基于数据分析的车用尿素加注信息传输安全预警系统的制作方法

本发明涉及尿素加注信息传输，尤其涉及基于数据分析的车用尿素加注信息传输安全预警系统。

背景技术：

1、车用尿素是一种使用在选择性催化还原技术中，用来减少柴油车尾气中氮氧化物污染的液体，选择性催化还原的主要工作原理是尿素在高温下分解成氨气和二氧化碳，产生的氨气作为还原剂，将废弃中的nox还原成氮气，车用尿素溶液是选择性催化还原技术中重要的必需消耗品，适用于配有选择性催化还原系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆，在工作时选择性催化还原将尿素溶液喷射到排气管中，尿素溶液由于高温分解为氨和二氧化碳，氨又在催化剂的作用下，与氮氧化合物发生还原反应，将其还原成氮气和水，从而达到降低氮氧化合物排放的目的；

2、但是，目前的车用尿素加注系统一般都是通过人工对加注过程中产生的数据进行处理，进而无法对数据的准确性和有效性进行分析反馈，且在加注数据出现误差时，无法了解是否因传感器故障而采集错误的数据，进而造成加注数据的错误，进行降低设备的预警效果，且无法对设备数据传输的稳定性和安全性进行监管，以及传输潜在风险趋势进行分析，进行降低数据传输的安全；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于数据分析的车用尿素加注信息传输安全预警系统，去解决上述提出的技术缺陷，本发明在加注数据正常时，采集传输网络节点的风险数据，并进行稳定传输风险评估分析，以判断数据传输的稳定性是否达标，以避免数据传输过程中出现数据丢失的风险，提醒管理人员注意防范和应对车用尿素加注信息传输可能存在的威胁和漏洞，且通过反馈的方式对数据传输节点进行进一步潜在风险评估分析，判断数据传输节点是否存在潜在不足，以便及时地进行优化处理，以便提高后续数据传输的安全性和稳定性，解决存在的潜在传输风险问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于数据分析的车用尿素加注信息传输安全预警系统，包括预警平台、加注风险单元、监管分析单元、误差分析单元、显示告警单元以及趋势分析单元；

4、当预警平台生成监管指令时，并将监管指令发送至加注风险单元，加注风险单元在接收到监管指令后，立即采集加注设备的加注数据，加注数据包括加注车内的尿素加注值、设备内部消耗值以及显示加注值，并对加注数据进行误差监管评估分析，将得到的传输信号发送至监管分析单元，将得到的误差信号发送至误差分析单元；

5、误差分析单元在接收到误差信号后，立即采集各个传感器的工作数据，工作数据包括传感器内部转换元件的运行电流和环境干扰值，并对工作数据进行安全运行监管评估分析，将得到的反馈信号发送至显示告警单元；

6、监管分析单元在接收到传输信号后，立即采集传输网络节点的风险数据，风险数据包括传输网络节点的漏洞数、延迟值以及传输速度，并对风险数据进行稳定传输风险评估分析和公式化比对分析，得到传输风险评估系数d、稳定信号以及风险信号，将得到的稳定信号发送至趋势分析单元，将得到的风险信号发送至显示告警单元；

7、趋势分析单元在接收到稳定信号后，立即对传输风险评估系数d进行进一步潜在风险评估分析，将得到的优化信号发送至显示告警单元。

8、优选的，所述加注风险单元的误差监管评估分析过程如下：

9、获取到设备开始加注时刻到结束加注时刻之间的时长，并将其标记为时间阈值，获取到时间阈值内加注车内的尿素加注值、设备内部消耗值以及显示加注值，并对尿素加注值、设备内部消耗值以及显示加注值三者进行分析：

10、若满足尿素加注值、设备内部消耗值以及显示加注值三者对应数据均相等，则生成传输信号；

11、若未满足尿素加注值、设备内部消耗值以及显示加注值三者对应数据均相等，则生成误差信号。

12、优选地，所述误差分析单元的安全运行监管评估分析过程如下：

13、s1：将时间阈值划分为k个子时间节点，k为大于零的自然数，将采集加注数据的传感器标记为c，c为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内各个传感器内部转换元件的运行电流，获取到相连两个子时间节点内转换元件的运行电流之间的差值，以此获取到相连两个子时间节点内转换元件的运行电流之间的差值的最大值和最小值，进而将相连两个子时间节点内转换元件的运行电流之间的差值的最大值和最小值的均值标记为平均变动值pbc；

14、s12：获取到时间阈值内各个传感器内部转换元件的环境干扰值，环境干扰值表示环境噪音变化值超出预设环境噪音变化值阈值的部分与环境粉尘变化量经数据归一化处理后得到的积值，将环境干扰值与预设环境干扰值阈值进行比对分析，若环境干扰值大于预设环境干扰值阈值，则将环境干扰值大于预设环境干扰值阈值的部分与环境干扰值的比值标记为环境风险倍率值hbc；

