[發明專利]一種城市排水設施在線監測數據驗證方法

在審

• 申請號: 202010562772.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111931951A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王浩正;劉杰;陸露;駱春會;張良
• 申請（專利權）人: 中國市政工程華北設計研究總院有限公司
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/06;G01D18/00;G01P21/02
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，其特征在于，包括以下步驟：

①獲取傳感器采集的監測數據；

②數據在線自動預驗證：提供六種數據標識碼規則，并根據標識碼規則制定自動驗證準則；

③數據在線預驗證評估：在進行驗證評估時，根據步驟②中每個準則的驗證結果，將六個準則的最劣值作為驗證評估結果；

④提取驗證評估不通過的數據，進行人工驗證。

2.根據權利要求1所述的一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，其特征在于，所述步驟②中，標示碼規則為：“A表示有效；B表示可疑值；C表示無效，包括缺陷值、離群值或異常值；N表示該準則未驗證”。

3.根據權利要求1所述的一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，其特征在于，所述步驟②中自動預驗證準則包含：

a.傳感器狀態驗證：

操作人員在對監測設備進行維護、檢查或者調試時，啟動傳感器相應電壓按鈕，傳感器產生一個與正常運行電壓不同的信號，此時，傳感器狀態驗證標識碼為“C”，其余時段標識碼為“A”，設備維護結束時，恢復電壓，這樣，標識碼“C”實現記錄異常運行的持續時間；

b.觀測范圍驗證：

觀測范圍由傳感器測量范圍及觀測量的物理意義設定，如果觀測數據超過了這個范圍，那么該準則的驗證標識碼記為“C”，否則記為“A”；

c.最常規觀測范圍驗證：不在最常規觀測范圍的數據被標識為“B”，否則標記為“A”；

d.維護周期驗證：假設傳感器維護周期為T，最后一個維護日期T₀，那么T₀～T₀+(T+1)之間的觀測數據標識碼記為“A”；T₀～T₀+(2T+1)之間的觀測數據的標識碼記為“B”；超過T₀+(2T+1)之后的觀測數據的標識碼記為“C”；

e.信號梯度驗證。

采用滑動平均法來檢測離群值，通過原始信號與滑動信號之間的差異突變來檢驗可疑離群值，二者差異超過設定的閾值標記為“B”，其余時段標記為“A”，具體操作如下：

原始監測信號設為x_t，通過下式連續計算滑動平均信號：

ε_t＝x_t-y_t

其中，(2m+1)表示滑動平均的步長，ε_t代表原始信號與平滑信號之間的差異；

f.信號冗余驗證：

將測量的信號A與另一個相關信號B進行比較，采用滑動梯度結合閾值識別異常值的策略，兩個滑動平均信號絕對值的差超過設定的閾值標記為“B”，其余時段標記為“A”，具體操作如下：

原始監測信號設為A_t，相關信號設為B_t，通過下式連續計算滑動平均信號：

通過下式連續計算滑動平均信號梯度：

ρ_A，t＝(x_A，t+1-x_A，t+1)/(x_A，t+1)

ρ_B，t＝(x_B，t+1-x_B，t+1)/(x_B，t+1)

通過下式計算差異：

ε_t＝|ρ_A，t|-|ρ_B，t|

其中，(2m+1)表示滑動平均的步長；ρ_*，t代表滑動平均信號的梯度；ε_t代表滑動平均信號的梯度的差異。

4.根據權利要求1和2所述的一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，其特征在于，所述步驟③中，數據在線預驗證評估采用預驗證結果的最劣值，也就是：

a.如果至少有一個預驗證結果均為C，那么預驗證評估結果為C；

b.如果至少有一個預驗證結果均為B，那么預驗證評估結果為B；

c.如果所有準則的預驗證結果均為A，那么預驗證評估結果為A。