城市生命线工程物联感知设备检测与数据汇聚平台的制作方法

本发明涉及智慧城市领域，尤其涉及一种城市生命线工程物联感知设备检测与数据汇聚平台。

背景技术：

1、城市生命线工程是指维系城市正常运行、满足群众生产生活需要的重要基础设施系统，涵盖燃气、桥梁、隧道、供水、排水、供热、电力、综合管廊等多个关键领域。据统计，全国地下管线的总长现已超300万公里，桥梁总数超100万座，城市生命线工程的需求越来越高。城市生命线工程的安全保障需求日益迫切。当前，城市生命线安全工程正运用物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术，对城市基础设施运行状况进行实时监测、动态预警、精准溯源、协同处置，以尽早发现并管控风险隐患，有效防范事故发生。全国绝大多数省区已建成省级统一监管平台，全部地级及以上城市均已启动生命线工程实施工作。然而，现有技术中，城市生命线工程因监测设备布设规模庞大，初始安装阶段所划定的监测区域较为固定，难以及时响应运行环境的动态变化；监测装置的数据偶有失常，加之局部区域感知数据集中涌入，导致数据中心处理压力骤增；同时，针对模型计算的优化方式灵活性不足，难以及时适配数据分布与计算负载的动态波动。上述缺陷相互叠加，严重影响生命线风险预警的实时性与系统运行的稳定性，致使预测结果常伴随较高的误报率。因此，如何提高城市生命线的预警准确性和可靠性，是本领域技术人员较为关注的问题。

2、中国专利公开号cn122022442a公布了一种城市生命线综合风险分析研判的方法、装置、计算机设备和存储介质，方法包括：制定城市生命线安全工程数据标准；根据所述城市生命线安全工程数据标准基于任意区域确定综合风险指标；将综合风险指标按风险源、承灾体和减灾力三种要素进行分类；根据所述城市生命线安全工程数据标准，将确定的所有综合风险指标按照指标状态进一步划分并进行风险赋值，并根据风险赋值计算风险指数、研判指数和综合风险水平，根据综合风险水平判断任意区域内的风险状态。由此可见，上述技术方案存在以下问题：无法根据采集终端中的实际数据变化情况对数据类型进行判断以获取综合数据聚集情况的模型处理方式，易造成城市生命线的实际预警结果准确度差。

技术实现思路

1、本发明提供一种城市生命线工程物联感知设备检测与数据汇聚平台，用以克服现有技术中无法根据采集终端中的实际数据变化情况对数据类型进行判断以获取综合数据聚集情况的模型处理方式，易造成城市生命线的实际预警结果准确度差的问题。

2、为此，本发明提供一种城市生命线工程物联感知设备检测与数据汇聚平台，包括：

3、协议解析模块，其用以接入城市生命线工程中各物联感知设备，基于各设备的通信协议类型调用对应的协议解析器，将原始感知数据转换为统一格式的标准数据；

4、监控分析模块，其用以根据所述标准数据的数据完整度以及时序波动度确定标准数据是否为扰动数据；

5、区域划分模块，其用以根据扰动数据的来源分布稳定度确定是否将区域选择基准由城市分布特征调整为干扰分布特征，以基于区域选择基准进行设备聚焦区域的划分；

6、动态处理模块，其用以根据空间距离构建若干区域分配集合，并根据处理单元的模型需求更新率确定是否进行任务卸载；所述动态处理模块包括若干处理单元，其用以采用预训练模型针对标准数据进行分析处理。

7、进一步地，监控分析模块包括扰动分析单元，其用以识别数据完整度小于预设数据完整度或时序波动度大于预设时序波动度的标准数据，确定为扰动数据。

8、进一步地，所述监控分析模块还包括数据分析单元，其用以基于关键数据类型的数量确定数据完整度以及基于相邻标准数据组合的上传时间差确定时序波动度；

9、所述数据完整度与关键数据类型数量为正相关关系；

10、所述时序波动度与相邻标准数据组合的上传时间差为正相关关系。

11、进一步地，区域划分模块包括统计分析单元以及划分选择单元；

12、统计分析单元，其用以根据扰动数据对应的物联感知设备的时空变化率确定来源分布稳定度；

13、划分选择单元，其用以响应来源分布稳定度大于预设来源分布稳定度的条件，确定将区域选择基准由城市分布特征调整为干扰分布特征。

14、进一步地，所述区域划分模块还包括划分执行单元，其用以响应区域选择基准为干扰分布特征的条件，基于稳定子值由大至小的顺序依次对扰动数据的物联感知设备进行区域构建，以获取满足预设构建条件的若干设备聚焦区域；

