Scada系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，涉及大量数据采集传输过程中的拥塞控制技术，其特征在于：包括如下步骤：（1）、数据采集及预处理；（2）、对采集数据进行实时权重分析，根据数据集合的特征计算数据各项指标所占的权重系数；（3）、计算实时数据的性能综合评价值；（4）、根据数据性能综合评价值对采集数据进行智能化处理，确定数据的上传优先级；（5）、选择优先级高的数据包上传至SCADA界面系统。该发明针对SCADA系统中紧急状况下出现的大量拥塞数据，实时权重分析，能够在较短时间内进行处理，选择紧急、重要的数据优先上送，为决策者提供关键性的判断依据。
【专利说明】SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雪崩数据拥塞处理【技术领域】，具体涉及一种SCADA系统基于实时权重 分析的拥塞数据处理方法。
【背景技术】
[0002] SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据米集与监视控 制系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运 行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及事故报警等功能。 它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视 控制以及过程控制等诸多领域。应用SCADA技术，可以保证系统的信息完整，正确掌握大型 系统设备的运行状态，帮助快速诊断系统故障，提高生产效率。
[0003] SCADA系统的数据采集往往涉及设备种类多、数据量大，传输方式复杂，最多涉及 十几万至数百万个数据。各种不同的数据按照变化上送、或者总站召取的方式进行传输。当 系统下层子系统的重要设备发生突发状况，如电力子系统停电时，各种实时数据就会像潮 水一样上送至SCADA系统，形成数据雪崩，和数据拥塞，导致SCADA人机界面上短时间内出 现大量报警，从而导致运行监控人员手忙脚乱的局面。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，为了解决SCADA系统中紧急状况下产生的雪崩数据拥塞的 问题，本发明提供了一种实时分析，易于实现，快速决策的拥塞数据处理方法。
[0005] 为了解决上述问题，本发明的所采取的技术方案是：
[0006] 一种SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法包括以下步骤：
[0007] 步骤一、数据采集及预处理；
[0008] 步骤二、对采集数据进行实时权重分析：根据数据集合的特征计算数据传输性能 指标所占的权重系数;数据集合的特征指被采集数据及数据传输性能评价指标值,数据传 输性能指标包括优先权、实时性、时延、预计剩余传输时间、越限等级、异常变化等级；
[0009] 步骤三、使用线性加权法计算数据流缓冲区内数据包的数据性能综合评价值（线 性加权平均值）；
[0010] 步骤四、根据数据性能综合评价值对采集数据进行智能化处理，确定数据的上传 优先级；具体包括：根据步骤三计算得到的被采集数据的性能综合评价值，对数据缓冲区 的数据包进行排序，确定数据包上送优先级，选择优先级高的数据包优先上送至SCADA界 面系统。
[0011] 步骤五、选择优先级高的数据包上传至SCADA界面系统。
[0012] 步骤一中数据预处理为根据单位时间内新增数据的数量进行预处理，具体包括： 如果单位时间内新增数据量为正常数据量的0. 2?0. 5倍（单位时间内的数据量为正常数 据量的1. 2?1. 5倍），则认为未发生数据拥塞，直接将数据上送；如果单位时间内新增数 据量为正常数据量0. 5?I. 5倍（单位时间内的数据量为正常数据量的I. 5?2. 5倍），则 认为数据拥塞不严重，读取通用的权重系数，然后执行步骤三；如果单位时间内新增数据量 高于正常数据量的1. 5以上（单位时间内的数据量为正常数据量的2. 5倍以上），则认为发 生严重数据拥塞，需要执行步骤二中的实时权重分析。
[0013] 步骤二实时权重分析通过变异系数法对数据传输性能指标进行赋权，即计算数据 传输性能指标所占的权重系数，使问题数据的相应指标所占的权重系数增大，从而使问题 数据的加权值更大，优先级更高，优先上送至SCADA系统人机界面。
[0014] 实时权重分析的具体包括以下步骤：
[0015] (1)假设有m个被采集的样本数据％其中i = 1，2···πι，被采集数据有η个数据传 输性能指标fj, j = 1，2…η ;
[0016] (2)搜集被采集数据的传输性能数据，将传输性能数据存放于m个样本对象η个指 标构成的决策矩阵X = (Xi1)mxn中；采用变异系数法对数据传输性能指标进行赋权：
【权利要求】
1. 一种SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特征在于，包括以下步 骤， 步骤一、数据采集及预处理； 步骤二、对采集数据进行实时权重分析：根据数据集合的特征计算数据传输性能指标 所占的权重系数； 步骤三、使用线性加权法计算数据流缓冲区内数据包的数据性能综合评价值； 步骤四、根据数据性能综合评价值对采集数据进行智能化处理，确定数据的上传优先 级； 步骤五、选择优先级高的数据包上传至SCADA界面系统。
2. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，步骤一 中所述数据预处理为根据单位时间内新增数据的数量进行预处理，具体包括：如果单位时 间内新增数据量为正常数据量的〇. 2?0. 5倍，则认为未发生数据拥塞，直接将数据上送； 如果单位时间内新增数据量为正常数据量0. 5?1. 5倍，则认为数据拥塞不严重，读取通用 的权重系数，然后执行步骤三；如果单位时间内新增数据量高于正常数据量的1. 5倍以上， 则认为发生严重数据拥塞，需要执行步骤二中的实时权重分析。
3. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特征 在于：步骤二中所述数据集合的特征为被采集数据及数据传输性能评价指标值。
4. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特征 在于：步骤二中所述数据传输性能指标包括优先权、实时性、时延、预计剩余传输时间、越限 等级、异常变化等级。
5. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特征 在于：步骤二所述实时权重分析通过变异系数法对数据传输性能指标进行赋权， 所述实时权重分析具体包括以下步骤： (1) 假设有m个被采集的样本数据ai其中i = 1，2…m，被采集数据有n个数据传输性 能指标fj，其中j = 1，2…n ; (2) 搜集被采集数据的传输性能数据，将所述传输性能数据存放于所述m个样本对象n 个指标构成的决策矩阵X = (Xipmxn中；采用变异系数法对数据传输性能指标进行赋权：
Xj表示第j个数据传输性能指标&的采集获取的指标数据，Xu表示第i个样本对象 的第j个传输性能指标数据，表示决策矩阵中第j列数据的均值，即第j个数据传输性 能指标的均值；表示决策矩阵中第j列数据的标准差； (3)第j个指标的权重系数Wj为：
bj越大表示第j项指标在不同评价对象上的变化越大，区别对象的能力强。
6. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特 征在于：步骤三采用线性加权方法求得被采集数据的性能综合评价值Pi,具体包括以下步 骤：
其中，Pi表示被采集数据的综合评价值，Pi越小，表示相应数据越不重要；Pi越大，表示 相应数据越紧急、越重要。
7. 根据权利要求1所述的SCADA系统基于实时权重分析的拥塞数据处理方法，其特征 在于：步骤四中，根据步骤三计算得到的被采集数据的性能综合评价值，对数据缓冲区的数 据包进行排序，确定数据包上送优先级，选择优先级高的数据包优先上送至SCADA界面系 统。
【文档编号】G06F17/30GK104361088SQ201410652770
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】王媛媛, 包德梅, 颜儒彬, 张超, 曹黎明, 李芳 , 蔡一磊, 李寅 申请人:国电南京自动化股份有限公司