一种用于消防救援环境监测系统的监测数据预警方法与流程

本发明涉及数据压缩，具体涉及一种用于消防救援环境监测系统的监测数据预警方法。

背景技术：

1、在消防救援操作中，通过传感器数据对环境监测预警十分重要，环境监测预警的准确性决定了救援任务的及时性，因此，需要对大量的历史传感器数据进行分析，以提高消防救援环境监测系统的预警准确性，故对消防救援操作中的环境监测数据进行高效压缩是至关重要的，因为这有助于减少数据传输和存储的成本，提高消防救援环境监测系统的响应速度，并降低能耗，同时增强消防救援环境监测系统的预警鲁棒性。

2、由于环境监测数据的完整性要求较高，因此，在对环境监测数据进行压缩处理时，需要采用无损压缩的处理方法。但是，传统熵编码的压缩方式的压缩效率较低，难以达到高效通信的目的；而游程编码的编码方式简单，解码速度也很快，因此，目前常用游程编码的方式对环境监测数据进行无损压缩，但是游程编码过于依赖数据的局部冗余性，而环境监测数据中占比较大的是传感器数据，而传感器数据的局部冗余程度较低，因此，利用游程编码难以对环境监测数据达到较好的压缩效果。

3、故，如何提高游程编码对环境监测数据的压缩效果，进而提高消防救援环境监测系统的预警鲁棒性成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于消防救援环境监测系统的监测数据预警方法，以解决如何提高游程编码对环境监测数据的压缩效果，进而提高消防救援环境监测系统的预警鲁棒性的问题。

2、本发明实施例中提供了一种用于消防救援环境监测系统的监测数据预警方法，该监测数据预警方法包括以下步骤：

3、获取消防救援环境监测系统中的传感器数据，将所述传感器数据转换为一维的数据序列；

4、获取用于分割所述数据序列的最优步长，根据所述最优步长获取对所述数据序列进行分割处理的至少两个数据子序列，将每个所述数据子序列分别转换为二进制数据串；

5、针对任一二进制数据串，对比所述二进制数据串和其他二进制数据串之间的字符，获取对所述二进制数据串进行比特分层时的舍弃层，获取所述二进制数据串中除舍弃层之外的剩余字符串，根据不同位数下的字符类型，获取对所述剩余字符串进行比特分层时的每个调整层的最优位数，根据所述每个调整层的最优位数，将所述剩余字符串分层为至少一个调整层；

6、根据每个所述二进制数据串的舍弃层，保留一个舍弃层作为目标舍弃层，针对所有二进制数据串中的任一调整层，获取所述调整层的运算基元，利用所述运算基元对所述调整层对应的字符进行异或运算，得到运算后的字符，采用游程编码依次对所述目标舍弃层对应的字符以及所有调整层对应的运算后的字符进行编码压缩，得到压缩后的数据；

7、对所有二进制数据串对应的压缩后的数据进行存储，得到存储后的数据，通过获取所述存储后的数据进行监测数据预警。

8、优选的，所述获取用于分割所述数据序列的最优步长，包括：

9、获取预设的步长范围，针对所述步长范围内的任一步长，利用所述步长对所述数据序列进行数据提取，得到至少两个初始数据子序列；

10、针对任一初始数据子序列，获取所述初始数据子序列中的数据极差和数据方差，获取所述数据极差和所述数据方差之间的乘积，对所述乘积进行负映射，得到对应的映射结果，将所述映射结果作为所述初始数据子序列的规则程度；

11、获取所有初始数据子序列的规则程度，根据所有初始数据子序列的规则程度，获取所述步长的第一优选程度；

12、获取所述步长范围内每个步长的第一优选程度，将最大的第一优选程度对应的步长作为用于分割所述数据序列的最优步长。

13、优选的，所述根据所有初始数据子序列的规则程度，获取所述步长的第一优选程度，包括：

14、根据所有初始数据子序列的规则程度，获取平均规则程度；

15、根据每个所述初始数据子序列的规则程度，获取对应初始数据子序列的权重，对所有初始数据子序列的规则程度进行加权求和，得到加权求和结果，获取所述加权求和结果与所有初始数据子序列的总数量之间的比值；

