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一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控方法及装置

2021-02-17 11:13:03

一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控方法及装置

  技术领域

  本发明属于数据管理技术领域,具体涉及一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控方法,还涉及一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控装置。

  背景技术

  随着人们生活质量的提高,今年来汽车的新增数量逐年增大,也加大了环境和能源危机。而电动汽车采用电能驱动,具有清洁、高效率的优点,可以有效降低尾气排放和石油依赖性,具有显著的节能减排效果,能够提高经济效益、社会效益。近年来,全球各国颁布了各种政策,来支持电动汽车的技术研究,推动其产业的发展。对电动汽车充电桩运行状态的监控,有助于帮助运维人员实时了解电动汽车充电的情况,确保充电设备安全稳定运行,满足用户的充电需求。

  数据质量主要基于采集上送的原始数据不间断获取设备及系统的事件、状态、预警等多数据源信息,高效的实时数据收集形成分析数据源,通过分析评估快速定位异常数据或异常产生原因,便于对设备上送数据质量进行评估。目前,由于数据质量信息分散在电动汽车服务平台的多个应用模块中,没有全面、科学、直观的数据质量指标,运维人员对系统的基础数据质量无法准确掌握,缺少对以上数据准确性、可靠性、及时性的监测分析,因此本发明提供基于电动汽车服务平台的数据质量监测方法,对数据质量从多个维度进行整体的评价,及时通知运维人员,对于数据质量频繁存在问题的设备、场站等进行问题的分析与处理。

  发明内容

  本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供了一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控方法及装置,实现对数据准确性、可靠性、及时性的监测分析。

  为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控方法,包括以下过程:

  获取电动汽车充电设备原始运行数据;

  对电动汽车充电设备原始运行数据进行准确性、可靠性和及时性监测,获得准确性、可靠性和及时性评价指标数值;

  基于准确性、可靠性和及时性评价指标数值及各评价指标的权重,计算获得最终的评价结果。

  进一步的,所述对电动汽车充电设备原始运行数据进行准确性监测,获得准确性评价指标数值的具体过程为:

  1)按照如下方式中的任意一种或者组合判断充电设备运行数据是否准确:

  方式一:根据充电设备运行数据报文约定的报文长度,判断是否存在部分数据丢失的情况;若判断存在部分数据丢失情况即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  方式二:根据充电设备运行数据报文的设备编号,通过与充电设备资产数据库的充电设备编号进行比对查询,判断是否存在该充电设备,若判断不存在该充电设备即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  方式三:根据充电设备编号查询电动汽车服务平台中充电设备资产数据库已保存的充电设备原始信息与充电设备上送信息是否一致;若不一致即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  2)根据判断结果统计充电设备运行数据报文的数据准确性,充电设备运行数据报文的数据准确性的计算方法是:

  

  X1为充电设备上传数据的准确性指标,N1为充电设备上传数据为准确的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,所述对电动汽车充电设备原始运行数据进行可靠性监测,获得可靠性评价指标数值的具体过程为:

  当监测到所述电动汽车充电设备原始运行数据指示的内容为触发告警过滤,且告警消息及恢复消息均标记为无效消息,则所述电动汽车充电设备原始运行数据为不可靠消息;

  充电设备运行数据报文的数据可靠性的计算方法是:

  

  X2为充电设备上传数据的可靠性指标,N2为充电设备上传数据为无效消息的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,所述对电动汽车充电设备原始运行数据进行及时性监测,获得及时性评价指标数值的具体过程为:

  将充电设备运行数据报文携带的时间戳与本地服务器时间进行对比,若本地服务器时间超过设备携带时间戳且本地服务器时间与设备携带的时间戳之间的时间差超过设定值,则判断充电设备上送的充电设备运行数据报文为不及时;

  充电设备运行数据报文的数据及时性的计算方法是:

  

  X3为充电设备上传数据的可靠性指标,N3为充电设备上传数据为不及时的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,评价结果的计算公式为:

