[發(fā)明專利]一種安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體可視化分析方法

有效

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• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112800602B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 楊國華;高聞;李楠楠;陳智梁;李小虎
• 申請（專利權）人: 國家能源集團新疆吉林臺水電開發(fā)有限公司;北京華可實工程技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/0639;G06Q10/10;G06Q50/08;G06Q50/26;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

本發(fā)明技術方案提供了一種安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體可視化分析方法，通過選取不同的評價指標，針對工程結構中各類型監(jiān)測項目的多個監(jiān)測點的測值數(shù)據(jù)，進行計算、對比和分析，將分析的結果以熱點圖的形式生動形象地展現(xiàn)在測點分布場景中，用顏色差異和強度不同的熱點圖標(以對應監(jiān)測點為中心的圓圈表示)直觀展現(xiàn)某一監(jiān)測類型多個測點當前狀態(tài)以及各個時段的變化情況。同時應用于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，增加了對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析深度。通過采用信息技術實現(xiàn)對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理，并通過可視化的方式展現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)及其分析結果，使安全監(jiān)測工作更加高效且專業(yè)。

技術領域

本發(fā)明涉及安全監(jiān)測領域，尤其涉及一種安全監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體可視化分析方法。

背景技術

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算及物聯(lián)網(wǎng)等信息技術的飛速發(fā)展，整個世界已經(jīng)進入了大數(shù)據(jù)時代，各行各業(yè)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)前所未有。對海量數(shù)據(jù)進行處理、信息挖掘，并通過合理的表達方式傳遞出其存在的價值是目前大家正在做的事情。

在自動化安全監(jiān)測領域，建筑物結構通常比較復雜，結構監(jiān)測的傳感器類型和熱點數(shù)目繁多；隨著監(jiān)測儀器服役期限增長，監(jiān)測數(shù)據(jù)體量愈加龐大且各類型監(jiān)測數(shù)據(jù)結構復雜，工程技術人員和運行管理人員往往需要大量的時間和精力進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析工作，才能理解監(jiān)測數(shù)據(jù)的深層物理含義，進而掌握建筑物的真實運行狀態(tài)和潛在風險。

當前，通過建立系統(tǒng)平臺進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的處置工作。現(xiàn)有的平臺各程序模塊能夠實現(xiàn)的功能包括：進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和存儲；進行統(tǒng)計參數(shù)的計算(如平均值、最大值、最小值、標準偏差等)；利用數(shù)據(jù)可視化圖表(如折線圖、柱狀圖、散點圖、氣泡圖等)進行統(tǒng)計結果的分析展示；為了使監(jiān)測數(shù)據(jù)信息直觀易理解，有些平臺通過運用可視化圖形或建立可視化模型實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與圖形或模型上監(jiān)測點的關聯(lián)，進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時動態(tài)顯示。

現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計參數(shù)計算，并將統(tǒng)計分析結果用可視化圖表的形式表達數(shù)據(jù)特征。這些圖表通常是單測點或多測點長系列監(jiān)測數(shù)據(jù)的較為綜合的統(tǒng)計分析結果，但是往往需要用戶能夠熟悉工程(如了解圖表中各熱點的分布位置)，同時具備一定的安全監(jiān)測專業(yè)知識(能夠讀懂各類圖表的分析結果等)，才能理解這些可視化圖表傳達的監(jiān)測信息。所以，這種數(shù)據(jù)可視化圖表的形式比較適合技術人員進行專業(yè)化分析和科學判斷，對普通用戶普通工作人員來說仍存在一定的數(shù)據(jù)理解難度。

進一步的，現(xiàn)有的評價方法多采用概率論和統(tǒng)計學中的“離散系數(shù)”(變異系數(shù))表示數(shù)據(jù)系列分布離散程度的歸一化量度，其定義為標準差與平均值之比。

式中，σ為觀測數(shù)據(jù)系列的標準差；μ為觀測數(shù)據(jù)系列的平均值。但離散系數(shù)(變異系數(shù))只在平均值不為零時有定義，而且一般適用于平均值大于零的情況。在安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析領域，若出現(xiàn)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計均值出現(xiàn)零值或負值，變異系數(shù)就無法實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的離散性表達。

有些系統(tǒng)平臺，通過運用可視化圖形或建立可視化模型，在可視化場景中實時動態(tài)顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)。這類程序這些平臺做到了監(jiān)測數(shù)據(jù)與結構部位的對照，使各層類型用戶都能直觀地了解建筑物的監(jiān)測狀態(tài)。但是這種可視化形式，只做到了監(jiān)測布置的直觀展現(xiàn)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時更新，不能進行當前的監(jiān)測數(shù)據(jù)狀態(tài)與歷史監(jiān)測狀況的對比評價。如對比當前的運行狀況達到上一年度(或整個監(jiān)測周期)平均運行狀況的程度；又如當前遇到特殊工況，外界荷載增大，結構物的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化能夠反映該事件的影響程度；但是，現(xiàn)有，當前的可視化形式，只進行了實時數(shù)據(jù)展示，并不能將當前的監(jiān)測狀況與正常監(jiān)測狀況(指未受到特殊工況影響的監(jiān)測狀況)進行對比，并將此事件對數(shù)據(jù)的影響程度直觀的展現(xiàn)出來。所以，當前的這種可視化形式，在專業(yè)表達上又顯得不足。

因此，如何提供一種補償離散系數(shù)(變異系數(shù))對監(jiān)測數(shù)據(jù)離散性評價的不適用性，能夠對監(jiān)測數(shù)據(jù)的趨勢性和離散性進行系統(tǒng)的分析評價，并能夠降低數(shù)據(jù)理解難度，且展示的數(shù)據(jù)結果能夠使得非專業(yè)人員也能夠直觀了解監(jiān)測數(shù)據(jù)的運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析方法成為亟待解決的問題。

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