CN113254475B - 用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法 - Google Patents

用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，赋值循环的方式对监测终端中的闪存数据进行查询读取，同时通过对每一次循环步骤中加入重读标志参数，以及对每次获得的时标进行对比，从而简化查询采集的步骤，大幅度减少指定时标记录地址获取的步骤使用次数，降低了***运算的压力，提高了查询采集的效率。

Description

用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法
技术领域
本发明涉及电量采集终端技术领域，尤其涉及一种用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法。
背景技术
电力***中，存在大量的用电信息数据和历史记录，通过采集查询这些历史记录可以分析当前用电情况及电网情况，故对记录的读取是最基本的操作，当数据量大时，读取记录的速度则会明显地制约上层判断与处理问题的结果。
通常情况下，历史记录存储于闪存中，闪存的读写速度一般取决于硬件的限制，MCU从外部闪存中读取并查询大量的数据，在用特定的格式上报数据的过程就是记录传输的过程。在这个过程中，由于硬件本申请的制约，无法避免的会造成读写延时，那么在的提升相应速度上，主要依赖于软件查找算法的设计，现有的查找算法相对比较笨拙，通常采用循环遍历的方式进行数据查找，而用电信息的记录通常是按照时序进行存储，因此在初始时间正确的前提下，通常不需要进行多次循环遍历的方式进行数据查找，这样可以大幅度降低数据查找采集的难度和延时。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种更加合理，效率更高的分支线路监测终端的历史数据采集方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，包括如下步骤：
步骤S1、获取待读取时标集合，初始化已读取时标集合、输出缓冲区、读取记录和重读标志至0；
步骤S2、从待读取时标集合内获取指定时标，判断待读取时标集合是否大于已读取时标集合，若否则将输出缓冲区的内容赋值给读取记录并进入S1，若是则进入步骤S3；
步骤S3、判断已读取时标集合是否为0或者重读标志是否为1，若是则获取指定时标的记录地址，指定时标从待读取时标集合的初始时标开始，并进入步骤S4，若否则直接进入步骤S4；
步骤S4、获取记录地址内的时标，判断重读标志是否不为0，若是，则赋值重读标志为0，并读取对应记录地址的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2，若否则进入步骤S5；
步骤S5、判断步骤S4获取的时标是否与步骤S2中的初始指定时标不相等，若是则赋值重读标志为1并进入步骤S2，若否则读取对应记录地址内的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3中，获取指定时标的记录地址的方法包括：
步骤S31、读取闪存的首条记录时标，并以当前时标所在的地址为首地址，判断闪存的存储长度是否大于待读取内容的长度，若是则进入步骤S32，若否则返回0值结束；
步骤S32、读取当前地址存储记录的时标，判断该时标与指定时标是否一致，若是则返回当前地址并结束，若否则进入步骤S33；
步骤S33、在当前地址的基础上增加一条记录的长度作为替代的当前地址，将闪存的存储长度减去一条记录的长度作为替代的闪存的存储长度，进入步骤S31，循环。
在以上技术方案的基础上，优选的，在步骤S3结束之后，在进入步骤S4之前，还包括，判断返回值是否非0，若是则进入步骤S4，若否则对该指定时标对应的读取记录进行赋值，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述对该指定时标对应的读取记录进行赋值的方法包括：判断已读取时标集合是否非0，若是则获取该指定时标前后最接近的相邻时标对应的读取记录，根据相邻的读取记录值进行线性拟合，计算指定时标处线性拟合对应的值，并将该值赋值给指定时标对应的读取记录内。
更进一步优选的，所述线性拟合的方法包括，分别获取指定时标之前的最新的时标t1以及其对应的读取记录q1，获取指定时标之后的最早的时标t2及其读取记录q2，得到拟合直线y=[（q2-q1）/（t2-t1）]x+q1，其中x为指定时标与t1时标的时间差，y为指定时标处拟合得到的读取记录。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述线性拟合的方法包括，将一天的时间区间划分为高峰区间、正常区间和低谷区间，判断t1和t2所处的时间区间，并对拟合直线进行修正：