  X=λ1X1+λ2X2+λ3X3

  式中,Xi代表数据质量评价指标,i=1、2、3,λi代表数据质量评价指标权重,且λ1+λ2+λ3=1。

  相应的,本发明还提供了一种基于电动汽车服务平台的数据质量监控装置,包括数据获取模块、质量监测模块和质量评价模块,其中:

  数据获取模块,用于获取电动汽车充电设备原始运行数据;

  质量监测模块,用于对电动汽车充电设备原始运行数据进行准确性、可靠性和及时性进行监测,获得准确性、可靠性和及时性评价指标数值;

  质量评价模块,用于基于准确性、可靠性和及时性评价指标数值及各评价指标的权重,计算获得最终的评价结果。

  进一步的,质量监测模块中,包括数据准确性监测模块,用于对电动汽车充电设备原始运行数据进行准确性监测,获得准确性评价指标数值的具体过程为:

  1)按照如下方式中的任意一种或者组合判断充电设备运行数据是否准确:

  方式一:根据充电设备运行数据报文约定的报文长度,判断是否存在部分数据丢失的情况;若判断存在部分数据丢失情况即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  方式二:根据充电设备运行数据报文的设备编号,通过与充电设备资产数据库的充电设备编号进行比对查询,判断是否存在该充电设备,若判断不存在该充电设备即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  方式三:根据充电设备编号查询电动汽车服务平台中充电设备资产数据库已保存的充电设备原始信息与充电设备上送信息是否一致;若不一致即判定上报的充电设备报文数据不准确;

  2)根据判断结果统计充电设备运行数据报文的数据准确性,充电设备运行数据报文的数据准确性的计算方法是:

  

  X1为充电设备上传数据的准确性指标,N1为充电设备上传数据为准确的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,质量监测模块中,包括数据准可靠监测模块,用于对电动汽车充电设备原始运行数据进行可靠性监测,获得可靠性评价指标数值具体过程为:

  当监测到所述电动汽车充电设备原始运行数据指示的内容为触发告警过滤,且告警消息及恢复消息均标记为无效消息,则所述电动汽车充电设备原始运行数据为不可靠消息;

  充电设备运行数据报文的数据可靠性的计算方法是:

  

  X2为充电设备上传数据的可靠性指标,N2为充电设备上传数据为无效消息的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,质量监测模块中,包括数据及时性监测模块,用于对电动汽车充电设备原始运行数据进行及时性监测,获得及时性评价指标数值具体过程为:

  将充电设备运行数据报文携带的时间戳与本地服务器时间进行对比,若本地服务器时间超过设备携带时间戳且本地服务器时间与设备携带的时间戳之间的时间差超过设定值,则判断充电设备上送的充电设备运行数据报文为不及时;

  充电设备运行数据报文的数据及时性的计算方法是:

  

  X3为充电设备上传数据的可靠性指标,N3为充电设备上传数据为不及时的报文数量,N为充电设备上传的报文总数。

  进一步的,质量评价模块中,所述评价结果的计算公式为:

  X=λ1X1+λ2X2+λ3X3

  式中,Xi代表数据质量评价指标,i=1、2、3,λi代表数据质量评价指标权重,且λ1+λ2+λ3=1。

  与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明对电动汽车充电设备的数据质量从准确性、可靠性、及时性多个指标进行分析,建立电动汽车数据质量总体评价方法,以便及时通知运维人员,对于数据质量频繁存在问题的设备、场站等进行问题的分析与处理。

  附图说明

  图1为本发明系统整体架构;

  图2为数据准确性监测流程;

  图3为数据可靠性监测流程;

  图4为数据及时性监测流程。

  具体实施方式

  下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

  本发明的一种基于电动汽车服务平台的数据质量监测系统,参见图1所示,包括部署于电动汽车服务平台的计算引擎模块、数据质量监测模块和数据质量分析评价模块,保障电动汽车服务平台获取的电动汽车充电设备运行数据的准确性、可靠性、及时性。所述的电动汽车充电设备运行数据包括充电桩的充电功率、充电电量数据。

