否為最后一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果是，則數(shù)據(jù)處理 完畢；否則，執(zhí)行步驟巧）； W11] 妨下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)DUwxt，y。。^變成新的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D' (x。。^。。^，并返回步驟 (3)。
[0012] 所述的步驟（3)中采用旋轉(zhuǎn)口算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。胃，y"J進(jìn)行預(yù)警判斷處理 的具體過程為：
[001引 （301)設(shè)定前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為D如。wd，yswJ、需要判斷的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)為
[0014] D(x。胃，y"J、旋轉(zhuǎn)口的閥值口限為d，并由此得出上斜率的闊值
[0015]
[0016] (30。設(shè)當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為D(X"ext，y"eJ，則由下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)（X"ext， YneJ和前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)DUsaved，ysavJ得出斜率
陽017] (30扣將步驟（301)中的上斜率的闊值k。。、下斜率的闊值kd。?^及步驟（30。中 的斜率km進(jìn)行比較，如果kkkd。?，則過濾掉當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(X。。。，y"J，不觸發(fā)預(yù)警系 統(tǒng)；否則，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(X。胃，并觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)出預(yù)警信號。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)報警處理方法只是簡單的設(shè)定好報警的口限閥值，當(dāng)處理數(shù)據(jù)超 過時即產(chǎn)生報警，往往當(dāng)觸發(fā)報警時，情況已經(jīng)十分危急，響應(yīng)的措施達(dá)不到理想效果，本 發(fā)明采用的旋轉(zhuǎn)口算法是一種對數(shù)據(jù)的線性趨勢分析方法，通過曲線的趨勢能快速準(zhǔn)確的 分析出預(yù)警信息，通過一定的預(yù)警信息提示產(chǎn)生報警，提前做出響應(yīng)，大大增加了報警的準(zhǔn) 確性；
[0020] (2)由于信號系統(tǒng)中的設(shè)備待機(jī)時需要進(jìn)行報警處理的模擬量變化平穩(wěn)，當(dāng)設(shè)備 出現(xiàn)故障或者異常時，此時數(shù)據(jù)的變化劇烈，通過設(shè)置一定的旋轉(zhuǎn)口口限閥值，可W快速有 效的分析出數(shù)據(jù)是否在正常范圍內(nèi)，實時進(jìn)行預(yù)警處理，提高了數(shù)據(jù)智能處理的速度和時 效性，縮短了應(yīng)急反應(yīng)時間。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本申請一種基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時預(yù)警方法的流程圖；
[0022] 圖2為本申請旋轉(zhuǎn)口算法預(yù)警處理流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024] 如圖1所示為一種基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時預(yù)警方法的流程圖，包括W下步驟：
[0025] (1)根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)定傳感器的采樣頻率；
[00%] (2)根據(jù)專用或者標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信協(xié)議采集數(shù)據(jù)信息；
[0027] (3)設(shè)定報警的口限值為A，將當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。胃，和報警的口限值A(chǔ)進(jìn)行比 較判斷，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(X。。。，〉A(chǔ)，則觸發(fā)報警系統(tǒng)，發(fā)出報警信號；否則，采用旋轉(zhuǎn)口 算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。。。，進(jìn)行預(yù)警判斷處理；
[00測 （4)判斷下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)DUwxt，是否為最后一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果是，則數(shù)據(jù)處理 完畢；否則，執(zhí)行步驟巧）；
[0029] 妨下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)D(Xwxt，y"eJ變成新的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D' (x。。^。。^，并返回步驟 (3)。
[0030]所述的步驟（3)中采用旋轉(zhuǎn)口算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。胃，y"J進(jìn)行預(yù)警判斷處理 的具體過程為（如圖2所示）：
[003U (301)設(shè)定前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為D如。wd，yswJ、需要判斷的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)為
[0032] D(x。胃，y"J、旋轉(zhuǎn)口的閥值口限為山并由此得出上斜率的闊值
[0033]
[0034] (30。設(shè)當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為D(X"ext，y"eJ，則由下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)（X"ext， Ynext)和前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)DUsaved，ysaved)得出
[0035] (303)將步驟（301)中的上斜率的闊值kup、下斜率的闊值kd。?^及步驟（302)中 的斜率km進(jìn)行比較，如果kkkd。?，則過濾掉當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(X。。。，y"J，不觸發(fā)預(yù)警系 統(tǒng)；否則，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x。。。，y"J并觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)出預(yù)警信號，提示工作人員需要 注意設(shè)備問題。
