CN112597441A - 一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测*** - Google Patents

一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测*** Download PDF

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朱均
陈辉
赵波
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Abstract

本发明提供一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，该检测***包括：测量主机，用于通过短距无线通信技术向移动终端发送测量数据或接收移动终端操作指令；云服务端，用于存储移动终端上传的测量数据；移动终端，用于将测量数据上传至云服务端，用于从云服务端查看、下载云服务端存储的数据，用于对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常。本发明实现管道流量数据的自动获取以及实时判断管道流量是否异常，同时还能预测可能出现的流量异常。

Description

一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***
技术领域
本发明涉及给排水行业中的流量检测装置，尤其是涉及一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***。
背景技术
在给排水行业中，流量往往是一项非常重要的数据，而流量的获取一般依赖于流量检测仪。
现有的流量检测仪使用时需有人在仪器旁操作和读数，而很多时候流量检测的最优检测点在人不易去到的位置；开始测量前要在纸质记录表中填上测量点信息，测量后人工读取和抄录流量数据，耗费人工劳力的同时数据还不易长期保存。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，解决现有给排水流量检测更多需要人工操作，且数据保存不便的问题。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，该检测***包括：
测量主机，用于通过短距无线通信技术向移动终端发送测量数据或接收移动终端操作指令；
云服务端，用于存储移动终端上传的测量数据；
移动终端，用于将测量数据上传至云服务端，用于从云服务端查看、下载云服务端存储的数据，用于对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常。
作为进一步的技术方案，移动终端对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常的具体步骤包括：
(1)移动终端获取作业管道信息；
(2)设在作业管道上的测量主机实时向移动终端发送当前测量值u当前测量值，对比当前测量值u当前测量值和u额定值得到一组差值，若这组差值均不大于对应的阈值Tu额定值，则流量正常；反之，流量异常。
作为进一步的技术方案，将u当前测量值作为u历史值存入数据库，当数据库中该被测作业管道的u历史值的数量达到设定数量时，通过线性回归计算被测作业管道流量异常出现概率，并绘制趋势曲线，预测可能出现的流量异常。
作为进一步的技术方案，预测可能出现的流量异常的具体方法为：当趋势线发生陡变时，即判断被测排水***发生“流量异常”现象；当趋势线呈现单调递减时，判断被测排水***发生“流量异常”现象。
作为进一步的技术方案，趋势线得到的过程如下：
将时间和流量值放入笛卡尔坐标系中，流量值随着时间的变化波动，设这种线性关系为：f(x)＝ax+b；
各点误差用误差平方可表示为：ε＝(f(xi)-yi)2；
总误差的平方为：
Figure BDA0002859236830000021
不同的a、b会使τ的值不同，根据多元微积分可知，当：
Figure BDA0002859236830000022
这时取最小值；
解上述方程组，得a、b，从而可得到趋势线的方程f(x)。
作为进一步的技术方案，若a或b量变化大于某额定值，则说明管道流量异常；若a的绝对值大于某设定额定值，则说明管道流量异常。
作为进一步的技术方案，移动终端获取作业管道信息的方法包括：
若为初次，则将作业管道信息手动录入移动终端，且管道信息在初次录入移动终端后将被保存到本地数据库的同时还被保存到云服务端共享；
若非初次，则移动终端选择下述方式之一获取：
(1)在云服务端或移动终端本地查看并手动筛选出所需管道信息下载后自动录入；
(2)扫描测量现场二维码自动从本地数据库或云服务端筛选出对应管道的管道信息下载后自动录入，该二维码包含的信息中有与录入的管道信息相同的信息。
作为进一步的技术方案，流量数据被保存到云服务端共享。
作为进一步的技术方案，将作业管道信息手动录入移动终端，录入管道其中一个参数后该管道的其他参数将自动录入，且各管道参数符合该管道国家标准。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过移动终端、测量主机以及云服务端实现了被测管道的流量数据共享；
2、所有管道信息只需在第一次测量作业前手动录入一次，之后无论是使用同一移动终端重复测量还是使用不同移动终端测量都无需再次手动录入管道信息；
3、可以实时数据分析，判断得到当前流量是否异常；