  所述的计算引擎模块,作为电动汽车服务平台与电动汽车充电设备的通信接口,获取电动汽车充电设备原始运行数据。计算引擎模块、数据质量监测模块与数据质量分析评价模块通过发布MQ(消息队列)消息实现数据双向交互。充电设备的运行数据通过TCP/IP协议传送至计算引擎模块的TCP/IP接口,计算引擎模块通过MQTT(消息队列遥测传输)协议对TCP/IP接口的数据进行组装,通过发布MQ消息与数据质量监测模块、数据质量分析评价模块实现数据双向交互。

  所述的数据质量监测模块,包括对充电设备运行数据的准确性、可靠性和及时性评价指标进行监测的数据准确性监测模块、数据可靠性监测模块、数据及时性监测模块;所述的指标管理模块确定数据质量的评价指标,并。

  所述的数据质量分析评价模块,根据评价指标的数值和配置对应的权重获得评价结果,对电动汽车服务平台获取的电动汽车充电设备运行的数据质量进行整体评估。

  本发明中的数据质量监测模块具体包括:

  (1)数据准确性监测模块

  数据准确性监测模块,用于对充电设备运行数据的准确性进行监测,获得准确性评价指标的数值。

  数据准确性是指给定设备上送数据所携带基本数据是否与设备本身相符合。在数据质量监测中,准确性有着至关重要的地位。设备在上送数据时会携带设备编号等数据,由于设备本身等原因,在设备注册时可能会出现编号错误等问题,因此需要对数据的准确性进行监测,当发现错误数据时,及时通知运维人员进行处理。

  充电设备发送至电动汽车服务平台充电设备运行数据报文格式如下所示:

  

  如图2所示,数据准确性监测的具体步骤如下:

  1)充电设备向电动汽车服务平台发送充电设备运行数据报文;

  2)根据充电设备上送的充电设备运行数据报文约定的报文长度,判断是否存在部分数据丢失的情况;如果上送的充电设备运行数据报文的长度比报文约定的长度小,则判断充电设备上送的充电设备运行数据报文存在部分数据丢失情况即上报的充电设备报文数据不准确,对充电设备作“设备上送信息异常”的标记;

  3)根据充电设备运行数据报文的设备编号,通过与电动汽车服务平台的充电设备资产数据库的充电设备编号进行比对查询,判断是否存在该充电设备,如果查询不到上报的充电设备编号则判断设备编号上报错误即不存在该设备,对该设备作“设备上送信息异常”的标记;

  充电设备资产数据库存储电动汽车服务平台管辖区域内充电桩的设备编号、充电桩类型(直流充电桩、交流充电桩)、充电桩的充电功率范围(充电状态下充电桩的最大充电功率与最小充电功率)的设备信息;

  4)根据充电设备编号查询电动汽车服务平台中充电设备资产数据库已保存的充电设备原始信息与充电设备上送信息是否一致;如前面所述,充电设备原始信息包括充电桩类型、充电桩的充电功率表范围;如果充电设备上送的信息与充电设备原始信息不一致,则对充电设备作“设备上送信息异常”的标记;

  5)根据第3)、4)所述统计充电设备运行数据报文的数据准确率,通知设备运维人员,对于存在“设备上送信息异常”标记的充电设备进行运维;充电设备运行数据报文的数据准确率的计算方法是:

  

  X1为充电设备上传数据的准确率指标,N1为电动汽车服务平台判断充电设备上传数据为准确的报文数量,N为电动汽车服务平台接收到的充电设备上传的报文总数。

  (2)数据可靠性监测模块

  数据可靠性监测模块,用于对充电设备运行数据的可靠性进行监测,获得可靠性评价指标的数值。

  由于部分设备可能会存在频繁告警等问题,但是频繁告警会影响电动汽车服务平台的正常运行,对运维资源造成浪费。因此,为解决该问题,需要对故障告警等数据做频报监测处理功能。对于故障、告警目录中的每种故障类型,增加对同一故障、告警信息的防抖处理。在告警信息出现抖动(一定时间内设备频繁发送告警消息)的情况下,如满足过滤触发条件,则进行延时推送的方案,过滤掉抖动信号,使故障告警在抖动期间持续告警状态,直至抖动结束才发送恢复信息。