16、将所述比值和所述平均规则程度之间的乘积作为所述步长的第一优选程度。

17、优选的，所述对比所述二进制数据串和其他二进制数据串之间的字符，获取对所述二进制数据串进行比特分层时的舍弃层，包括：

18、从所述二进制数据串的第一个字符开始，检测所述第一个字符与每个其他二进制数据串中的第一个字符是否相同，若相同，则保留所述第一个字符；

19、检测所述二进制数据串的第二个字符，若所述第二个字符与每个其他二进制数据串中的第二个字符相同，则保留所述第二个字符；

20、依次对所述二进制数据串中的每个字符进行遍历，直至第一次出现所述二进制数据串中的字符与至少一个其他二进制数据串中字符不相同，将所有保留的字符按照遍历顺序组成所述二进制数据串进行比特分层时的舍弃层。

21、优选的，所述根据不同位数下的字符类型，获取对所述剩余字符串进行比特分层时的每个调整层的最优位数，包括：

22、针对所述剩余字符串进行比特分层时的第一调整层，根据所述剩余字符串中包含的每个位数的字符类型，获取对应位数的第二优选程度，将第二优选程度最大的位数作为对所述剩余字符串进行比特分层时的第一调整层的最优位数；

23、针对所述剩余字符串进行比特分层时的第二调整层，将对所述剩余字符串除去所述第一调整层的字符之后的字符串作为所述剩余字符串，根据所述剩余字符串中包含的每个位数的字符类型，获取对应位数的第二优选程度，将第二优选程度最大的位数作为对所述剩余字符串进行比特分层时的第二调整层的最优位数；

24、对所述剩余字符串进行更新，得到对所述剩余字符串进行比特分层时的每个调整层的最优位数。

25、优选的，所述根据所述剩余字符串中包含的每个位数的字符类型，获取对应位数的第二优选程度，包括：

26、针对任一位数，获取所述位数下的所有字符类型，在所述剩余字符串中分别统计每个所述字符类型的出现次数，将所述出现次数最多的字符类型作为目标字符类型；

27、对所述剩余字符串中连续出现至少预设数量个所述目标字符类型对应的字符进行标记，得到所述剩余字符串中的标记字符和非标记字符；

28、根据所述剩余字符串中的标记字符和非标记字符的数量差异，获取所述位数的第二优选程度。

29、优选的，所述根据所述剩余字符串中的标记字符和非标记字符的数量差异，获取所述位数的第二优选程度，包括：

30、统计所述剩余字符串中标记字符的第一数量和非标记字符的第二数量，获取所述第一数量和所述第二数量之间的相加结果，计算所述相加结果和所述第一数量之间的第一比值；

31、统计所述剩余字符串的字符总数量，将所述字符总数量和所述位数之间的乘积作为总位数，计算所述位数下的目标字符类型所包含的字符数量与所述总位数之间的第二比值；

32、将所述第一比值和所述第二比值之间的乘积作为所述位数的第二优选程度。

33、优选的，所述获取所述调整层的运算基元，包括：

34、获取所述调整层对应的字符类型通过异或运算转换为预设字符类型所采用的运算基元作为所述调整层的运算基元。

35、优选的，所述预设字符类型为字符全为1的字符类型或者字符全为0的字符类型。

36、本发明实施例至少具有如下有益效果：

37、本发明为了保证数据格式的统一，首先将获取的传感器数据转换为一维的数据序列，便于后续数据处理，然后，通过获取用于分割一维的数据序列的最优步长，可将相似数据尽可能的分为一组，在对同组数据进行二进制转换后，每个数据的二进制高位相似度大，同组数据的相似度越大，转换成二进制后二进制高位相似的位数越多，在后续进行舍弃时舍弃的位数越多，释放的存储空间越多，因此，根据最优步长获取对数据序列进行分割处理的至少两个数据子序列，将每个数据子序列分别转换为二进制数据串，进而对每个二进制数据串进行比特分层处理，令高位比特层的相似度尽可能大，对差异位置进行标记，以保留低位比特层，并对差异位置的比特层添加标记，最后采用游程编码对低位比特层进行压缩，以达到对传感器数据进行高效压缩存储的目的，从而减少了数据传输和存储的成本，提高了消防救援环境监测系统的响应速度。