4、通过线性回归计算被测排水***流量异常出现概率，并绘制趋势曲线，预测可能出现的流量异常。
附图说明
图1为本发明的***拓扑图；
图2为发生陡变的流量趋势线；
图3为呈单调递减的流量趋势线；
图4为管道信息共享流程图；
图5为流量数据共享流程图；
图6为管道信息自动录入流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1～图6所示，本实施例提供一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，该检测***包括：测量主机，用于通过短距无线通信技术向移动终端发送测量数据或接收移动终端操作指令；云服务端，用于存储移动终端上传的测量数据；移动终端，用于将测量数据上传至云服务端，用于从云服务端查看、下载云服务端存储的数据，用于对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常。
其中，移动终端对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常的具体步骤包括：
(1)移动终端获取作业管道信息。
移动终端获取作业管道信息的方法包括：
若为初次，则将作业管道信息手动录入移动终端，且管道信息在初次录入移动终端后将被保存到本地数据库的同时还被保存到云服务端共享；
若非初次，则移动终端选择下述方式之一获取：
(11)在云服务端或移动终端本地查看并手动筛选出所需管道信息下载后自动录入；
(12)扫描测量现场二维码自动从本地数据库或云服务端筛选出对应管道的管道信息下载后自动录入，该二维码包含的信息中有与录入的管道信息相同的信息。
(2)设在作业管道上的测量主机实时向移动终端发送当前测量值u当前测量值，对比当前测量值u当前测量值和u额定值得到一组差值，若这组差值均不大于对应的阈值Tu额定值，则流量正常；反之，流量异常。
(3)将u当前测量值作为u历史值存入数据库，当数据库中该被测作业管道的u历史值的数量达到设定数量时，通过线性回归计算被测作业管道流量异常出现概率，并绘制趋势曲线，预测可能出现的流量异常。
趋势线得到的过程如下：
将时间和流量值放入笛卡尔坐标系中，流量值随着时间的变化波动，设这种线性关系为：f(x)＝ax+b；
各点误差用误差平方可表示为：ε＝(f(xi)-yi)2；
总误差的平方为：
Figure BDA0002859236830000041
不同的a、b会使τ的值不同，根据多元微积分可知，当：
Figure BDA0002859236830000042
这时取最小值；
解上述方程组，得a、b，从而可得到趋势线的方程f(x)。
若a或b量变化大于某额定值，则说明管道流量异常；若a的绝对值大于某设定额定值，则说明管道流量异常。
流量数据被保存到云服务端共享。将作业管道信息手动录入移动终端，录入管道其中一个参数后该管道的其他参数将自动录入，且各管道参数符合该管道国家标准。
实施例2
本实施例提供了一种具有数据分析及互联网数据共享功能的便携式排水***流量检测***，所述***由便携式测量主机、云服务端、移动终端及配套移动端软件组成。测量主机通过短距无线通信技术(如蓝牙、WiFi等等)向移动终端发送测量数据或接收移动终端操作指令，移动终端将测量数据上传至云服务端或者从云服务端查看、下载云服务端存储的数据，***拓扑图如图1所示。
本***可实现的功能包括：
1、数据分析
所述流量检测***对所测流量数据进行分析，判断当前流量值是否正常。
2、数据共享
(1)管道信息共享
管道信息在初次录入移动终端后将被保存到本地数据库的同时还被保存到云服务端共享，控制室主机和所有移动终端都可以从云服务端查看和下载管道信息和管道流量数据。所有管道信息只需在第一次测量作业前手动录入一次，之后无论是使用同一移动终端重复测量还是使用不同移动终端测量都无需再次手动录入管道信息。测量作业管道信息录入(非初次)时，移动终端可通过移动端软件进行以下两种管道信息获取方式：
①在云服务端或移动终端本地查看并手动筛选出所需管道信息下载后自动录入。
②扫描测量现场二维码(该二维码包含的信息中有与录入的管道信息相同的信息，如：巡检编号、位置等)可自动从本地数据库或云服务端筛选出对应管道的管道信息下载后自动录入。
(2)管道流量数据共享
流量数据被保存到云服务端共享，用户可使用各类带浏览器的终端通过浏览器登录云服务端实时查看、下载各管道流量数据。
(3)录入管道参数时，录入管道其中一个参数后该管道的其他参数将自动录入(如：录入管道通径后，管道外径、厚度等参数会自动录入)，且各管道参数符合该管道国家标准。
本***实现的具体技术方法：
1、数据分析
所述流量检测***将流量数据以折线图的形式实时显示，显示界面中还同时显示流量回归线和额定流量线并按不同线型、现宽或颜色区分，还可通过点击折线图中各折线的图例来显示或隐藏目标图线。数据分析方法如下：
传输到移动终端的数据依靠移动端软件实现数据处理，所述移动端软件运用统计学方法，完成对当前被测流量状态是否正常的分析。具体实现步骤如下：
步骤一：预置额定值u额定值及其对应的阈值Tu额定值；
步骤二：对比当前测量值u当前测量值和u额定值得到一组差值，若这组差值均不大于对应的阈值，则流量正常；反之，流量异常。即：
当|u当前测量值-u额定值|≤Tu额定值时，流量正常；
当|u当前测量值-u额定值|＞Tu额定值时，流量异常。
再将u当前测量值做为u历史值存入数据库，当数据库中该被测排水***的u历史值的数量达到设定数量时，进入步骤三；