  如图3所示,数据可靠性监测的具体步骤如下:

  1)充电设备在发现告警数据时,充电设备向电动汽车服务平台发送告警消息,电动汽车服务平台在接收到充电设备上送的告警消息后,判断本次告警时间和上次告警时间之间的时间差,如果告警时间差小于设定时间(设定为1秒),则记频报次数为1,如果在一定时间内出现多次频报(例如每5分钟内频报次数大于10次),则触发告警过滤,告警过滤标记设置为1,此时如再上送告警消息及恢复消息均标记为无效消息即不可靠消息;

  2)充电设备在发现告警数据时,充电设备向电动汽车服务平台发送恢复告警消息,电动汽车服务平台在收到恢复消息时,若本次收到的告警时间和上次告警时间差大于设定时间(设定为1秒),则频报次数归0、告警过滤标记归0,此时,再上送的告警消息及恢复告警消息均标记为正常发送。

  充电设备运行数据报文的数据可靠性的计算方法是:

  

  X2为充电设备上传数据的可靠性指标,N2为电动汽车服务平台判断充电设备上传数据为无效消息(不可靠消息)的报文数量,N为电动汽车服务平台接收到的充电设备上传的报文总数。

  (3)数据及时性监测

  数据及时性监测模块,用于对充电设备运行数据的及时性进行监测,获得及时性评价指标的数值。

  数据及时性指对数据可访问性和可用性的时间预期,代表数据在被需要时能够及时被获取的能力。

  如图4所示,数据及时性监测的具体步骤如下:

  1)充电设备向电动汽车服务平台上送携带有设备本地时间戳的充电设备运行数据报文;

  2)对充电设备运行数据解析,将设备携带的时间戳与本地服务器时间进行对比,若本地服务器时间超过设备携带时间戳且本地服务器时间与设备携带的时间戳之间的时间差超过设定值,则判断充电设备上送的充电设备运行数据报文为不及时并对该设备进行延迟标记,以便提示对该设备进行处理。

  充电设备运行数据报文的数据及时性的计算方法是:

  

  X3为充电设备上传数据的可靠性指标,N3为电动汽车服务平台判断充电设备上传数据为不及时的报文数量,N为电动汽车服务平台接收到的充电设备上传的报文总数。

  所述的数据质量分析评价模块,对数据质量评价的每个评价指标进行计算,利用加权平均法,对电动汽车服务平台获取的电动汽车充电设备运行的数据质量进行整体评估。

  每个指标的权重限定在0和1之间,并且它们的和等于1,数据质量的整体评价分为四个等级,即:1-59分为不合格,60-70分为合格,71-90分为良好,91-100分为优秀,计算公式为(Xi代表数据质量评价指标,i=1、2、3):

  X=λ1X1+λ2X2+λ3X3

  式中λi代表数据质量评价指标权重,且λ1+λ2+λ3=1。

  数据质量评价发现的问题信息,支持按照每个数据质量评价指标进行反馈,可以从单个桩,生产厂家,某个区域的桩的数据质量问题就行细化分析反馈,供客户端进行展示;同时,支持按时间、数据质量源进行分类统计;支持数据质量分析结果存储历史数据,分析数据质量发展趋势。并且,可实现根据区域信息对数据质量进行评价,对区域内的整体的数据质量进行排名,分项指标评价结果集可按照该区域进行过滤,突出显示当前区域存在的各项问题,生成数据质量整改建议书,监督该区域尽快对数据质量进行整改。

  本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

  本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

  这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

  这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

  以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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