基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1，加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；步骤2，基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块；步骤3，确定特异数据；步骤4，根据预先配置的压缩拟合函数，对读取到的模拟量数据进行拟合计算，计算出模拟量对应的误差δ；步骤5，分别确定压缩起止点、压缩帧时长和目标压缩函数；步骤6，基于确定的压缩终点、压缩帧时长和目标压缩函数，生成一帧新的压缩数据帧；其中，所述压缩数据帧包括目标压缩函数标志、压缩帧时长和特异数据点。因此，本发明专利技术能够实现监测系统模拟量数据的压缩和还原。数据的压缩和还原。数据的压缩和还原。

【技术实现步骤摘要】
基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种铁路控制
，具体的说，涉及了一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统。

技术介绍

[0002]铁路信号监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车设备。信号微机监测系统将现代最新技术、传感器、现场总线、计算机网络通讯、数据库及软件工程融为一体，进行车站各种设备的运行参数的实时采集、监测，并对设备运行状态进行分析，当设备发生危及行车安全的状态变化时进行报警，协助车站值班人员排除故障，保障铁路的行车安全，事后可根据记录的各种数据进行分析，明确事故发生的原因及责任划分，因此是铁路信号监测系统重要的行车安全设备。
[0003]信号监测系统监测的数据可分为开关量数据和模拟量两大类，开关量数据主要是继电器状态或者表示灯状态等，模拟量主要是各种设备的电压、电流、频率、功率等监测数据。信号（微机）监测系统的一般采样周期为1秒，存储时间为30天，这样就导致存储的数据量非常庞大，不但占用磁盘空间多并且后续检索时间也较长。
[0004]因此，如何在满足系统精度要求的情况下，进行海量模拟量的压缩存储以及快速且精准地访问成为急需解决的难题。
[0005]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术第一方面提供一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法，其包括以下步骤：步骤1，加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；步骤2，基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块，所述原始数据块中的模拟量数据表示为{(t0,y0),(t1,y1),
…
,(t
m
,y
m
)，(m>=1)}；其中，t0至t
m
表示模拟量的采集时间点，y0至y
m
表示信号监测系统在不同采集时间点采集到的模拟量；步骤3，检查读取到的模拟量中的特异数据；其中，所述特异数据包括报警时间点采集到的模拟量；步骤4，根据预先配置的压缩拟合函数，对读取到的模拟量数据进行拟合计算，计算出除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ；其中，所述特异数据对应的误差δ被预先配置为0，除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ指的是信号监测系统采集到的模拟量与对应压缩拟合函数值之间的差值；
步骤5，基于所述步骤4中计算出的误差δ，分别确定压缩起止点、压缩帧时长和目标压缩函数；步骤6，基于确定的压缩终点、压缩帧时长和目标压缩函数，生成一帧新的压缩数据帧；其中，所述压缩数据帧包括目标压缩函数标志、压缩帧时长和特异数据点，所述特异数据点包括报警数据点、压缩起始数据点和压缩结束数据点。
[0008]本专利技术第二方面提供一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储系统，其配置模块、数据读取模块、特异数据检测模块、误差计算模块、目标压缩函数确定模块和压缩数据帧生成模块，其中，所述配置模块，用于加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；所述数据读取模块，用于基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块，所述原始数据块中的模拟量数据表示为{(t0,y0),(t1,y1),
…
,(t
m
,y
m
)，(m>=1)}；其中，t0至t
m
表示模拟量的采集时间点，y0至y
m
