一种基于大数据的电控测试数据管理系统及方法与流程

本发明涉及测试数据管理，具体为一种基于大数据的电控测试数据管理系统及方法。

背景技术：

1、在工业生产领域中，尤其是钢铁、石化、煤炭、化工等行业的生产现场中，由于生产工艺危险程度较高，人为操作生产设备存在较大的安全隐患，经常会使用电控设备来操控实际生产设备，降低员工的操作风险，确保员工的人身安全；但是，电控设备随着使用会逐渐老化，在指令传输过程中指令的应答时延会增加，而是，由于电控设备中指令传输过程中，是经过多个元器件的，且不同的指令在传输过程中通过的元器件也可能存在差异，进而为指令传输异常状态下的电控测试及故障检测造成了困扰。

2、现有的对电控测试数据的管理技术中，通常是采用对传输线路普查的方式，该方式无法快速锁定指令传输过程中的异常位置，耗时耗力；或者根据检测人员经验主观查找异常位置进行检测，该方式对异常位置的检测具有不确定性，检测的速度快速全凭检测人员的经验与运气；进而现有技术存在较大的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的电控测试数据管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的电控测试数据管理方法，所述方法包括以下步骤：

3、s1、获取电控设备在执行不同控制指令时，每条控制指令从控制终端传输至执行端的过程中经过的电子元器件及先后顺序，生成每条控制指令对应的指令信号传输链，将经过的每个电子元器件作为相应指令信号传输链上的一个控制节点；

4、s2、获取不同控制指令在数据库中分别对应的应答时延阈值，获取不同时间周期内各条控制指令对应应答时延达到相应应答时延阈值时电控设备的连续使用时长，生成相应时间周期内电控设备的各个指令信号传输链的老化系数；并结合电控设备所属用户的连续使用时长需求，筛选异常的指令信号传输链，构建异常传输链集合；所述时间周期对应的时长为预设值，记为t；

5、s3、分析电控设备中不同指令信号传输链中控制节点之间的关系，结合构建的异常传输链集合及各个指令信号传输链的老化系数，挖掘异常传输链集合对应的异常参考控制节点集；并结合历史数据中同型号的电控设备内各个控制节点的异常信息，得到异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的传输异常干扰量化值；所述异常信息包括相应控制节点的异常次数及每次出现异常前传输的指令信号个数；

6、s4、按传输异常干扰量化值从大到小的顺序对异常参考控制节点中的元素进行排序，生成电控设备元器件预警序列表单，并反馈给管理员，辅助管理员校验异常控制节点对应的元器件；所述电控设备元器件预警序列表单中不同元器件的序号与对应的校验优先级相等。

7、进一步的，所述s1中生成每条控制指令对应的指令信号传输链的过程中，将第i条控制指令对应的指令信号传输链记为{ai1，ai2，ai3，...，aini}，其中，ni表示第i条控制指令对应的指令信号传输链中控制节点的总个数，aini表示第i条控制指令对应的指令信号传输链中的第ni个控制节点；

8、不同指令信号传输链之间存在相同的一个或多个控制节点，且不同指令信号传输链内相同的控制节点之间先后顺序存在差异。

9、本发明考虑到指令信号传输链之间存在相同的多个控制节点，是因为指令传输过程中，可能存在某些特殊的中转节点，传输指令在经过特殊的中转节点将指令传输给相应的后续节点后，后续节点可能会生成对特殊节点的反馈信号，而特殊节点需要将反馈信号传输给其余的节点；进而该种情况下，同一指令信号传输链中，同一中转节点传递了多次信号，但传输的内容可能存在差异。

10、进一步的，所述s2中生成相应时间周期内电控设备的各个指令信号传输链的老化系数的方法包括以下步骤：

11、s201、获取不同控制指令在数据库中分别对应的应答时延阈值，将第i条控制指令在数据库中对应的应答时延阈值记为yi；

12、s202、获取不同时间周期内各条控制指令对应应答时延达到相应应答时延阈值时电控设备的连续使用时长，将第j个时间周期内第i条控制指令对应应答时延达到应答时延阈值yi时电控设备的连续使用时长，记为tij；

13、当第j个时间周期内第i条控制指令对应应答时延未达到应答时延阈值yi时，则tij的值等于上一个时间周期内第i条控制指令对应应答时延未达到应答时延阈值yi时电控设备的连续使用时长；若第一个时间周期内第i条控制指令对应应答时延未达到应答时延阈值yi时，则tij的值等于电控设备的第i条控制指令对应的连续使用时长需求，所述电控设备的不同控制指令分别对应的连续使用时长需求是通过数据库查询预置表单获取的；

