一种供水管网独立计量分区系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种供水管网独立计量分区系统及方法，涉及水务数据管理技术领域。本发明专利技术包括，获取每个表端的地理位置以及用水量关于时间的对应关系；根据每个表端的用水量关于时间的对应关系提取每个表端的用水量周期特征；根据每个表端的地理位置以及每个表端的用水量周期特征获取若干个位置团组，其中，同一个位置团组内的表端之间的用水量周期特征差异在设定范围内；获取每个位置团组内表端的用水量代表周期特征；根据每个位置团组内表端的用水量代表周期特征进行用水量关于时间的对应关系的历史记录的预加载以及管理端的算力资源准备；接收表端发送的水务数据包。本发明专利技术提高了管理端服务响应的可靠性。高了管理端服务响应的可靠性。高了管理端服务响应的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种供水管网独立计量分区系统及方法


[0001]本专利技术属于水务数据管理
，特别是涉及一种供水管网独立计量分区系统及方法。

技术介绍

[0002]水表对用水数量的统计方式可以简单分为分区计量和独立计量。前者将整个用水区域的水量进行合并统计，只需要处理一个或少数几个表端上传的数据即可。后者是将每个用水户的水量进行单独统计，面对一个区域内数量极其众多的表端需要逐个统计，尤其是一线城市的表端数量轻松过千万。
[0003]物联网水表采集的用水量数据会以数据包的形式发送传递至管理端，为了提高通讯效率避免丢包，数据包中并非是完整记录每个用水量和以及对应的采集时刻，这就需要对新接收的数据包进行解析并结合以往的数据包历史记录或对应表端的用水量历史记录进行分析运算。
[0004]在对独立计量的众多表端发送的数据包进行接收和解析的过程中需要消耗大量的算力并且大幅度增加数据库的吞吐压力，很可能会导致管理端的硬件设备宕机。
[0005]在公开号为CN111566620A的专利中公开了一种用于提供基于位置的服务的分布式处理系统以及用于定制如有待车辆车载提供的基于位置的服务等服务的系统、方法和计算机程序产品。所述分布式处理系统包含多个计算装置，所述多个计算装置包含至少一个边缘装置和至少一个云计算装置。每个计算装置包含核心组件和一个或多个服务。所述服务可以被配置为流水线或微服务。每个计算装置的所述核心组件被配置成与相应计算装置的所述一个或多个服务并且与其它计算装置中的至少一个计算装置的所述核心组件进行通信，以便共享如具有无冲突复制数据类型的数据等数据并同步所述核心组件。该方案依靠部署大量分布式的计算装置实现数据包的安全稳定传输和解析，但是需要对整个水务数据统计管理系统进行全面升级，成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种供水管网独立计量分区系统及方法，通过对表端的用水量历史记录进行分析获取表端发送水务数据包的时间概率并据此对众多表端进行虚拟分区，从而对管理端进行存储资源和算力调度，提高了管理端服务响应的可靠性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种供水管网独立计量分区方法，包括，获取每个表端的地理位置以及用水量关于时间的对应关系；根据每个表端的用水量关于时间的对应关系提取每个表端的用水量周期特征；根据每个表端的地理位置以及每个表端的用水量周期特征获取若干个位置团组，其中，同一个所述位置团组内的所述表端之间的用水量周期特征差异在设定范围内；获取每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征；
根据每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征进行用水量关于时间的对应关系的历史记录的预加载以及管理端的算力资源准备；接收所述表端发送的水务数据包；根据预加载的所述表端的用水量关于时间的对应关系的历史记录和所述水务数据包在准备的算力资源下解析得到所述水务数据包记录的所述表端的用水量关于时间的对应关系；将解析得到的所述表端的用水量关于时间的对应关系写入数据库。
[0008]本专利技术还公开了一种供水管网独立计量分区系统，包括，表端，用于根据采集的用户的用水量生成水务数据包，其中所述水务数据包的解析复杂性与对应的用水量正相关；将所述水务数据包对外发送；管理端，包括数据库、负载均衡单元、网络收发单元以及解析计算单元；其中，所述数据库用于存储所述表端采集的用水量关于时间的对应关系的历史记录；所述负载均衡单元用于获取每个表端的地理位置以及用水量关于时间的对应关系；根据每个表端的用水量关于时间的对应关系提取每个表端的用水量周期特征；根据每个表端的地理位置以及每个表端的用水量周期特征获取若干个位置团组，其中，同一个所述位置团组内的所述表端之间的用水量周期特征差异在设定范围内；获取每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征；根据每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征进行用水量关于时间的对应关系的历史记录的预加载以及管理端的算力资源准备；所述网络收发单元用于接收所述表端发送的水务数据包；所述解析计算单元用于根据预加载的所述表端的用水量关于时间的对应关系的历史记录和所述水务数据包在准备的算力资源下解析得到所述水务数据包记录的所述表端的用水量关于时间的对应关系；将解析得到的所述表端的用水量关于时间的对应关系写入数据库。
[0009]本专利技术通过对每个表端的用水量关于时间的历史数据进行分析得到表端的用水特性，也就是用水量周期特征，之后再依据用水量周期特征将用水特性相近的表端分类到同一个位置团组内。对于同一个位置团组内的表端可以视为具有相同的用水量周期特征，因此只需要结合位置团组内的表端数量和用水量代表周期特征即可实现对该位置团组用水量预测。之后只需要依据不同位置团组的用水量比例即可实现对管理端预加载空间以及算力资源的分配，再据此解析计算水务数据包得到每个表端的用水量关于时间的对应关系。在此过程中针对每个表端的用水特性进行预加载空间和算力资源的预先分配，有效避免大量水务数据包同时上传至管理端导致的宕机。
