一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法及系统；其获取设定周期内的时间序列数据；提取波峰点和波谷点以及对应的位置；根据波峰点和波谷点的位置，对时间序列数据进行分段划分，获取各段序列数据；对各序列数据按照数据分类规则进行分类，得到第一集合、第二集合和变动序列；根据变动序列，计算残差序列和波动序列；将残差序列和波动序列输入时序预测模型，输出最小多项式阶数，确定变动序列的最小多项式的系数，得到第三集合；第一集合、第二集合和第三集合构成压缩序列数据，进而获取压缩序列数据集，并进行数据传输。即本发明专利技术的方案能够进行数据压缩，提高数据的传输效率。输效率。输效率。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据传输领域，尤其涉及一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法及系统。

技术介绍

[0002]城市轨道交通是所有公共交通方式中最绿色环保的，但其能耗和碳排放总量仍十分巨大，因此如何利用低碳技术降低能耗，减少碳排放是城市轨道交通行业的重要课题。其中供电系统回馈能量的再利用技术是重要节能减排技术之一。
[0003]然而供电系统回馈能量数据量非常大，数据传输过程通常很长，因此需要对回馈数据进行处理，提高数据传输的效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法及系统，用于解决现有的对回馈数据进行传输时，数据传输的效率不高的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法的技术方案，包括如下步骤：获取设定周期内的时间序列数据；提取所述时间序列数据的波峰点和波谷点以及每个波峰点和波谷点在所述时间序列数据中对应的位置；根据所述波峰点和波谷点的位置，对所述时间序列数据进行数据分段划分，获取各段序列数据；将所述各段序列数据按照数据分类规则进行分类，得到第一集合、第二集合和变动序列；根据所述变动序列，计算残差序列和波动序列；将残差序列和波动序列输入时序预测模型中，输出最小多项式阶数；根据所述最小多项式阶数，确定所述变动序列进行多项式拟合的多项式的系数，所述系数构成第三集合；所述第一集合、第二集合和第三集合构成所述序列数据的压缩序列数据，进而获取时间序列数据的压缩序列数据集，并进行数据传输；其中，所述数据分类规则为：对各段序列数据中的各相邻数据进行差值处理，获取各差值序列；对差值序列中的所有元素进行依次判断：当差值序列中第一个元素的值为0时，则该第一个元素为左关键元素；当差值序列中第a个元素为0且第a+1个元素为非0时，则第a个元素为右关键元素；当第a个元素为0且第a
‑
1个元素为非0时，则第a个元素为左关键元素，其中a＞1；统计第一个左关键元素与第一个右关键元素之间为0的元素对应的序列数据中的数据，记为第一集合；
统计既为右关键元素又为左关键元素的元素对应的序列数据中的数据，记为第二集合；统计序列数据中除第一集合和第二集合之外剩余的数据，记为变动序列。
[0006]进一步地，所述残差序列为变动序列中的数据与变动序列的平均值的差值的序列。
[0007]进一步地，所述波动序列的获取方法为：采用最小二乘法对所述残差序列进行一阶线性拟合，得到随机变化方程，获取不同时间戳对应的拟合值，进而得到拟合序列；其中，随机变化方程为其中，x为电压值，k、b分别为直线的斜率、截距；将所述残差序列以及所述拟合序列作差，得到波动序列：其中，S4为波动序列，S3为残差序列，Y为通过随机变化方程得到的不同时间戳对应的拟合值y组成的拟合序列。
[0008]进一步地，所述时序预测模型为TCN时间卷积神经网络。
[0009]进一步地，对所述差值序列中的所有元素进行依次判断之前，还包括对所述差值序列进行平滑处理的步骤。
[0010]本专利技术还提供了一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输系统，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在所述存储器中的轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法的技术方案。
[0011]本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术通过对时间序列数据进行分段，并对每段序列数据进行数据分类，获取数据的直线段数据和斜线段数据，而对于斜线段数据通过获取最优多项式阶数，并根据多项式拟合，获取该最优多项式阶数对应的多项式系数，作为斜线段数据的传输数据，最终实现整个时间序列数据的传输；仅对斜线段对应的数据进行处理，减少迭代计算，尤其是在序列数据量大的时候，迭代寻找最优多项式具有较大的计算量，通过此方法可以避免冗余的迭代求解符合精度的拟合方程，大幅度降低计算量。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，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它的附图。
