[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

一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，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：提供六種數據驗證準則，并采用標識碼標記相應的驗證結果；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。本發明立足于目前排水設施運行產生的龐大的數據量及數據時效性要求研發的，可精確地驗證城市排水設施在線監測數據是否有效，且極大地減少人工數據驗證成本，提高數據驗證效率。

技術領域

本發明涉及在線監測數據驗證領域，特別涉及一種城市排水設施在線監測數據驗證方法。

技術背景

城市排水設施特別是地下管網具有隱蔽性強、分布范圍廣、運行狀態不清、管理難度大等特點，近年來采用信息化技術實時采集城市排水設施運行狀態的監測實踐越來越多，包括安裝流量計、液位計、水質監測設備等。然而無效的數據將給分析或者決策帶來極大的影響，因此需要對傳感器采集的數據進行驗證才能應用于分析或者決策。通常來說，城市排水設施在線監測產生大量的數據，尤其針對實時預測、實時控制的場景，因為這些情況對數據的時效性要求很高，進行人工驗證是不現實的，迫切需要自動化的在線驗證方法。

城市排水設施在線監測數據的有效性驗證是指正常工作條件下監測信號的大小能夠正確反映此時傳感器所在位置的信號值；當發生傳感器故障、數據傳輸故障或者受到外界的干擾時，其監測的數據不能正確反映此時的真實測量值，稱之為數據失效，這里數據驗證是指數據已經過完整性、正確性和一致性檢查，即針對缺失數據或非正常格式的數據已進行處理或者標記。為保證監測數據的有效性，很多廠家采用諸如傳感器自清洗、溫度補償、自動校準、內部錯誤檢查等技術對傳感器進行開發和改進。然而，由于監測設備一直安裝在環境比較惡劣的地方，僅對硬件設備進行改進，監測數據的可靠性仍然不足。此外，對于一些統計檢驗理論諸如異常值檢測通常適用于隨機數據或者穩態數據，非穩態數據在城市排水設施在線監測中往往更為普遍，例如暴雨可能會給水位監測數據帶來較大的波動，因而不能用這種方法進行簡單的分析，需要系統地進行驗證。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，該方法可精確地驗證城市排水設施在線監測數據是否有效，且極大地減少人工數據驗證成本，提高數據驗證效率。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種城市排水設施在線監測數據驗證方法，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。

進一步，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”。

進一步，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”；