[0010]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，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。
[0012]图1为本专利技术所述一种供水管网独立计量分区方法的流程示意图；图2为本专利技术所述一种供水管网独立计量分区系统的功能模块及信息流向示意图；图3为本专利技术中表端在一年内采集到用水量关于时间的对应关系的散点示意图；图4为本专利技术中表端在一周内用水量日占比及变化系数示意图；图5为本专利技术中表端在一天内用水量占比及时变化系数示意图；图6为本专利技术所述步骤S5的流程示意图；图7为本专利技术所述步骤S51的流程示意图；图8为本专利技术所述步骤S511的流程示意图；图9为本专利技术所述步骤S54的流程示意图；图10为本专利技术所述步骤S6的流程示意图；图11为本专利技术所述步骤S7的流程示意图；图12为本专利技术所述步骤S72的流程示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1
‑
管理端，11
‑
数据库，12
‑
负载均衡单元，13
‑
网络收发单元，14
‑
解析计算单元；2
‑
表端。
具体实施方式
[0013]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、完整地描述，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]由于水务物联网的性能较弱，为了确保数据传输稳定可靠通常表端发送的水务数据包具有较为复杂的数据纠错校验机制，需要先对其进行解算之后才能得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供水管网独立计量分区方法，其特征在于，包括，获取每个表端的地理位置以及用水量关于时间的对应关系；根据每个表端的用水量关于时间的对应关系提取每个表端的用水量周期特征；根据每个表端的地理位置以及每个表端的用水量周期特征获取若干个位置团组，其中，同一个所述位置团组内的所述表端之间的用水量周期特征差异在设定范围内；获取每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征；根据每个所述位置团组内所述表端的用水量代表周期特征进行用水量关于时间的对应关系的历史记录的预加载以及管理端的算力资源准备；接收所述表端发送的水务数据包；根据预加载的所述表端的用水量关于时间的对应关系的历史记录和所述水务数据包在准备的算力资源下解析得到所述水务数据包记录的所述表端的用水量关于时间的对应关系；将解析得到的所述表端的用水量关于时间的对应关系写入数据库。2.根据权利要求1所述的供水管网独立计量分区方法，其特征在于，所述根据每个表端的地理位置以及每个表端的用水量周期特征获取若干个位置团组的步骤，包括，根据每个表端的地理位置对全部所述表端进行预分类得到若干个位置初始团组；根据每个位置初始团组内所述表端的用水量周期特征得到所述初始团组内每个所述表端在指定周期内的总用水量和用水量的方差值；在每个位置初始团组内根据每个表端在指定周期内的总用水量和方差值对所述表端进行量化标记，得到所述表端的二维量化标记结果；在位置初始团组内根据每个所述表端的二维量化标记结果以及用水量周期特征差异的设定范围筛选出异常的所述表端；将异常的所述表端转移至符合用水量周期特征差异的设定范围的位置初始团组内，得到若干个位置团组。3.根据权利要求2所述的供水管网独立计量分区方法，其特征在于，所述根据每个表端的地理位置对全部所述表端进行预分类得到若干个位置初始团组的步骤，包括，根据每个表端的地理位置获取任意两个最近邻的两个所述表端之间距离的平均值；将任意两个最近邻的两个所述表端之间距离的平均值作为分界距离，将相互之间距离小于所述分界距离的所述表端划入同一个所述位置初始团组内；将未被分配至任一所述位置初始团组的所述表端标记为未分配表端，将已经分配至任一所述位置初始团组的所述表端标记为已分配表端；获取与未分配表端距离最近的已分配表端对应的所述初始团组作为目标位置初始团组；将未分配表端纳入对应的目标位置初始团组；将全部的所述表端分配至位置初始团组后得到若干个位置初始团组。4.根据权利要求3所述的供水管网独立计量分区方法，其特征在于，所述根据每个表端的地理位置获取任意两个最近邻的两个所述表端之间距离的平均值的步骤，包括，根据每个表端的地理位置获取全部所述表端所在区域的面积以及全部所述表端的数量；
根据全部所述表端的数量与全部所述表端所在区域的面积的比值得到全部所述表端的平均密度；根据全部所述表端的平均密度求取每个所述表端的平均所占面积；根据每个所述表端的平均所占面积得到任意两个最近邻的两个所述表端之间距离的平均值。5.根据权利要求2所述的供水管网独立计量分区方法，其特征在于，所述在位置初始团组内根据每个所述表端的二维量化标记结果以及用水量周期特征差异的设定范围筛选出异常的所述表端的步骤，包括，根据用水量周期特征差异的设定范围得到指定周期内的总用水量设定范围和用水量的方差值设定范围，即设定二维量化标记结果；在每个所述位置初始团组内，获取全部所述表端的平均二维量化标记结果；在该所述位置初始团组内选取与平均二维量化标记结果最接近的所述表端作为核心表端；获取每个所述表端与核心表端的二维量化标记结果差值；将每个所述表端分配至二维量化标记结果差值最小的核心表端得到更新后的所述位置初始团组；在每个位置初始团组内，获取二维量化标记结果差值最大的两个所述表端的二维量化标记结果差值；若二维量化标记结果差值最大的两个所述表端的二维量化标记结果差值大于设定二维量化标记结果则将该两个表端标记为异...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，刘书明，张自力，牛豫海，田志民，陈司晗，
申请(专利权)人：河北建投水务投资有限公司河北雄安睿天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：