14、每个所述时间周期内电控设备包括多个连续使用时间区间，每个连续使用时间区间内执行多条控制指令，且同一条控制指令的执行次数存在多次的情况；tij表示第j个时间周期内在多个连续使用时间区间中，分别执行第i条控制指令对应应答时延达到应答时延阈值yi时电控设备的连续使用时长的最小值；所述控制指令对应应答时延等于控制指令从控制终端传输至执行端对应的时间间隔；

15、s203、生成相应时间周期内电控设备的各个指令信号传输链的老化系数，将第j个时间周期内电控设备的第i个指令信号传输链的老化系数记为qij；

16、,

17、其中，max{}表示求最大值的运算，m表示历史数据中电控设备从采购成功后对应的时间周期个数，表示j为区间中的任意一个值时，分别对应的各个tij中的最大值，yti表示电控设备的第i条控制指令对应应答时延达到相应应答时延阈值时的连续使用时长参照值，且yti为数据库中预置的常数。

18、本发明中获取老化率时，采用求取中最大值的方式，是考虑到电控设备的不同使用情况（指令操作的频率），可能会导致用户的连续使用时长发生变化，进而实现对老化系数的校准（在时，默认电控设备初始时即存在老化情况，便于后续过程中统一进行分析比较）。

19、进一步的，所述s2中构建异常传输链集合的方法包括以下步骤：

20、s211、获取电控设备所属用户的连续使用时长需求，用户对第i条控制指令的连续使用需求为满足用户使用需求的最小连续使用时长，记为txi，不同控制指令对应的连续使用时长需求不同；

21、s212、提取数据库中获取的与用户对第i条控制指令的连续使用需求txi进行比较，得到异常传输链初始集合，所述min{}表示求最小值的运算，所述表示历史数据中电控设备的第i条控制指令对应的实际使用时长需求，

22、当＜txi时，则判定第i条控制指令对应的指令信号传输链为异常传输链初始集合中的一个元素；反之，则判定第i条控制指令对应的指令信号传输链不为异常传输链初始集合中元素；

23、s213、选取异常传输链初始集合中各个元素分别对应的老化系数的平均值，记为p，提取对应的老化系数大于等于p且不属于异常传输链初始集合的所有指令信号传输链构成的集合，记为异常传输链备选集合；

24、s314、构建异常传输链集合，所述异常传输链集合等于异常传输链初始集合与异常传输链备选集合的并集。

25、本发明构建异常传输链集合时，获取异常传输链初始集合与异常传输链备选集合的并集，是考虑到不同指令信号传输链虽然根据用户的连续使用时长需求进行了筛选，但是由于不同指令的连续使用需求是根据用户的需求情况预置的，但是不同指令信号传输链的长短不同及需求情况不同，可能传输链中的老化程度比较严重的情况下，由于用户对相应指令的需求条件较为宽松，进而导致筛选不完全的情况，进而影响后续步骤中辅助用户进行电控测试的结果(校验优先级)。

26、进一步的，所述s3中电控设备中不同指令信号传输链中控制节点之间的关系包括共有节点及独立节点两种，所述共有节点表示不同指令信号传输链中共同拥有的控制节点，所述独立节点表示不同指令信号传输链中只有部分指令信号传输链中拥有的控制节点；判断指令信号传输链中控制节点之间的关系时，选取的指令信号传输链不同，同一种控制节点对应的关系分析结果不同；

27、所述s3中挖掘异常传输链集合对应的异常参考控制节点集的方法包括以下步骤：

28、s301、获取异常传输链集合中每个元素对应的指令信号传输链分别与正常的指令信号传输链之间存在的共有节点的并集，记为第一状态参照集合，并对异常传输链集合中各个元素内属于状态参照集合的控制节点进行标记；

29、s302、获取异常传输链集合中每个元素对应的指令信号传输链内除第一状态参照集合内元素之外的所有控制节点构成的集合，记为第二状态参照集合，所述第二状态参照集合中元素对应的控制节点不同；

30、s303、挖掘异常传输链集合对应的异常参考控制节点集及异常传输链集合中各个控制节点对应的干扰因子，所述异常参考控制节点集与第二状态参照集合相同，

31、默认异常传输链集合中被标记的控制节点对应的干扰因子为0，

32、所述异常传输链集合中未被标记的任意一个控制节点记为m，将m对应的干扰因子记为gm，则，其中，v1表示控制节点m在异常传输链集合中各元素内出现的总次数；表示控制节点m在异常传输链集合中各元素内第v次出现时所属指令信号传输链对应控制指令的连续使用时长需求与实际使用时长需求的差值；表示控制节点m在异常传输链集合中各元素内第v次出现时所属指令信号传输链内，属于异常参考控制节点集的控制节点总个数。

