本发明涉及装备试验、大数据处理及智能数据处理,尤其涉及一种多源试验数据的处理装置和方法。
背景技术:
1、目前,装备试验是对装备的性能/能力/效能指标进行采集、测试和摸底,是支撑管理部门进行装备采办决策的重要手段,只有符合使用需求的装备才能投入生产。同时,装备试验能够有效牵引装备体系创新发展。装备试验可为管理部门提供全面、可靠、准确的装备效能、适用性、体系融合性等评估结果,预测装备在未来将如何工作,分析挖掘现有装备存在的问题,支撑管理部门做出装备升级改进、运用方式调整决策。
2、装备在研制、生产、运用过程中,会在各种试验场景下进行试验,从而产生大量的试验数据,这些数据普遍存在格式繁杂、标准不统一、数据多等多源异构特点,如何对这些复杂多源异构的试验数据进行有效的汇聚、处理及服务,从而实现对装备效能的准确判别和装备特征的正确提取,有效提升装备生产效率和竞争力,是当前装备试验需要解决的关键问题。
技术实现思路
1、针对如何对复杂多源异构的试验数据进行有效的汇聚、处理及服务,从而实现对装备效能的准确判别和装备特征的正确提取,有效提升装备生产效率和竞争力的问题,本发明公开了一种多源试验数据的处理方法和装置。
2、本发明实施例第一方面,公开了一种多源试验数据的处理装置,包括:资源层、服务层和应用层;所述资源层,与所述服务层相连接,用于采集和存储多源试验数据集,为所述服务层和应用层提供存储资源、计算资源和通信资源;所述多源试验数据集,包括试验数据、数据类别信息和数据采集时间;
3、所述服务层,与所述应用层连接,用于为所述应用层提供基础软件;
4、所述应用层,用于实现对所述多源试验数据的处理,得到处理结果信息。
5、所述资源层,包括终端主机、计算服务器、存储设备和网络通信设备;所述终端主机,与所述计算服务器、存储设备和网络通信设备分别连接,用于采集得到多源试验数据集,为所述服务层的基础软件和应用层的各个模块提供硬件运行环境;
6、所述计算服务器,用于为所述服务层的基础软件和应用层的各个模块提供计算资源;
7、所述存储设备,用于存储所述多源试验数据集;
8、所述网络通信设备,用于为整个多源试验数据的处理装置提供传输网络环境和对外通信接口,为所述资源层、服务层和应用层提供网络通信接口。
9、所述服务层,包括操作系统软件、大数据平台软件、数据采集软件、数据抽取转换软件、数据整编软件、数据分析挖掘软件、数据管控软件、数据综合浏览软件、数据同步软件、数据安全管理软件、数据运行维护软件和通信中间件。
10、所述应用层,包括数据融合模块、数据评估模块、数据挖掘模块、数据显示模块;
11、所述数据融合模块,与所述数据评估模块和数据显示模块连接,用于对各类试验数据进行融合处理,得到融合结果信息;
12、所述数据评估模块,与所述数据显示模块连接,用于对试验数据进行评估处理,得到装备评估结果信息;
13、所述数据挖掘模块,与所述数据评估模块和数据显示模块连接,用于对试验数据进行挖掘处理,得到装备特征信息;
14、所述数据显示模块,用于对所述融合结果信息、装备评估结果信息和装备特征信息进行显示处理。
15、所述对试验数据进行评估处理,得到装备评估结果信息,包括:
16、获取得到所述多源试验数据集;
17、从所述多源试验数据集抽取得到第一数据类别的所有试验数据;
18、判断所述第一数据类别的所有试验数据的中位数值,是否大于第一预设值,得到第一判别结果;
19、当所述第一判别结果为是,判断所述第一数据类别的所有试验数据的数据采集时间的均值,是否位于预设的时间区间内,得到第二判别结果;
20、当所述第二判别结果为是,利用第一评估模型,对所述多源试验数据集进行计算处理,得到装备评估结果信息;
21、当所述第二判别结果为否,利用第二评估模型,对所述多源试验数据集进行计算处理,得到装备评估结果信息;
22、当所述第一判别结果为是,从所述多源试验数据集抽取得到第三数据类别的所有试验数据,利用第三评估模型,对所述第三数据类别的所有试验数据进行处理,得到装备评估结果信息。
23、所述第一评估模型,包括:
24、s21,利用所述多源试验数据集,构建得到多源试验数据矩阵;所述多源试验数据矩阵的行向量,为所述多源试验数据集中的试验数据的序列;
25、s22,对所述多源试验数据矩阵进行分解处理,得到多源试验数据矩阵的左分解矩阵、特征矩阵和右分解矩阵;
26、所述分解处理,其计算表达式为:
27、y=uav,
28、其中,u为左分解矩阵,a为特征矩阵,v为右分解矩阵,u和v均为正交矩阵,a为对角矩阵,y为所述多源试验数据矩阵;
29、s23,将所述特征矩阵的对角线元素进行提取,得到特征向量;所述特征向量表示为ia,ia=[λ1,λ2,…,λn1],n1为所述特征向量所包含元素的个数;
30、s24,对所述特征向量的元素和元素序号值进行线性拟合处理,得到最佳一致逼近多项式;
31、s25,利用最佳一致逼近多项式,对所述特征向量的元素的均值进行计算处理,得到装备评估结果值;确定所述装备评估结果值,为装备评估结果信息。
32、所述第二评估模型,包括:
33、从所述多源试验数据集抽取得到第二数据类别的所有试验数据;
34、基于数据采集时间,利用所述第二数据类别的所有试验数据,构建得到试验数据矩阵;
