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申请/专利权人：苏州高新区交发数字科技有限公司

摘要：本发明涉及水利闸站水压数据处理技术领域，具体涉及一种基于IOT数据中台的水利闸站运行管理方法及系统。方法包括：获取水利闸站的水压数据序列，对其进行分解获得季节项曲线和残差曲线；根据水压数据的波动情况得到水压数据序列的噪声程度评价值和残差曲线的噪声程度评价值；根据水压数据序列与残差曲线之间的噪声程度评价值的差异、季节项曲线上极值点的位置分布和离散程度得到修正系数；基于水压数据序列的噪声程度评价值、修正系数和季节项曲线上极大值点与极小值点的幅值差异，确定分解层数，进而采用小波变换对水压数据序列进行处理，基于去噪后的水压数据对水利闸站运行进行管理。本发明提高了水利闸站运行管理的可信度和准确度。

主权项：1.一种基于IOT数据中台的水利闸站运行管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取IOT设备采集到的水利闸站当前时间段内的水压数据序列；对所述水压数据序列进行分解获得对应的季节项曲线和残差曲线；分别根据水压数据序列或残差曲线上数据的波动情况，得到水压数据序列的噪声程度评价值和残差曲线的噪声程度评价值；根据水压数据序列与残差曲线之间的噪声程度评价值的差异、所述季节项曲线上极值点的位置分布情况和离散程度，得到噪声程度评价值的修正系数；基于水压数据序列的噪声程度评价值、所述修正系数和季节项曲线上极大值点与极小值点的幅值差异，获得水压数据序列的分解参数；基于所述分解参数确定水压数据序列对应的分解层数；基于所述分解层数采用小波变换对水压数据序列进行处理获得去噪后的水压数据，基于去噪后的水压数据对水利闸站运行进行管理；根据水压数据序列中数据的波动情况，得到水压数据序列的噪声程度评价值，包括：计算水压数据序列中每个水压数据与其他水压数据之间的差异；分别将水压数据序列中与每个水压数据相同的水压数据的个数和水压数据序列中水压数据的数量之间的比值，作为水压数据序列中每个水压数据的数量占比；计算水压数据序列中所有水压数据的标准差；根据水压数据序列中每个水压数据与其他水压数据之间的差异、所述数量占比和所述水压数据序列中所有水压数据的标准差，得到水压数据序列的噪声程度评价值，所述每个水压数据与其他水压数据之间的差异、所述水压数据序列中所有水压数据的标准差均与水压数据序列的噪声程度评价值呈正相关关系，所述数量占比与所述水压数据序列的噪声程度评价值呈负相关关系；采用如下公式计算水压数据序列的噪声程度评价值： ；其中，Q表示水压数据序列的噪声程度评价值，M表示水压数据序列中水压数据的数量，Fi表示水压数据序列中第i个水压数据，Fi,s表示水压数据序列中除第i个水压数据外的第s个水压数据，Ni表示水压数据序列中与第i个水压数据相同的水压数据的个数，σ表示水压数据序列中所有水压数据的标准差，exp表示以自然常数为底数的指数函数，||表示取绝对值符号；所述对所述水压数据序列进行分解获得对应的季节项曲线和残差曲线，包括：对所述水压数据序列中的水压数据进行曲线拟合获得水压数据曲线，所述水压数据曲线的横坐标为时间；采用STL分解算法对所述水压数据曲线进行分解，获得对应的季节项曲线和残差曲线；所述根据水压数据序列与残差曲线之间的噪声程度评价值的差异、所述季节项曲线上极值点的位置分布情况和离散程度，得到噪声程度评价值的修正系数，包括：季节项曲线上所有极大值点的幅值构成极大值集合，季节项曲线上所有极小值点的幅值构成极小值集合；分别计算极大值集合中所有数据值的标准差和极小值集合中所有数据值的标准差；季节项曲线上每两个相邻极值点构成一个极值点对；获取每个极值点对中两个极值点之间的时间间隔，记为每个极值点对的时间间隔；根据每个极值点对的时间间隔与所有极值点对的时间间隔的平均值之间的差异、水压数据序列与残差曲线之间的噪声程度评价值的差异、极大值集合中所有数据值的标准差和极小值集合中所有数据值的标准差，得到噪声程度评价值的修正系数；采用如下公式计算噪声程度评价值的修正系数： ；其中，Y表示噪声程度评价值的修正系数，Q表示水压数据序列的噪声程度评价值，Qc表示残差曲线的噪声程度评价值，U表示极值点对的数量，du表示第u个极值点对的时间间隔，表示所有极值点对的时间间隔的平均值，表示极大值集合中所有数据值的标准差，表示极小值集合中所有数据值的标准差，e表示自然常数，||表示取绝对值符号，norm表示归一化函数；所述基于水压数据序列的噪声程度评价值、所述修正系数和季节项曲线上极大值点与极小值点的幅值差异，获得水压数据序列的分解参数，包括：将所述极大值集合中数据值的均值与极小值集合中数据值的均值之间的差值，记为极值差；根据所述极值差、所述修正系数和所述水压数据序列的噪声程度评价值，获得水压数据序列的分解参数，所述极值差和所述水压数据序列的噪声程度评价值均与所述分解参数呈正相关关系，所述修正系数与所述分解参数呈负相关关系；所述基于所述分解参数确定水压数据序列对应的分解层数，包括：将所述分解参数与预设分解层数的超参数的乘积的向上取整结果，确定为水压数据序列对应的分解层数；其中，预设分解层数的超参数为正整数；采用如下公式计算残差曲线的噪声程度评价值： ；其中，Qc表示残差曲线的噪声程度评价值，R表示残差曲线上残差数据的数量，表示残差曲线上的第r个残差数据，表示残差曲线上除第r个残差数据外的第t个残差数据，表示残差曲线上与第r个残差数据相同的残差数据的个数，σc表示残差曲线上所有采集时刻对应的残差数据的标准差，exp表示以自然常数为底数的指数函数，||表示取绝对值符号。

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