一种水力模型数据处理方法与流程

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种水力模型数据处理方法。

背景技术：

1、水力模型是在实验室中模拟复杂的自然环境中水的动态变化即水中物质的扩散过程而制作的小规模模型，用以预测当对环境施加某种影响时所发生的变化，例如实时计算模拟出所有管道内流体的雷诺数、流量、压降、流速、温度和重要节点的压力等水力信息，为中央空调循环水系统科学调适与管理提供依据；水力模型相关数据能够有效的整合中央空调循环水系统的数据资源，并且可视化地展示当前参量数据，辅助中央空调循环水系统的管理人员进行分析和决策；因此水力模型的相关数据对于中央空调循环水系统的重要性不言而喻；

2、在水力模型数据的存储过程中，为了保证水力模型相关数据的安全，需要对水力模型数据进行加密，传统的加密主要采用熵编码加密方式为主，即通过分析数据的概率分布信息进行加密，但该类算法同样可以通过频数信息的规律性进行破解，因此使用现有的加密方法极易产生数据被暴露和攻击的风险。此外，虽然可以使用线性变换改变数据的频数信息，但是传统的线性变换是使用相同的参数对所有数据进行处理，其对实时采集的水力数据并不具有针对性，即使用传统线性变换会因原始数据的分布情况不同而产生不稳定的变化；

3、因此设计一种可以根据数据的频数信息进行针对性的线性变换，进而破坏数据的频数信息的加密方法是非常重要的。

技术实现思路

1、本发明提供一种水力模型数据处理方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种水力模型数据处理方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种水力模型数据处理方法，该方法包括以下步骤：

4、获取第一数据序列；

5、根据第一数据序列得到统计直方图，将统计直方图中各个数据对应的频数称为各个数据的初始频数；根据统计直方图得到第二数据序列；根据第二数据序列中各个数据与相邻数据的频数得到各个子段区间；

6、根据各个子段区间中各个数据的初始频数得到各个子段区间的第一初始参数与第二初始参数；根据各个子段区间的第一初始参数以及最大初始频数、最小初始频数得到各个子段区间对应的第一变换参数、第二变换参数的取值范围；根据各个子段区间第一变换参数以及第二变换参数的取值范围得到各个变换参数组合；将使用各个变换参数组合对各个子段区间进行线性变换后，各个数据对应的频数称为各个数据的调整频数；根据各个变换参数组合得到各个子段区间的所有一类数据以及所有二类数据；根据各个子段区间中的所有一类数据、二类数据的调整频数以及初始频数得到各个变换参数组合的评价指标；根据各个变换参数组合的评价指标得到各个子段区间的最优变换参数组合；

7、根据各个子段区间的最优变换参数组合得到各个数据的最终调整频数；根据各个数据的最终调整频数以及初始频数得到密文数据，并获取各个子段区间中所有二类数据的索引序列；根据各个子段区间的最优变换参数组合以及第一初始参数、第二初始参数得到各个子段区间的子段密钥；根据各个子段区间对应的所有二类数据的索引序列以及对应的子段密钥得到各个子块；根据各个子块得到混沌序列；对混沌序列以及密文数据进行存储。

8、优选的，所述各个子段区间的获取方法为：

9、对于第二数据序列中的第n个数据，将第n+1个数据与第n个数据的初始频数之间的差值，记为第n个数据的第一差值；将第n个数据与第n-1个数据之间的差值称为第n个数据的第二差值；当第n个数据的第一差值与第二差值均为0时，第n个数据不为分段点；否则第n个数据为分段点；对第二数据序列中的各个数据进行判断，得到各个分段点；相邻两个分段点之间的所有数据构成了一个子段区间，得到各个子段区间。

10、优选的，所述各个子段区间的第一初始参数与第二初始参数的获取方法为：

11、以各个子段区间中各个数据以及各个数据的初始频数进行线性拟合，得到各个子段区间的函数表达式，将函数表达式的常数项称为各个子段区间的第二初始参数，将函数表达式的系数称为各个子段区间的第二初始参数。

12、优选的，所述各个子段区间对应的第一变换参数、第二变换参数是指：在对各个子段区间进行针对性线性变换时，将针对性线性变换的函数表达式的常数项称为第二变换参数，将针对性线性变换的函数表达式的系数称为第一变换参数。

13、优选的，所述各个子段区间的所有一类数据以及所有二类数据的获取方法为：

14、对于每个变换参数组合，将使用每个变换参数组合后，将各个子段区间中调整频数大于等于初始频数的所有数据称为各个子段区间的所有一类数据，将各个子段区间中调整频数小于初始频数的所有数据称为各个子段区间的所有二类数据。

15、优选的，所述各个变换参数组合的评价指标的获取表达式为：

16、;

17、上式中，为第t个变换参数组合的评价指标；表示使用第t个变换参数组合后，第i个子段区间中一类数据的个数；表示使用第t个变换参数组合后，第i个子段区间中二类数据的个数；表示第i个子段区间中第u个一类数据的调整频数；表示第i个子段区间中第u个一类数据的初始频数；表示第i个子段区间中第v个二类数据的调整频数；表示第i个子段区间中第v个二类数据的初始频数。

18、优选的，所述密文数据的获取步骤包括：

19、对于一个子段区间中的第u个一类数据，将第u个一类数据在第一数据序列中首次出现的位置之前进行第u个一类数据的插入，插入的个数等于第u个一类数据的最终调整频数与初始频数之间的差值；对于一个子段区间中第v个二类数据，从第v个二类数据在第一数据序列中首次出现的位置开始，对第v个二类数据进行删除，删除的个数等于第v个二类数据的初始频数与最终调整频数之间的差值；

20、对各个子段区间中的各个一类数据以及二类数据进行处理，将处理完成后的第一数据序列称为密文数据。

21、优选的，所述各个子段区间中所有二类数据的索引序列的获取方法为：将各个被删除的二类数据在第一数据序列中的位置序号构成了各个二类数据的索引序列。

22、优选的，所述各个子段区间的子段密钥的获取方法为：

23、将各个子段区间的最优变换参数组合中的第一变换参数称为各个子段区间的第一最优变换参数；将各个子段区间的第一最优变换参数与第一初始参数之间的差值记为第一参数差；将各个子段区间的第二最优变换参数与第二初始参数之间的差值记为第二参数差，将第一参数差与第二参数差作为各个子段区间的子段密钥。

24、本发明的有益效果是：通过根据水力模型数据组成的第一数据序列构建统计直方图，根据各个数据在统计直方图中对应的频数进行自适应分段；根据各个子段区间的各个变换参数组合得到各个子段区间的所有一类数据以及所有二类数据；根据各个子段区间中的所有一类数据、二类数据得到各个子段区间的最优变换参数组合，根据最优变换参数组合对各个子段区间进行针对性线性变换，使线性变换前后，各个数据对应的调整频数与其在第一数据序列中的初始频数之间存在较大差异，从而破坏各个数据在原始数据中的频数信息，提高了破解难度，使水力模型数据在存储过程更加安全可靠。