当t1、t2均处于同一时间区间内时，拟合直线不变；当t1位于高峰区间，t2位于正常区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.2/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于高峰区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.5/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于正常区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.8/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于正常区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.1/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于低谷区间，t2位于正常区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.9/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于低谷区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.7/（t2-t1）]x+q1。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述高峰区间为(14:00,17:00]∪(19:00,22:00]，所述正常区间为(8:00,14:00]∪(17:00,19:00]∪(22:00,24:00]，所述低谷区间为(0:00,8:00]。
在以上技术方案的基础上，优选的，若读取时标集合不为0，则进一步判断对应指定时标是否为闪存中记录最早的一条，若是则填充一条记录对应长度的0xff到读取记录内，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2；若否则获取闪存内的目标时间范围之前最新的时标记录地址，然后赋值已读取时标集合+1，将目标时间范围之前最新的时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
本发明用于分支线路监测终端的历史数据查询，查询方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明通过对读取过程中赋予一个重读标志，根据后续的时标是否对应进行重读标志状态的改变，通过在获取指定时标地址之前对重读标志状态进行识别来判断是否需要进行指定时标地址的重新获取，从而大幅度缩减了获取指定时标记录地址的执行次数，降低了***的任务负担，从而提高了数据查询采集效率，相比于常规的循环遍历方式而言，本申请的方法不仅具有良好的准确度，同时通过增加一个时标校验的过程从而大幅度提高了效率，经过实验，采用本发明的查询采集方法，耗时能够达到常规方法的10-30%，提高了效率；
(2) 进一步的，为了避免出现数据查询采集错误，本申请中还对指定时标地址内容进行识别，防止因掉电等原因导致的数据缺失问题，通过对缺失数据所在时标前后相邻的时标对应的数据进行拟合，从而得到相对合理的缺失数据；
(3) 同时为了进一步提高拟合缺失数据的准确性，根据用电时间段对拟合方程进行系数修正，提高拟合的精确度，经过实验，缺失数据的拟合结果误差能够控制在±13%的范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明历史数据查询采集方法的整体流程图；
图2为本发明中获取指定时标的记录地址的整体流程图；
图3为某台区的监测终端历史数据采集图；
图4为采用本发明的线性拟合方法进行数据弥补后的数据采集图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
一般地，常规历史数据查询采集方法中，根据已读取时标集合与待读取时标集合进行对比，从而判断目标任务是否完成，若未完成，则执行一次获取指定时标的记录地址的方法，而获取指定时标的记录地址的方法中，需要通过遍历历史数据的方式来读取目标时标记录，这样处理的方式会使数据的采集变得非常低效，且应用于分支线路监测终端的处理器相对低端，处理速度慢，这就导致历史数据的查询采集也非常慢，而监测终端中，通常情况下历史数据的存储为循环的方式进行顺序存储和擦除，而查询任务中包含的时标数据一般也是连续的，因此，在能够保证第一个时标能够查询准确的情况下，后续的目标任务通过顺序读取的方式即可基本判断为目标数据，基于这一点，在进行第一次获取指定时标的记录地址后，后续的方式可以进行更新赋值读取的方式来进行，从而省去了大量的遍历工作量，但是由于监测终端也会存在掉电等意外情况，从而导致时标不连续，为了避免该问题，本申请在技术方案中还加入了时标核对流程，尽可能避免进行制定时标的记录地址查询，通过时标核对的方式，从而判断下一次的时标记录获取是否需要进行地质查询工作。