35、利用所述试验数据矩阵中的所有行向量,计算得到相关系数矩阵;所述相关系数矩阵中的第i行、第j列的元素,为所述试验数据矩阵中的第i行向量和第j行向量的互相关值;
36、对所述相关系数矩阵进行特征值计算,得到特征值向量;
37、对特征值向量进行累积归一化处理,得到累积归一化向量;
38、对所述相关系数矩阵中的每个行向量,计算得到其极差值;利用所有行向量的极差值,构建得到极差向量;
39、利用累积归一化向量作为加权值,对所述极差向量进行加权融合处理,得到装备评估结果值;确定所述装备评估结果值,为装备评估结果信息。
40、所述第三评估模型,包括:
41、利用所述多源试验数据集,构建得到试验数据矩阵;所述试验数据矩阵中的行向量,为同一数据类别的试验数据;
42、对所述试验数据矩阵中的每个行向量,分别进行时频变换处理,得到对应的谱序列;利用所有的谱序列,构建得到谱序列集合;所述谱序列集合,包括若干个谱序列;所述谱序列集合,其表达式为[e1,e2,…,en],其中,ei表示第i个谱序列;
43、对所述谱序列集合进行特征融合处理,得到加权谱信号;
44、对所述加权谱信号进行逆时频变换处理,得到评估序列;
45、计算得到所述评估序列的均值,确定所述均值,为装备评估结果信息。
46、本发明实施例第二方面,公开了一种多源试验数据的处理方法,利用所述的多源试验数据的处理装置来实现,包括:
47、s1,采集得到多源试验数据集;所述多源试验数据集,包括试验数据、数据类别信息和数据采集时间;
48、s2,对所述多源试验数据集进行评估处理,得到装备评估结果信息;
49、s3,对所述多源试验数据集进行挖掘处理,得到装备特征信息。
50、所述对试验数据进行评估处理,得到装备评估结果信息,包括:
51、获取得到所述多源试验数据集;
52、从所述多源试验数据集抽取得到第一数据类别的所有试验数据;
53、判断所述第一数据类别的所有试验数据的中位数值,是否大于第一预设值,得到第一判别结果;
54、当所述第一判别结果为是,判断所述第一数据类别的所有试验数据的数据采集时间的均值,是否位于预设的时间区间内,得到第二判别结果;
55、当所述第二判别结果为是,利用第一评估模型,对所述多源试验数据集进行计算处理,得到装备评估结果信息;
56、当所述第二判别结果为否,利用第二评估模型,对所述多源试验数据集进行计算处理,得到装备评估结果信息;
57、当所述第一判别结果为是,从所述多源试验数据集抽取得到第三数据类别的所有试验数据,利用第三评估模型,对所述第三数据类别的所有试验数据进行处理,得到装备评估结果信息。
58、本发明的有益效果为:
59、1、本发明实现了复杂多源异构的试验数据进行有效的汇聚、处理及服务,实现了对装备效能的准确判别和装备特征的正确提取,有效提升装备生产效率和竞争力。
60、2、本发明充分利用多类试验数据信息以及数据类型信息和采集时间信息,通过针对多种场景,构建多种评估处理模型,准确实现了对参试装备的有效评估。
1.一种多源试验数据的处理装置,其特征在于,包括:资源层、服务层和应用层;所述资源层,与所述服务层相连接,用于采集和存储多源试验数据集,为所述服务层和应用层提供存储资源、计算资源和通信资源;所述多源试验数据集,包括试验数据、数据类别信息和数据采集时间;
2.如权利要求1所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述资源层,包括终端主机、计算服务器、存储设备和网络通信设备;所述终端主机,与所述计算服务器、存储设备和网络通信设备分别连接,用于采集得到多源试验数据集,为所述服务层的基础软件和应用层的各个模块提供硬件运行环境;
3.如权利要求1所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述服务层,包括操作系统软件、大数据平台软件、数据采集软件、数据抽取转换软件、数据整编软件、数据分析挖掘软件、数据管控软件、数据综合浏览软件、数据同步软件、数据安全管理软件、数据运行维护软件和通信中间件。
4.如权利要求1所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述应用层,包括数据融合模块、数据评估模块、数据挖掘模块、数据显示模块;
5.如权利要求4所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述对试验数据进行评估处理,得到装备评估结果信息,包括:
6.如权利要求5所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述第一评估模型,包括:
7.如权利要求5所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述第二评估模型,包括:
8.如权利要求5所述的多源试验数据的处理装置,其特征在于,所述第三评估模型,包括:
9.一种多源试验数据的处理方法,其特征在于,利用权利要求1至8中任一项所述的多源试验数据的处理装置来实现,包括:
10.如权利要求9所述的多源试验数据的处理方法,其特征在于,所述对试验数据进行评估处理,得到装备评估结果信息,包括:
