Scada系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，涉及大量數(shù)據(jù)采集傳輸過程中的擁塞控制技術(shù)，其特征在于：包括如下步驟：（1）、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理；（2）、對采集數(shù)據(jù)進行實時權(quán)重分析，根據(jù)數(shù)據(jù)集合的特征計算數(shù)據(jù)各項指標所占的權(quán)重系數(shù)；（3）、計算實時數(shù)據(jù)的性能綜合評價值；（4）、根據(jù)數(shù)據(jù)性能綜合評價值對采集數(shù)據(jù)進行智能化處理，確定數(shù)據(jù)的上傳優(yōu)先級；（5）、選擇優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包上傳至SCADA界面系統(tǒng)。該發(fā)明針對SCADA系統(tǒng)中緊急狀況下出現(xiàn)的大量擁塞數(shù)據(jù)，實時權(quán)重分析，能夠在較短時間內(nèi)進行處理，選擇緊急、重要的數(shù)據(jù)優(yōu)先上送，為決策者提供關(guān)鍵性的判斷依據(jù)。
【專利說明】SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雪崩數(shù)據(jù)擁塞處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重 分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控 制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)，可以對現(xiàn)場的運 行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及事故報警等功能。 它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、燃氣、鐵路等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視 控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。應(yīng)用SCADA技術(shù)，可以保證系統(tǒng)的信息完整，正確掌握大型 系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)，幫助快速診斷系統(tǒng)故障，提高生產(chǎn)效率。
[0003] SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集往往涉及設(shè)備種類多、數(shù)據(jù)量大，傳輸方式復(fù)雜，最多涉及 十幾萬至數(shù)百萬個數(shù)據(jù)。各種不同的數(shù)據(jù)按照變化上送、或者總站召取的方式進行傳輸。當 系統(tǒng)下層子系統(tǒng)的重要設(shè)備發(fā)生突發(fā)狀況，如電力子系統(tǒng)停電時，各種實時數(shù)據(jù)就會像潮 水一樣上送至SCADA系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)雪崩，和數(shù)據(jù)擁塞，導(dǎo)致SCADA人機界面上短時間內(nèi)出 現(xiàn)大量報警，從而導(dǎo)致運行監(jiān)控人員手忙腳亂的局面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了解決SCADA系統(tǒng)中緊急狀況下產(chǎn)生的雪崩數(shù)據(jù)擁塞的 問題，本發(fā)明提供了一種實時分析，易于實現(xiàn)，快速決策的擁塞數(shù)據(jù)處理方法。
[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明的所采取的技術(shù)方案是：
[0006] 一種SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：
[0007] 步驟一、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理；
[0008] 步驟二、對采集數(shù)據(jù)進行實時權(quán)重分析：根據(jù)數(shù)據(jù)集合的特征計算數(shù)據(jù)傳輸性能 指標所占的權(quán)重系數(shù);數(shù)據(jù)集合的特征指被采集數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)傳輸性能評價指標值,數(shù)據(jù)傳 輸性能指標包括優(yōu)先權(quán)、實時性、時延、預(yù)計剩余傳輸時間、越限等級、異常變化等級；
[0009] 步驟三、使用線性加權(quán)法計算數(shù)據(jù)流緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)性能綜合評價值（線 性加權(quán)平均值）；
[0010] 步驟四、根據(jù)數(shù)據(jù)性能綜合評價值對采集數(shù)據(jù)進行智能化處理，確定數(shù)據(jù)的上傳 優(yōu)先級；具體包括：根據(jù)步驟三計算得到的被采集數(shù)據(jù)的性能綜合評價值，對數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 的數(shù)據(jù)包進行排序，確定數(shù)據(jù)包上送優(yōu)先級，選擇優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先上送至SCADA界 面系統(tǒng)。
[0011] 步驟五、選擇優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包上傳至SCADA界面系統(tǒng)。
[0012] 步驟一中數(shù)據(jù)預(yù)處理為根據(jù)單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)的數(shù)量進行預(yù)處理，具體包括： 如果單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量的0. 2?0. 5倍（單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)量為正常數(shù) 據(jù)量的1. 2?1. 5倍），則認為未發(fā)生數(shù)據(jù)擁塞，直接將數(shù)據(jù)上送；如果單位時間內(nèi)新增數(shù) 據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量0. 5?I. 5倍（單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量的I. 5?2. 5倍），則 認為數(shù)據(jù)擁塞不嚴重，讀取通用的權(quán)重系數(shù)，然后執(zhí)行步驟三；如果單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)量 高于正常數(shù)據(jù)量的1. 5以上（單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量的2. 5倍以上），則認為發(fā) 生嚴重數(shù)據(jù)擁塞，需要執(zhí)行步驟二中的實時權(quán)重分析。
[0013] 步驟二實時權(quán)重分析通過變異系數(shù)法對數(shù)據(jù)傳輸性能指標進行賦權(quán)，即計算數(shù)據(jù) 傳輸性能指標所占的權(quán)重系數(shù)，使問題數(shù)據(jù)的相應(yīng)指標所占的權(quán)重系數(shù)增大，從而使問題 數(shù)據(jù)的加權(quán)值更大，優(yōu)先級更高，優(yōu)先上送至SCADA系統(tǒng)人機界面。
[0014] 實時權(quán)重分析的具體包括以下步驟：
[0015] (1)假設(shè)有m個被采集的樣本數(shù)據(jù)％其中i = 1，2···πι，被采集數(shù)據(jù)有η個數(shù)據(jù)傳 輸性能指標fj, j = 1，2…η ;
[0016] (2)搜集被采集數(shù)據(jù)的傳輸性能數(shù)據(jù)，將傳輸性能數(shù)據(jù)存放于m個樣本對象η個指 標構(gòu)成的決策矩陣X = (Xi1)mxn中；采用變異系數(shù)法對數(shù)據(jù)傳輸性能指標進行賦權(quán)：

【權(quán)利要求】
1. 一種SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步 驟， 步驟一、數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理； 步驟二、對采集數(shù)據(jù)進行實時權(quán)重分析：根據(jù)數(shù)據(jù)集合的特征計算數(shù)據(jù)傳輸性能指標 所占的權(quán)重系數(shù)； 步驟三、使用線性加權(quán)法計算數(shù)據(jù)流緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)性能綜合評價值； 步驟四、根據(jù)數(shù)據(jù)性能綜合評價值對采集數(shù)據(jù)進行智能化處理，確定數(shù)據(jù)的上傳優(yōu)先 級； 步驟五、選擇優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包上傳至SCADA界面系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，步驟一 中所述數(shù)據(jù)預(yù)處理為根據(jù)單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)的數(shù)量進行預(yù)處理，具體包括：如果單位時 間內(nèi)新增數(shù)據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量的〇. 2?0. 5倍，則認為未發(fā)生數(shù)據(jù)擁塞，直接將數(shù)據(jù)上送； 如果單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)量為正常數(shù)據(jù)量0. 5?1. 5倍，則認為數(shù)據(jù)擁塞不嚴重，讀取通用 的權(quán)重系數(shù)，然后執(zhí)行步驟三；如果單位時間內(nèi)新增數(shù)據(jù)量高于正常數(shù)據(jù)量的1. 5倍以上， 則認為發(fā)生嚴重數(shù)據(jù)擁塞，需要執(zhí)行步驟二中的實時權(quán)重分析。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于：步驟二中所述數(shù)據(jù)集合的特征為被采集數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)傳輸性能評價指標值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于：步驟二中所述數(shù)據(jù)傳輸性能指標包括優(yōu)先權(quán)、實時性、時延、預(yù)計剩余傳輸時間、越限 等級、異常變化等級。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于：步驟二所述實時權(quán)重分析通過變異系數(shù)法對數(shù)據(jù)傳輸性能指標進行賦權(quán)， 所述實時權(quán)重分析具體包括以下步驟： (1) 假設(shè)有m個被采集的樣本數(shù)據(jù)ai其中i = 1，2…m，被采集數(shù)據(jù)有n個數(shù)據(jù)傳輸性 能指標fj，其中j = 1，2…n ; (2) 搜集被采集數(shù)據(jù)的傳輸性能數(shù)據(jù)，將所述傳輸性能數(shù)據(jù)存放于所述m個樣本對象n 個指標構(gòu)成的決策矩陣X = (Xipmxn中；采用變異系數(shù)法對數(shù)據(jù)傳輸性能指標進行賦權(quán)：
Xj表示第j個數(shù)據(jù)傳輸性能指標&的采集獲取的指標數(shù)據(jù)，Xu表示第i個樣本對象 的第j個傳輸性能指標數(shù)據(jù)，表示決策矩陣中第j列數(shù)據(jù)的均值，即第j個數(shù)據(jù)傳輸性 能指標的均值；表示決策矩陣中第j列數(shù)據(jù)的標準差； (3)第j個指標的權(quán)重系數(shù)Wj為：
bj越大表示第j項指標在不同評價對象上的變化越大，區(qū)別對象的能力強。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于：步驟三采用線性加權(quán)方法求得被采集數(shù)據(jù)的性能綜合評價值Pi,具體包括以下步 驟：
其中，Pi表示被采集數(shù)據(jù)的綜合評價值，Pi越小，表示相應(yīng)數(shù)據(jù)越不重要；Pi越大，表示 相應(yīng)數(shù)據(jù)越緊急、越重要。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCADA系統(tǒng)基于實時權(quán)重分析的擁塞數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于：步驟四中，根據(jù)步驟三計算得到的被采集數(shù)據(jù)的性能綜合評價值，對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù) 據(jù)包進行排序，確定數(shù)據(jù)包上送優(yōu)先級，選擇優(yōu)先級高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先上送至SCADA界面系 統(tǒng)。
【文檔編號】G06F17/30GK104361088SQ201410652770
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王媛媛, 包德梅, 顏儒彬, 張超, 曹黎明, 李芳 , 蔡一磊, 李寅 申請人:國電南京自動化股份有限公司