15、s13：根据公式得到加注数据用传感器的数据有效风险评估系数wc，将数据有效风险评估系数wc与其内部录入存储的预设数据有效风险评估系数阈值进行比对分析：

16、若数据有效风险评估系数wc与预设数据有效风险评估系数阈值之间的比值小于等于一，则不生成任何信号；

17、若数据有效风险评估系数wc与预设数据有效风险评估系数阈值之间的比值大于一，则生成反馈信号。

18、优选地，所述监管分析单元的稳定传输风险评估分析过程如下：

19、步骤一：获取到车用尿素加注信息开始传输时刻到结束加注时刻之间的时长，并将其标记为分析时长，将分析时长划分为o个子时间段，o为大于零的自然数，获取到各个子时间段内传输网络节点的漏洞数，以此构建漏洞数的集合a，进而获取到集合a的均值，将集合a的均值标记为平均漏洞数，将平均漏洞数标号为pl；

20、步骤二：获取到各个子时间段内传输网络节点的延迟值，以时间为x轴，以延迟值为y轴，通过描点的方式绘制延迟值曲线，同时在该坐标系中绘制预设延迟值阈值曲线，进而获取到延迟值曲线位于预设延迟值阈值曲线上方线段的长度与延迟值曲线总长度的比值，将延迟值曲线位于预设延迟值阈值曲线上方线段的长度与延迟值曲线总长度的比值标记为延迟风险值yf；

21、步骤三：获取到各个子时间段内传输网络节点的传输速度，以时间为x轴，以传输速度为y轴，通过描点的方式绘制传输速度曲线，同时在该坐标系中绘制预设传输速度阈值曲线，获取到传输速度曲线位于预设传输速度阈值曲线上方线段与预设传输速度阈值曲线所围成的面积，并将其标记为稳定传输值wdc。

22、优选地，所述监管分析单元的公式化比对分析过程如下：

23、根据公式得到传输风险评估系数，其中，f1、f2以及f3分别为平均漏洞数pl、延迟风险值yf以及稳定传输值wdc的预设权重因子系数，f1、f2以及f3均为大于零的正数，f4为容错因子系数，取值为1.562，d为传输风险评估系数，将传输风险评估系数d与其内部录入存储的预设传输风险评估系数阈值进行比对分析：

24、若传输风险评估系数d小于预设传输风险评估系数阈值，则生成稳定信号；

25、若传输风险评估系数d大于等于预设传输风险评估系数阈值，则生成风险信号。

26、优选地，所述趋势分析单元的进一步潜在风险评估分析过程如下：

27、获取到分析时长内数据传输网络节点的传输风险评估系数d，同时获取到分析时长内数据传输网络节点的平均干扰值pg，平均干扰值pg表示分析时长内数据传输网络节点的环境电磁值超出预设环境电磁值阈值的部分与预设环境电磁值阈值之间的比值，进而将传输风险评估系数d和平均干扰值pg经数据归一化处理后得到的和值标记为安全传输值，同时获取到历史m个分析时长内的安全传输值，m为大于零的自然数，以时间为x轴，以安全传输值为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制安全传输值曲线，进而从安全传输值曲线中分别获取到所有上升段线段、水平段线段以及下降段线段对应长度的和值，并将所有上升段线段、水平段线段以及下降段线段对应长度的和值分别标记为优值、稳值以及降值，以此获取到优值与稳值的和值，将优值与稳值的和值与降值的比值标记为传输趋势值，并对传输趋势值进行分析：

28、若传输趋势值的数值大于一，则不生成任何信号；

29、若传输趋势值的数值小于一，则生成优化信号。

30、本发明的有益效果如下：

31、1、本发明通过采集加注设备的加注数据，并进行误差监管评估分析，以判断加注设备是否正常加注，以便通过信息反馈进行及时地预警，以提高加注设备的加注安全性和精准性，并在加注数据出现误差时，对存在误差的原因进行分析，判断是否因传感器故障而采集错误的数据，进而造成加注数据的错误，即采集各个加注数据用传感器的工作数据并进行安全运行监管评估分析，以便运管人员及时地对故障传感器进行维修或更换，以保证数据采集的有效性和精准性，同时有助于提高设备的监管预警效果；

32、2、本发明在加注数据正常时，采集传输网络节点的风险数据，并进行稳定传输风险评估分析，以判断数据传输的稳定性是否达标，以避免数据传输过程中出现数据丢失的风险，提醒管理人员注意防范和应对车用尿素加注信息传输可能存在的威胁和漏洞，且通过反馈的方式对数据传输节点进行进一步潜在风险评估分析，判断数据传输节点是否存在潜在不足，以便及时的进行优化处理，以便提高后续数据传输的安全性和稳定性，解决存在的潜在传输风险问题。