基于上述目的，本申请提出了一下查询采集方案，具体流程如图1所示：
S1、获取待读取时标集合，初始化已读取时标集合、输出缓冲区、读取记录和重读标志至0；
S2、从待读取时标集合内获取指定时标，判断待读取时标集合是否大于已读取时标集合，若否则将输出缓冲区的内容赋值给读取记录并进入S1，若是则进入步骤S3；
S3、判断已读取时标集合是否为0或者重读标志是否为1，若是则获取指定时标的记录地址，指定时标从待读取时标集合的初始时标开始，并进入步骤S4，若否则直接进入步骤S4；
S4、获取记录地址内的时标，判断重读标志是否不为0，若是，则赋值重读标志为0，并读取对应记录地址的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2，若否则进入步骤S5；
S5、判断步骤S4获取的时标是否与步骤S2中的初始指定时标不相等，若是则赋值重读标志为1并进入步骤S2，若否则读取对应记录地址内的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
基于上述方法，在每一次获取一个目标时标点数据后，对获取得到的时标进行比对，判断是否为目标时标，从而筛选是否出现时标记录缺失的情况，若是则对下一次的循环进行重读标志赋值，根据赋值情况判断是否进行指定时标记录地址重新获取的操作，一般情况下，时标记录连续，则在进行第一次的指定时标记录地址获取操作后，就不在进行该操作，直接对下一次读取的时标进行赋值读取，以上方法可以省去多次无用的指定时标记录地址获取的步骤。
步骤S1中，在进行数据查询采集之前，***首先获取任务，即待读取的时标集合，该集合通常是某个时间段的用电量数据，根据采集终端的数据存储规则，一般在一个固定时间长度之后会读取一个瞬时用电量数据并存储至闪存中，通常情况下，闪存中的数据是根据这个固定的时间长度依次顺序进行记录。在获取任务目标后，初始化各项参数至0，同时获取任务目标中的首个时间点也就是指定时标；
步骤S2中，首先判断读取记录是否已经完成，即判断待读取的时标集合是否大于已读取的时标集合，如果已经读取完成，则直接将缓冲区的暂存内容直接输出得到目标数据，若没有完成，则进入步骤S3；
步骤S3中，根据是否是第一次读取，或者是否是需要进行重读的情况，判断是否进行制定时标记录地址获取步骤；
步骤S4和步骤S5中，执行对应的指定时标记录地址获取的操作，然后获取地址内的时标，判断该次获取步骤是否是属于重读的情况，如果是，则可以认为，该获取得到的地址是经过修正后的正确地址，将地址内的内容输出值缓冲区，并进行对应的重新赋值操作，然后再次循环，若否，则需要判断该次获取的地址内时标是否与目标时标一致，排除出现不连续时标的情况，然后根据一致与否决定是否进行重读标记以及读音的重新复制再次循环，该步骤与步骤S3配合，从而实现省去多次不必要的指定时标地址读取操作。
具体的，本申请中获取指定时标的记录地址的方法如图2所示，包括：
步骤S31、读取闪存的首条记录时标，并以当前时标所在的地址为首地址，判断闪存的存储长度是否大于待读取内容的长度，若是则进入步骤S32，若否则返回0值结束；
步骤S32、读取当前地址存储记录的时标，判断该时标与指定时标是否一致，若是则返回当前地址并结束，若否则进入步骤S33；
步骤S33、在当前地址的基础上增加一条记录的长度作为替代的当前地址，将闪存的存储长度减去一条记录的长度作为替代的闪存的存储长度，进入步骤S31，循环。
以上方法中，通过遍历的方式，将闪存中的记录按照存储顺序与目标进行对比，从而判断是否获得目标，直至得到目标则停止循环，可以看出，若每次获取对应时标的记录内容，都需要执行一次该操作，则整体查询采集的流程将会变得极其繁琐冗长，不够智能化。
通过上述步骤S31可以看出，由于闪存中可能存在空存储的情况，因此若不进行筛查直接进入到缓冲区并进行记录，则会引起数据采集结果缺失的问题，为了避免该问题，本申请中采取的方案包括：
在步骤S3结束之后，在进入步骤S4之前，还包括，判断返回值是否非0，若是则进入步骤S4，若否则对该指定时标对应的读取记录进行赋值，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
通过人工赋值的方式对缺失数据进行补充，提高数据查询采集结果的准确性。
常规人工采集的方法主要是采用前一个数据点进行填补，或者人工填补一个固定值，这样处理的方式必然会导致结果与现实产生偏差，特别是在不同用电时间交错的时候，采用前一个数据点或者人工填补数据点的方式将会严重影响结果准确性。
具体的，本申请采取的方案为，判断已读取时标集合是否非0，若是则获取该指定时标前后最接近的相邻时标对应的读取记录，根据相邻的读取记录值进行线性拟合，计算指定时标处线性拟合对应的值，并将该值赋值给指定时标对应的读取记录内。
由于正常情况下，具名用电电量的变化是按照一定的趋势进行连续变化的，基本不存在用电量骤变的情况，因此在获取了一个区间范围内的两个点后，基本可以按照该两点的趋势对中间位置的目标值进行预测，因此本申请采用线性拟合的方式，对目标点位置的值进行预测拟合，极大降低了缺失数值补充的误差。
具体的，本申请的拟合方式包括：分别获取指定时标之前的最新的时标t1以及其对应的读取记录q1，获取指定时标之后的最早的时标t2及其读取记录q2，得到拟合直线y=[（q2-q1）/（t2-t1）]x+q1，其中x为指定时标与t1时标的时间差，y为指定时标处拟合得到的读取记录。
对于预测值，通常情况下，在短时间内是不会产生极大偏差的，但是若确实的数值时间点位于不同用电习惯的交汇区域，则普通的线性拟合则会存在一定误差，例如在缺失点前后分别是用电低谷和用电高峰，则确实点位置可能还处于用电低谷，若直接采用线性拟合，则拟合所得数值会超过低谷用电量的常规数值，这是由于用电高峰数值的影响，导致拟合结果不准确，为了避免这种情况导致的不准确问题，本申请中对线性拟合的直线进行修正，并将一天的时间区间划分为高峰区间、正常区间和低谷区间，根据不同时间段，对拟合直线的斜率进行修正，修正参数为经验值。
具体的，本申请的拟合方法包括：将一天的时间区间划分为高峰区间、正常区间和低谷区间，判断t1和t2所处的时间区间，并对拟合曲线进行修正：
当t1、t2均处于同一时间区间内时，拟合曲线不变；
当t1位于高峰区间，t2位于正常区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*1.2/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于高峰区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*1.5/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于正常区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*0.8/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于正常区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*1.1/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于低谷区间，t2位于正常区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*0.9/（t2-t1）]x+q1；
当t1位于低谷区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合曲线y=[（q2-q1）*0.7/（t2-t1）]x+q1。
对应的，高峰区间为(14:00,17:00]∪(19:00,22:00]，所述正常区间为(8:00,14:00]∪(17:00,19:00]∪(22:00,24:00]，所述低谷区间为(0:00,8:00]。
拟合结果的准确性如图3和图4所示，某台区早上7：45-8:15的实际瞬时用电量趋势如图3所示，其中7:45瞬时用电量为1365kW，8:00的瞬时用电量为1685kW，8:15的瞬时用电量为2421kW，采用本方法进行预测，以7:45和8:15的瞬时用电量作为输入参数，采用的修正拟合曲线为y=[（q2-q1）*0.9/（t2-t1）]x+q1，经过计算得到预测的8:00的瞬时用电量为1787.4 kW，与实际值的误差为6%，预测准确度较高。
进一步的，若读取时标集合不为0，则进一步判断对应指定时标是否为闪存中记录最早的一条，若是则填充一条记录对应长度的0×ff到读取记录内，赋值已读取时标集合+1，将初始指定时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2；若否则获取闪存内的目标时间范围之前最新的时标记录地址，然后赋值已读取时标集合+1，将目标时间范围之前最新的时标加上间隔时间作为替代的初始指定时标并进入步骤S2。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、获取待读取时标集合，初始化已读取时标集合、输出缓冲区、读取记录和重读标志至0；
步骤S2、获取指定时标，判断待读取时标集合是否大于已读取时标集合，若否则将输出缓冲区的内容赋值给读取记录并进入S1，若是则进入步骤S3；
步骤S3、判断已读取时标集合是否为0或者重读标志是否为1，若是则获取指定时标的记录地址，并进入步骤S4，若否则直接进入步骤S5；
步骤S4、获取记录地址内的时标，判断重读标志是否不为0，若是，则赋值重读标志为0，并读取对应记录地址的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的指定时标并进入步骤S2，若否则进入步骤S5；