[0036] 本發(fā)明基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時報警方法具體運(yùn)用在有軌電車弱電集成中，運(yùn)是一 種W行車指揮為核屯、的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了列車自動運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)ATS、電力監(jiān)控系統(tǒng) PSCADA、乘客信息顯示系統(tǒng)PIS、車輛段廣播系統(tǒng)PA、閉路電視系統(tǒng)CCTV、路口有限控制等 弱電系統(tǒng)的集成。將行車調(diào)度、電調(diào)、環(huán)調(diào)、公路交通等多系統(tǒng)調(diào)度有機(jī)結(jié)合在一起，從而更 好的為行車服務(wù)。該系統(tǒng)建立一個統(tǒng)一的軟硬件平臺和人機(jī)界面，通過對各個系統(tǒng)的集成， 形成了W行車指揮為核屯、的一體化調(diào)度，面向車務(wù)及維護(hù)統(tǒng)一的信息管控平臺，面向乘客 公眾信息交互服務(wù)管理功能。其中列車自動運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)ATS中主要采集的信息是軌旁及 車載ATP提供的軌道占用狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、列車運(yùn)行狀態(tài)W及信號設(shè)備故障等控制和監(jiān)督 列車運(yùn)行的基礎(chǔ)信息（軌道區(qū)段、道岔、信號機(jī)運(yùn)行信息）；電力監(jiān)控系統(tǒng)PSCADA中采集的 主要信息是整流變溫、動力變溫、鋼軌電位等數(shù)據(jù)；乘客信息顯示系統(tǒng)PIS中主要采集的是 實時列車運(yùn)營信息、音視頻信息等數(shù)據(jù)，閉路電視系統(tǒng)CCTV中主要擦劑的是音頻和視頻信 號。
[0037] 運(yùn)些數(shù)據(jù)中很多都是需要分析判斷是否需要報警的，例如環(huán)調(diào)系統(tǒng)中電纜通道集 水累水位數(shù)據(jù)，本實施例采集水位數(shù)據(jù)，采用上述的基于旋轉(zhuǎn)口算法的實時預(yù)警方法分析 處理運(yùn)些水位數(shù)據(jù)，具體如下：
[0038] 首先，設(shè)置水累的最高水位閥值為1600mm，當(dāng)采集的水位數(shù)據(jù)信息超過1600mm 時，則觸發(fā)報警系統(tǒng)，發(fā)出報警信號；如果采集的水位數(shù)據(jù)信息沒有超過1600mm，則采用旋 轉(zhuǎn)口算法，根據(jù)具體的水位數(shù)據(jù)情況設(shè)定斜率的閥值口限d，通過斜率范圍來判定預(yù)警信 息，當(dāng)數(shù)據(jù)在斜率范圍內(nèi)，不產(chǎn)生預(yù)警信息，反之，系統(tǒng)響應(yīng)預(yù)警警報，預(yù)警信息產(chǎn)生時，工 作人員需要高度注意，準(zhǔn)備采取相應(yīng)的措施應(yīng)對異常情況，當(dāng)3分鐘內(nèi)產(chǎn)生了Ξ次預(yù)警信 息時，此時報警系統(tǒng)響應(yīng)，工作人員立即采取報警措施，通過W上數(shù)據(jù)的處理和反應(yīng)，能實 時的處理報警異常信息，大大提高了準(zhǔn)確性和工作效率。原來需要延遲3分鐘顯示處理的 報警信息，現(xiàn)在可W15秒后及時處理，縮短了應(yīng)急處理的反應(yīng)時間，給系統(tǒng)提升了安全保 障。
【主權(quán)項】
1. 一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 設(shè)定傳感器的采樣頻率； (2) 采集數(shù)據(jù)信息； (3) 設(shè)定報警的門限值為A，將當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)和報警的門限值A(chǔ)進(jìn)行比較判 斷，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn).，則觸發(fā)報警系統(tǒng)，發(fā)出報警信號；否則，采用旋轉(zhuǎn)門算法 對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)|進(jìn)行預(yù)警判斷處理；(4) 判斷下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)是否為最后一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果是，則數(shù)據(jù)處理完畢； 否則，執(zhí)行步驟（5); (5) 下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)變成新的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn) _并返回步驟（3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（3)中采用旋轉(zhuǎn)門算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)警判斷處理的具體過程為： (301) 設(shè)定前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為，需要判斷的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)為、旋轉(zhuǎn)門的閥值門限為d，并由此得出上斜率的閾值kup和下斜率的閾值k d_; (302) 設(shè)當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)的下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)為：，則由下一個數(shù)據(jù)點(diǎn) 和 前一個數(shù)據(jù)點(diǎn)得出斜率匕； (303) 將步驟（301)中的上斜率的閾值kup、下斜率的閾值kd_以及步驟（302)中的斜 率k"進(jìn)行比較，如果則過濾掉當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)，不觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)；否 貝1J，記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(x_，y_)并觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)出預(yù)警信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（301)中上斜率的閾值kup計算如下：4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（301)中下斜率的閾值kd_計算如下：5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（302)中斜率k"計算如下：
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于旋轉(zhuǎn)門算法的實時預(yù)警方法，包括：(1)設(shè)定傳感器的采樣頻率；(2)采集數(shù)據(jù)信息；(3)設(shè)定報警的門限值為A，將當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(xnow，ynow)和報警的門限值A(chǔ)進(jìn)行比較，若當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(xnow，ynow)>A，則觸發(fā)報警系統(tǒng)；否則，采用旋轉(zhuǎn)門算法對當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D(xnow，ynow)進(jìn)行預(yù)警判斷處理；(4)判斷下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)D(xnext，ynext)是否為最后一個數(shù)據(jù)點(diǎn)，如果是，則數(shù)據(jù)處理完畢；否則，下一個數(shù)據(jù)點(diǎn)D(xnext，ynext)變成新的當(dāng)前數(shù)據(jù)點(diǎn)D＇(xnow，ynow)，并返回步驟(3)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有準(zhǔn)確性高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G08B31/00
【公開號】CN105279917
【申請?zhí)枴緾N201510621155
【發(fā)明人】錢叢榮, 張立鵬, 宋贏碩, 顧文華
【申請人】卡斯柯信號有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月25日