步骤三：通过线性回归计算被测排水***流量异常出现概率，并绘制趋势曲线，预测可能出现的流量异常。
如图2所示，当趋势线发生陡变时，即判断被测排水***发生“流量异常”现象；
如图3所示，当趋势线呈现单调递减时，判断被测排水***发生“流量异常”现象。
其中，趋势线得到过程如下：
将时间和流量值放入笛卡尔坐标系中(时间为横轴x，流量值为纵轴y)，流量值随着时间的变化波动，类似于某种线性关系，并设这种线性关系为：
f(x)＝ax+b
各点误差用误差平方可表示为：
ε＝(f(xi)-yi)2
总误差的平方为：
Figure BDA0002859236830000061
不同的a、b会使τ的值也不同，根据多元微积分可知，当：
Figure BDA0002859236830000071
这时取最小值。
对于a、b而言，上述方程组为线性方程组，可解得a、b，从而可得到趋势线的方程f(x)。
理想情况下，测量过程中趋势线一直保持不变，但实际测量过程中，正常情况下，受外界因素影响(如现场电压变化、水管中气泡量变化等)，会使a、b发生略微变化，若a或b量变化大于某额定值，则说明管道流量异常。
由于现场电压变化很小，水泵功率基本恒定，趋势线的a的值接近0，若a的绝对值大于某设定额定值，则说明管道流量异常。
本***实现数据共享为：
(1)管道信息共享技术方法如图4所示；
(2)流量数据共享技术方法如图5所示；
(3)按照管道相关国家标准，将不同型号管道参数存入移动端软件数据库和云服务端数据库，管道信息录入时，输入管道一个参数后，移动端软件自动从数据库中搜索出该管道的其他参数并填入对应位置，具体实现方法如图6所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，该检测***包括：
测量主机，用于通过短距无线通信技术向移动终端发送测量数据或接收移动终端操作指令；
云服务端，用于存储移动终端上传的测量数据；
移动终端，用于将测量数据上传至云服务端，用于从云服务端查看、下载云服务端存储的数据，用于对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常。
2.根据权利要求1所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，移动终端对所测流量数据进行分析，并判断当前流量值是否正常的具体步骤包括：
(1)移动终端获取作业管道信息；
(2)设在作业管道上的测量主机实时向移动终端发送当前测量值u当前测量值，对比当前测量值u当前测量值和u额定值得到一组差值，若这组差值均不大于对应的阈值Tu额定值，则流量正常；反之，流量异常。
3.根据权利要求2所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，将u当前测量值作为u历史值存入数据库，当数据库中该被测作业管道的u历史值的数量达到设定数量时，通过线性回归计算被测作业管道流量异常出现概率，并绘制趋势曲线，预测可能出现的流量异常。
4.根据权利要求3所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，预测可能出现的流量异常的具体方法为：当趋势线发生陡变时，即判断被测排水***发生“流量异常”现象；当趋势线呈现单调递减时，判断被测排水***发生“流量异常”现象。
5.根据权利要求3所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，趋势线得到的过程如下：
将时间和流量值放入笛卡尔坐标系中，流量值随着时间的变化波动，设这种线性关系为：f(x)＝ax+b；
各点误差用误差平方可表示为：ε＝(f(xi)-yi)2；
总误差的平方为：
Figure FDA0002859236820000021
不同的a、b会使τ的值不同，根据多元微积分可知，当：
Figure FDA0002859236820000022
这时取最小值；
解上述方程组，得a、b，从而可得到趋势线的方程f(x)。
6.根据权利要求5所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，若a或b量变化大于某额定值，则说明管道流量异常；若a的绝对值大于某设定额定值，则说明管道流量异常。
7.根据权利要求2所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，移动终端获取作业管道信息的方法包括：
若为初次，则将作业管道信息手动录入移动终端，且管道信息在初次录入移动终端后将被保存到本地数据库的同时还被保存到云服务端共享；
若非初次，则移动终端选择下述方式之一获取：
(1)在云服务端或移动终端本地查看并手动筛选出所需管道信息下载后自动录入；
(2)扫描测量现场二维码自动从本地数据库或云服务端筛选出对应管道的管道信息下载后自动录入，该二维码包含的信息中有与录入的管道信息相同的信息。
8.根据权利要求1所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，流量数据被保存到云服务端共享。
9.根据权利要求7所述的一种具有数据分析及互联网数据共享功能的流量检测***，其特征在于，将作业管道信息手动录入移动终端，录入管道其中一个参数后该管道的其他参数将自动录入，且各管道参数符合该管道国家标准。
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