33、进一步的，所述s3中得到异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的传输异常干扰量化值的方法包括以下步骤：

34、s311、获取异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的干扰因子，及历史数据中同型号的电控设备内各个控制节点的异常信息；

35、s312、得到异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的传输异常干扰量化值，将异常参考控制节点集中的第g个元素对应的传输异常干扰量化值，记为ycgg，

36、，

37、其中，表示异常参考控制节点集中的第g个元素对应的干扰因子；

38、rg表示历史数据中同型号的电控设备内与异常参考控制节点集的第g个元素相同的控制节点的异常信息中，对应的异常次数；

39、rp表示历史数据中同型号的电控设备内分别与异常参考控制节点集内元素相同的各个控制节点的异常信息中，分别对应的异常次数之和；

40、hg表示当前时间已执行的控制指令中异常参考控制节点集中的第g个元素对应的控制节点在上次更换后，通过该控制节点传输的指令信号个数；若异常参考控制节点集中的第g个元素对应的控制节点之前未出现更换情况，则hg等于电控设备从采购成功后，通过异常参考控制节点集中的第g个元素对应的控制节点传输的控制指令个数；

41、ugr表示历史数据中同型号的电控设备内与异常参考控制节点集的第g个元素相同的控制节点的异常信息中，第r次异常前传输的指令信号个数，且。

42、一种基于大数据的电控测试数据管理系统，所述系统包括以下模块：

43、信号传输链构建模块，所述信号传输链构建模块获取电控设备在执行不同控制指令时，每条控制指令从控制终端传输至执行端的过程中经过的电子元器件及先后顺序，生成每条控制指令对应的指令信号传输链，将经过的每个电子元器件作为相应指令信号传输链上的一个控制节点；

44、传输链老化分析模块，所述传输链老化分析模块获取不同控制指令在数据库中分别对应的应答时延阈值，获取不同时间周期内各条控制指令对应应答时延达到相应应答时延阈值时电控设备的连续使用时长，生成相应时间周期内电控设备的各个指令信号传输链的老化系数；并结合电控设备所属用户的连续使用时长需求，筛选异常的指令信号传输链，构建异常传输链集合；

45、控制节点异常分析模块，所述控制节点异常分析模块分析电控设备中不同指令信号传输链中控制节点之间的关系，结合构建的异常传输链集合及各个指令信号传输链的老化系数，挖掘异常传输链集合对应的异常参考控制节点集；并结合历史数据中同型号的电控设备内各个控制节点的异常信息，得到异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的传输异常干扰量化值；

46、预警序列表单管理模块，所述预警序列表单管理模块按传输异常干扰量化值从大到小的顺序对异常参考控制节点中的元素进行排序，生成电控设备元器件预警序列表单，并反馈给管理员，辅助管理员校验异常控制节点对应的元器件。

47、进一步的，所述传输链老化分析模块包括老化系数分析单元及异常传输链集合构建单元，

48、所述老化系数分析单元获取不同控制指令在数据库中分别对应的应答时延阈值，获取不同时间周期内各条控制指令对应应答时延达到相应应答时延阈值时电控设备的连续使用时长，生成相应时间周期内电控设备的各个指令信号传输链的老化系数；

49、所述异常传输链集合构建单元结合电控设备所属用户的连续使用时长需求，筛选异常的指令信号传输链，构建异常传输链集合。

50、进一步的，所述控制节点异常分析模块包括控制节点关联分析单元及异常干扰量化单元，

51、所述控制节点关联分析单元分析电控设备中不同指令信号传输链中控制节点之间的关系，结合构建的异常传输链集合及各个指令信号传输链的老化系数，挖掘异常传输链集合对应的异常参考控制节点集；

52、所述异常干扰量化单元结合历史数据中同型号的电控设备内各个控制节点的异常信息，得到异常参考控制节点集中的每个元素分别对应的传输异常干扰量化值。

53、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明根据电控设备在传输不同指令信号时的数据信息，分析不同指令信号传输链对应的老化情况，进而结合电控设备所属用户的连续使用时长需求及设备使用时的连续使用时长的变化情况，快速锁定异常的指令信号传输链；同时结合不同指令信号传输链中控制节点之间的关系，分析异常指令信号传输链中异常控制节点及相应的干扰因子，便于准确生成电控设备元器件预警序列表单，辅助管理员校验异常控制节点对应的元器件，缩短测试排查电控设备中故障点的时长，实现对电控测试数据的有效管理。