步骤S5、判断步骤S4获取的时标是否与步骤S2中的指定时标不相等，若是则赋值重读标志为1并进入步骤S2，若否则读取对应记录地址内的内容至输出缓冲区，输出缓冲区将内容赋值给读取记录，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的指定时标并进入步骤S2；
以上步骤中，指定时标从待读取时标集合的初始时标开始。
2.如权利要求1所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，步骤S3中，获取指定时标的记录地址的方法包括：
步骤S31、读取闪存的首条记录时标，并以当前时标所在的地址为首地址，判断闪存的存储长度是否大于待读取内容的长度，若是则进入步骤S32，若否则返回0值结束；
步骤S32、读取当前地址存储记录的时标，判断该时标与指定时标是否一致，若是则返回当前地址并结束，若否则进入步骤S33；
步骤S33、在当前地址的基础上增加一条记录的长度作为替代的当前地址，将闪存的存储长度减去一条记录的长度作为替代的闪存的存储长度，进入步骤S31，循环。
3.如权利要求2所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，在步骤S3结束之后，在进入步骤S4之前，还包括，判断返回值是否非0，若是则进入步骤S4，若否则对该指定时标对应的读取记录进行赋值，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的指定时标并进入步骤S2。
4.如权利要求3所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，所述对该指定时标对应的读取记录进行赋值的方法包括：判断已读取时标集合是否非0，若是则获取该指定时标前后最接近的相邻时标对应的读取记录，根据相邻的读取记录值进行线性拟合，计算指定时标处线性拟合对应的值，并将该值赋值给指定时标对应的读取记录内。
5.如权利要求4所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，所述线性拟合的方法包括，分别获取指定时标之前的最新的时标t1以及其对应的读取记录q1，获取指定时标之后的最早的时标t2及其读取记录q2，得到拟合直线y=[（q2-q1）/（t2-t1）]x+q1，其中x为指定时标与t1时标的时间差，y为指定时标处拟合得到的读取记录。
6.如权利要求5所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，所述线性拟合的方法包括，将一天的时间区间划分为高峰区间、正常区间和低谷区间，判断t1和t2所处的时间区间，并对拟合直线进行修正，当t1、t2均处于同一时间区间内时，拟合直线不变；当t1位于高峰区间，t2位于正常区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.2/（t2-t1）]x+q1；当t1位于高峰区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.5/（t2-t1）]x+q1；当t1位于正常区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.8/（t2-t1）]x+q1；当t1位于正常区间，t2位于低谷区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*1.1/（t2-t1）]x+q1；当t1位于低谷区间，t2位于正常区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.9/（t2-t1）]x+q1；当t1位于低谷区间，t2位于高峰区间时，修正的拟合直线y=[（q2-q1）*0.7/（t2-t1）]x+q1。
7.如权利要求6所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，所述高峰区间为(14:00,17:00]∪(19:00,22:00]，所述正常区间为(8:00,14:00]∪(17:00,19:00]∪(22:00,24:00]，所述低谷区间为(0:00,8:00]。
8.如权利要求4所述的用于分支线路监测终端的历史数据查询采集方法，其特征在于，若读取时标集合不为0，则进一步判断对应指定时标是否为闪存中记录最早的一条，若是则填充一条记录对应长度的0xff到读取记录内，赋值已读取时标集合+1，将指定时标加上间隔时间作为替代的指定时标并进入步骤S2；若否则获取闪存内的目标时间范围之前最新的时标记录地址，然后赋值已读取时标集合+1，将目标时间范围之前最新的时标加上间隔时间作为替代的指定时标并进入步骤S2。
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