[发明专利]一种基于边缘计算的可多源数据处理的配电物联网体系

权利要求书

1.一种基于边缘计算的可多源数据处理的配电物联网体系，包括包含边缘计算和多源数据处理，其特征在于：所述边缘计算包括：

(1)内部交互机制，边缘计算节点内部数据交互主要采用MQTT消息总线方式进行，通过数据中心及数据订阅和发布机制进行数据互动，数据中心即为数据存储单元，数据按照业务类型进行分类，数据统一由数据中心进行管理，数据管理承担历史数据库、实时数据库的初始化、数据维护、访问代理及实时库采样保存四大功能，为应用软件和数据交互提供支撑；

(2)对外交互机制，对外交互流程分为以下几类：

1)云-边交互

根据业务场景分为云主动交互请求、边主动交互请求；

①云主动，指云主站可根据自身需求主动召唤边缘计算节点侧数据或下发边缘节点侧管控机制，通过接口调用边缘计算节点容器编排引擎(Kubernetes)中集群控制节点和集群负载及任务执行节点实现对多设备容器集群管理和资源调度，召唤方式可按模型实例和指定数据对象集合形式；

②边主动，指边缘计算节点可根据配置规则触发上报，可配置的规则包括定时器触发上报、测点变位上报、测点越限上报、测点条件触发上报和边缘计算节点云端大数据请求；

2)边-边交互

即2个或多个边缘计算节点间的数据交互流程，边-边数据交互由数据代理模块和云主站共同实现，单个边缘计算节点服务于特定区域用户，边缘计算节点1若想获得边缘计算节点2的数据，需首先向云主站进行数据请求，随后云主站根据DNS解析判断该域名是否部署边缘计算节点，并将请求信息解析边缘计算节点2，然后边缘计算节点2进行数据响应通过云主站将数据传达给边缘计算节点1；

3)边-端交互

根据数据采集APP设计和端侧设备的数据采集能力进行数据的采集，同时边缘计算节点将云主站或本身控制指令APP产生的控制命令下发到端侧设备实现双向的数据交互，交互流程类似云—边交互；

4)云-云交互

云主站应具备RESTAPI(WebService)和采用消息队列(Kafka或RabbitMQ)的接口，在规范化的数据共享机制下通过标准化接口完成与其他云主站系统(用电信息采集系统、生产管理系统等)之间的数据交互，实现跨系统数据共享共用，发挥数据资产价值；

所述多源数据处理包括：

(1)数据融合技术；

(2)异构网络数据融合算法；

(3)基于边缘计算的智能配电网多源数据处理与融合架构：

基于广义幂变换Zscore的多源数据标准化处理具体方法执行步骤如下；

步骤1：将采集的智能配电网多源数据根据时序特征进行分解处理，记x为标准化变换输入，其中x能够以多维数据的形式、矩阵形式、向量形式存在，设当x＝(x1，x2，…，xp)以矩阵形式出现时：

步骤2：由于配用电大数据多源异构的特点，为保证不同源数据格式均实现数据变换处理，分别设置应对不同格式的BC-Zscore标准化变换方案：

①若x是以向量形式存在时，返回变换后结果向量BC_Z＝(X-mean(X))/std(X)；

②若x是以矩阵形式存在时，逐一利用x的列向量的均值和标准差对相应的列进行数据标准化处理，返回变换后结果矩阵BC_Z；

③若x是以多维数组形式存在时，通过沿x的多个维度求解均值和标准差，再对x进行数据标准化处理，返回变换后高维数组BC_Z；

步骤3：x＝(x1，x2，…，xp)经BC-Zscore数据标准化处理后：

式中：其中求解变量X_j的平均值；求解变量X_j的标准差，经过BC-Zscore数据变换处理后X＝(X₁,X₂,L,X_p)的每列

步骤4：根据选定的多源数据处理方案进行数据迭代处理，循环执行步骤2、步骤3，汇聚数据变换处理结果；

步骤5：直到任务输入的数据源均经过量纲与量级的统一变换后，进行任务输出保存，用于多源数据融合、边缘数据计算或数据存储，多源数据标准化变换结束。