[0013]图1示出了本专利技术的一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法实施例的方法流程图；图2示出了本专利技术的一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法实施例中的波峰点和波谷点的波形示意图；图3示出了本专利技术的一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法实施例中的压缩
序列数据的存储方式示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术实施例保护的范围。
[0015]本专利技术提供了一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法的一种具体实施方式，该方法实施例针对的是轨道交通能量回馈系统的回馈数据进行数据的压缩，并对压缩后的数据进行高效传输，提高数据传输的效率。
[0016]具体地，如图1所示，该轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法，包括如下步骤：步骤1，获取设定周期内的轨道交通能量回馈的时间序列数据S。
[0017]本实施例中的时间序列数据S为电压值序列，表示为V=[v1,v2,
…
,vn]，n为时间戳，每一时间戳对应一个电压值。同时，由于序列是时序的，因此可以基于特定时间间隔来进行波峰波谷检测，如每10秒检测一次。
[0018]需要说明的是，轨道交通能量回馈系统包含多个能量回馈单元；而能量回馈单元，全名为“变频器专用型能量回馈单元”，是变频器专用型制动单元的一种，主要用于大惯量、拖动性的变频调速系统中，帮助电机将其减速过程中所产生的再生电能回馈到电网，同时协助系统实现快速制动功能。
[0019]而能量回馈单元，通过自动检测变频器的直流母线电压，将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压，经多重噪声滤波环节后连接到交流电网，从而达到能量回馈电网的目的，回馈到电网的电能达到发电能量的97%以上，有效节省电能。
[0020]最终可以实时获取能量回馈单元的电压值、电流值，包含回馈相电流、回馈相电压序列。
[0021]步骤2，提取所述时间序列数据S的波峰点和波谷点，记录每个波峰点和波谷点在所述时间序列数据S中对应的位置；根据所述波峰点和波谷点的位置，对所述时间序列数据S进行数据分段划分，得到各段序列数据S1。
[0022]本实施例中，获取时间序列数据S的波峰点和波谷点的方法为：1）计算时间序列数据S（电压值序列，表示为V=[v1,v2,
…
,vn]）的一阶差分向量DiffV：Diffv(i)=V(i+1)
−
V(i)，其中i∈1,2,
…
, n
−
1。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通能量回馈数据的压缩传输方法，其特征在于，包括以下步骤：获取设定周期内的时间序列数据；提取所述时间序列数据的波峰点和波谷点以及每个波峰点和波谷点在所述时间序列数据中对应的位置；根据所述波峰点和波谷点的位置，对所述时间序列数据进行数据分段划分，获取各段序列数据；将所述各段序列数据按照数据分类规则进行分类，得到第一集合、第二集合和变动序列；根据所述变动序列，计算残差序列和波动序列；将残差序列和波动序列输入时序预测模型中，输出最小多项式阶数；根据所述最小多项式阶数，确定所述变动序列进行多项式拟合的多项式的系数，所述系数构成第三集合；所述第一集合、第二集合和第三集合构成所述序列数据的压缩序列数据，进而获取时间序列数据的压缩序列数据集，并进行数据传输；其中，所述数据分类规则为：对各段序列数据中的各相邻数据进行差值处理，获取各差值序列；对差值序列中的所有元素进行依次判断：当差值序列中第一个元素的值为0时，则该第一个元素为左关键元素；当差值序列中第a个元素为0且第a+1个元素为非0时，则第a个元素为右关键元素；当第a个元素为0且第a
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1个元素为非0时，则第a个元素为左关键元素，其中a＞1；统计第一个左关键元素与第一个右关键元素之间为0的元素对应的序列数据中的数据，记为第一集合；统计既为右关键元素又为左关键元素的元素对应的序列数据中的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春红，亢丽平，吴建华，姬脉胜，郑云玲，
申请(专利权)人：新风光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：