表示信号监测系统在不同采集时间点采集到的模拟量；所述特异数据检测模块，用于检查读取到的模拟量中的特异数据；其中，所述特异数据包括报警时间点采集到的模拟量；所述误差计算模块，用于根据预先配置的压缩拟合函数，对读取到的模拟量数据进行拟合计算，计算出除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ；其中，所述特异数据对应的误差δ被预先配置为0，除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ指的是信号监测系统采集到的模拟量与对应压缩拟合函数值之间的差值；所述目标压缩函数确定模块，用于基于所述误差计算模块计算出的误差δ，分别确定压缩起止点、压缩帧时长和目标压缩函数；所述压缩数据帧生成模块，基于确定的压缩终点、压缩帧时长和目标压缩函数，生成一帧新的压缩数据帧；其中，所述压缩数据帧包括目标压缩函数标志、压缩帧时长和特异数据点，所述特异数据点包括报警数据点、压缩起始数据点和压缩结束数据点。
[0009]本专利技术第三方面提供一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的通用型基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法的步骤。
[0010]本专利技术第四方面提供一种可读存储介质，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如上述的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法的步骤。
[0011]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：1）本专利技术提出了一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法及系统，巧妙地利用拟合函数来对信号监测系统模拟量进行压缩存储及读取还原，从而在指定精度下实现监测系统模拟量数据的压缩和还原，减少模拟量存储占用，提高模拟量数据读取时的速度；2）本专利技术通过大数据技术对历史模拟量数据分析，筛选出压缩度高的拟合函数，缩减了大量冗余的模拟量数据；3）本专利技术通过特异点信息设置，满足对报警时刻相关模拟量的精准数据存储，从
而兼顾特异点的特异性精度要求，避免系统表现上出现数据不符的情况。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法的流程图；图2至图4是本专利技术的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储系统的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0014]实施例1如附图1所示，所述信号监测系统模拟量压缩存储方法包括以下步骤：步骤1，加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；步骤2，基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块，所述原始数据块中的模拟量数据表示为{(t0,y0),(t1,y1),
…
,(t
m
,y
m
)，(m>=1)}；其中，t0至t
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表示模拟量的采集时间点，y0至y
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表示信号监测系统在不同采集时间点采集到的模拟量；步骤3，检查读取到的模拟量中的特异数据；其中，所述特异数据包括报警时间点采集到的模拟量；步骤4，根据预先配置的压缩拟合函数，对读取到的模拟量数据进行拟合计算，计算出除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ；其中，所述特异数据对应的误差δ被预先配置为0，除特异数据外的各个模拟量对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；步骤2，基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块，所述原始数据块中的模拟量数据表示为{(t0,y0),(t1,y1),
…
,(t
m
,y
m
)，(m>=1)}；其中，t0至t
m
表示模拟量的采集时间点，y0至y
m
表示信号监测系统在不同采集时间点采集到的模拟量；步骤3，检查读取到的模拟量中的特异数据；其中，所述特异数据包括报警时间点采集到的模拟量；步骤4，根据预先配置的压缩拟合函数，对读取到的模拟量数据进行拟合计算，计算出除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ；其中，所述特异数据对应的误差δ被预先配置为0，除特异数据外的各个模拟量对应的误差δ指的是信号监测系统采集到的模拟量与对应压缩拟合函数值之间的差值；步骤5，基于所述步骤4中计算出的误差δ，分别确定压缩起止点、压缩帧时长和目标压缩函数；步骤6，基于确定的压缩终点、压缩帧时长和目标压缩函数，生成一帧新的压缩数据帧；其中，所述压缩数据帧包括目标压缩函数标志、压缩帧时长和特异数据点，所述特异数据点包括报警数据点、压缩起始数据点和压缩结束数据点。2.根据权利要求1所述的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法，其特征在于，所述步骤4中，对读取到的模拟量数据进行拟合计算时，执行：获取预置压缩算法的拟合函数，所述预先配置的压缩拟合函数包括第一压缩拟合函数Y
n1
、第二压缩拟合函数Y
n2
和第三压缩拟合函数Y
n3
；所述第一压缩拟合函数Y
n1
=y0+(y
n
－y0)*Δt/n，所述第二压缩拟合函数Y
n2
=y0+(y
n
－y0)*Δt/n+ε*sin(π*Δt/n)，所述第三压缩拟合函数Y
n3
=y0+(y
n
－y0)*Δt/n－ε*sin(π*Δt/n)；上式中，y0表示压缩起点t0采集到的模拟量，y
n
表示压缩终点t
n
采集到的模拟量，Δt表示压缩所跨秒数，n为距压缩起点t0的总秒数，ε为预设的系统模拟量精度参数；依次从所述原始数据块中读取模拟量，每读取到一个新的模拟量，则基于读取到的首个模拟量y0、最后一个模拟量y
n
、以及距压缩起点t0的总秒数n，以及预设的第一压缩拟合函数Y
n1
、第二压缩拟合函数Y
n2
和第三压缩拟合函数Y
n3
，重新计算出三个新的压缩拟合函数；在计算出三个新的压缩拟合函数后，分别计算读取模拟量的采集时间点t1至t
n
‑1与压缩起点t0之间的时间差Δt
i
’
；将计算出的时间差Δt
i
’
作为自变量，分别代入计算出三个新的压缩拟合函数中，得到对应的压缩拟合函数值；其中，1≤i≤n
‑
1；计算出压缩拟合函数值与读取到的对应模拟量之间的差值，并将所述差值作为模拟量的误差δ。3.根据权利要求2所述的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法，其特征在于，所述步骤5中，基于所述步骤4中计算出的误差δ，分别确定压缩起止点、压缩帧时长和目标压缩函数时，执行：获取计算出的误差δ，每个新的压缩拟合函数对应的误差δ包括n
‑
1个误差δ；在至少一个压缩拟合函数对应的误差δ满足预设精度条件，且满足预设精度条件的压
缩拟合函数与前一满足预设精度条件的压缩拟合函数一致时，从所述原始数据块中读取一个新的模拟量，重新计算出三个新的压缩拟合函数、对应的压缩拟合函数值及模拟量的误差δ，并重新判断误差δ是否满足预设精度条件；在至少一个压缩拟合函数对应的误差δ满足预设精度条件，且满足预设精度条件的压缩拟合函数与前一满足预设精度条件的压缩拟合函数不一致，或者三个新的压缩拟合函数对应的误差δ均不满足预设精度条件时，将读取到的模拟量y
n
‑1及对应采集时间点作为压缩终点，将采集时间点t
n
‑1与压缩起点t0之间的时间差作为压缩帧时长，并将前一满足预设精度条件的压缩拟合函数作为目标压缩函数。4.根据权利要求1所述的基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储方法，其特征在于，还包括：步骤7，在所述原始数据块中的模拟量数据均已压缩完成，或者未压缩完成且压缩数据帧的数据长度已超过阈值时，将获得的压缩数据帧写入指定存储空间；步骤8，实时监测是否读取到模拟量读取请求，其中所述模拟量读取请求包括模拟量的采集时间点；在接收到模拟量读取请求后，解析出所述模拟量读取请求中模拟量采集时间点；判断解析出的模拟量采集时间点是否为特异数据对应的采集时间点，其中特异数据对应的采集时间点包括压缩起始时间点、压缩结束时间点和报警时间点；若是，则直接从所述压缩数据帧中读取对应的模拟量；否则，根据所述压缩数据帧中的目标压缩函数标志、压缩帧时长、特异数据点以及解析出的模拟量采集时间点，计算出对应时间点的模拟量。5.一种基于指定精度的信号监测系统模拟量压缩存储系统，其特征在于：包括配置模块、数据读取模块、特异数据检测模块、误差计算模块、目标压缩函数确定模块和压缩数据帧生成模块，其中，所述配置模块，用于加载系统模拟量精度参数ε，配置数据块时长为T；所述数据读取模块，用于基于所述数据块时长T从缓存数据中读取一个原始数据块，所述原始数据块中的模拟量数据表示为{(t0,y0),(t1,y1),
…
,(t
m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亚磊，赵海东，朱英杰，蔚玲，
申请(专利权)人：河南辉煌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：