15、其中，所述预设构建条件为设备聚焦区域内物联感知设备的稳定子值的平均值小于或等于预设平均稳定子值。

16、进一步地，所述划分执行单元还用以响应区域选择基准为城市分布特征的条件，基于区域建筑密度由大至小的顺序依次对扰动数据的物联感知设备进行区域构建，以获取设备聚焦区域。

17、进一步地，动态处理模块包括空间分配单元，其用以基于空间距离升序对各设备聚焦区域进行区域分配以得到若干区域分配集合；

18、区域分配集合包括处理单元以及若干设备聚焦区域。

19、进一步地，所述动态处理模块还包括适应分析单元，其用以基于处理单元的模型需求更新率的条件，确定针对模型需求更新率大于预设模型需求更新率的区域分配集合进行任务卸载，所述任务卸载目标为扰动频率最大的物联感知设备。

20、进一步地，所述动态处理模块还包括基准分析单元，其用以响应处理单元的任务多样均衡度大于预设任务多样均衡度的条件，确定将任务卸载基准由任务单一度调整为运行间隔符合度。

21、进一步地，所述动态处理模块还包括卸载分配单元，其用以将卸载后的物联感知设备迁移至任务卸载基准最大的处理单元所对应的区域分配集合。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过监控分析模块根据标准数据的数据完整度以及时序波动度确定是否为扰动数据，其中，数据完整度反映单次上传的标准数据所包含的关键信息字段的齐全程度，时序波动度反映标准数据在其所属设备上传序列中时间间隔偏离常规节奏的显著程度，在数据缺失或上传节奏异常时及时识别扰动数据，避免了因数据不完整或传输异常导致的误判与漏判，提升了感知数据质量监控的准确性与实时性。

23、进一步地，本发明通过区域划分模块根据扰动数据的来源分布稳定度自适应确定区域选择基准，其中，来源分布稳定度反映各扰动数据对应的物联感知设备的时空变化率的整体水平，时空变化率越大则设备发生扰动的时序规律越不稳定，在来源分布稳定度较高时将区域选择基准由城市分布特征调整为干扰分布特征，基于稳定子值进行设备聚焦区域的构建，避免了在城市功能分区与扰动来源分布不一致时仍按固定基准划分导致聚焦区域失准的问题，提升了设备聚焦区域划分的针对性与合理性。

24、进一步地，本发明通过区域建筑密度由大至小的顺序依次对扰动数据的物联感知设备进行区域构建以获取设备聚焦区域，其中区域建筑密度反映设备初始构建范围内建筑物所覆盖的面积占比，能够优先将周边建筑密集、感知需求高的设备纳入聚焦区域，确保了城市生命线工程中高风险区域的设备覆盖完整性，避免了因建筑密度高但设备未被纳入聚焦区域而导致的安全监测盲区。

25、进一步地，本发明通过动态处理模块根据处理单元的模型需求更新率确定是否进行任务卸载，其中，模型需求更新率反映单个处理单元中模型需求变更的频率，模型需求变更为设备聚焦区域内监测数值持续攀升触发，在模型需求更新率较高时将扰动频率最大的设备卸载并迁移至其他处理单元，避免了因单一处理单元负载过高或模型更新过于频繁导致处理效率下降的问题，实现了计算资源的动态均衡分配，提升了平台整体的数据处理时效性。

26、进一步地，本发明通过基准分析单元根据处理单元的任务多样均衡度确定任务卸载基准，其中，任务多样均衡度反映各处理单元调用模型数量的均衡程度，将卸载后的设备迁移至卸载基准最大的处理单元，避免了单一卸载基准在任务分布均衡时无法有效区分设备迁移优先级的问题，实现了卸载目标与处理单元当前负载特征的最优适配，进一步提升了任务卸载的合理性与资源利用效率。