1.基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,所述系统包括:获取模块,用于获取闸门数据,所述闸门数据包括每一时刻的水位、水流量以及开度;
分段处理模块,用于对所述闸门数据进行分段处理,得到分段后的闸门数据;
重要性模块,用于基于分段后的闸门数据,确定每个时间段内闸门数据的重要性;
压缩模块,用于基于所述闸门数据的重要性,对所述闸门数据进行压缩,得到压缩后的闸门数据;
传输模块,用于对压缩后的闸门数据进行数据传输;
所述重要性模块,包括:
第一确定单元,用于确定每个时间段内闸门的开启特征值;
定义单元,用于根据分段后的闸门数据中的开度,定义多个开度范围;
第二确定单元,用于根据分段后的闸门数据中的开度,确定每个时间段内闸门开度变化曲线,所述开度变化曲线的横坐标表示时间,纵坐标表示闸门开度;
划分单元,用于过所述开度变化曲线的极大值点作与横坐标轴垂直的第一直线和过所述开度变化曲线的极小值点作与横坐标轴垂直的第一直线,过多个开度范围的上限和下限对应的开度值作与纵坐标垂直的第三直线,通过多条第一直线、多条第二直线和多条第三直线将所述开度变化曲线划分为多个曲线段;
第三确定单元,用于确定每个时间段内闸门在每个开度范围内的开度变化特征值;
第四确定单元,用于基于每个时间段内闸门在每个开度范围内的开度变化特征值,确定每个时间段内闸门的开度变化特征值;
第五确定单元,用于基于每个时间段内闸门的开启特征值和闸门的开度变化特征值,确定每个时间段内闸门数据的重要性;
所述压缩模块,包括:
更新频率单元,用于基于所述闸门数据中的开度对应的重要性和出现频率,确定闸门数据中的开度的更新频率;
压缩编码单元,用于基于所述闸门数据中的开度的更新频率,确定所述闸门数据中每种开度对应的压缩编码;
数据压缩单元,用于基于所述闸门数据中每种开度对应的压缩编码,对所述闸门数据进行压缩,得到压缩后的闸门数据;
根据如下公式,确定闸门数据中的开度的更新频率:
;
式中, 表示开度为k对应的闸门开度数据中的开度的更新频率,表示开度为k对应的闸门开度数据的重要性的均值,exp表示以自然常数为底数的指数函数, 表示开度为k对应的闸门开度数据的开度的出现频率;
所述压缩编码单元,包括:
第一判断子单元,用于响应于所述闸门数据中的开度的更新频率大于或等于频率阈值,确定所述闸门数据中开度对应的压缩编码为短编码形式的哈夫曼编码;
第二判断子单元,用于响应于所述闸门数据中的开度的更新频率小于频率阈值,确定所述闸门数据中开度对应的压缩编码为长编码形式的哈夫曼编码。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,所述分段处理模块,包括:分割单元,用于通过阈值时间间隔对所述闸门数据进行分割,得到多段分段后的闸门数据。
3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,所述确定每个时间段内闸门的开启特征值包括:根据如下公式,确定每个时间段内的每个开启时间段内闸门的开启特征值,其中,在开启时间段内,闸门处于开启状态:;
式中, 表示第 个时间段内的第x个开启时间段内闸门的开启特征值,表示第 个时间段的时长, 表示第 个时间段内的第x个开启时间段的时长, 表示第 个时间段内的第x个开启时间段内闸门的最大开度,表示时间段的标号,x表示第 个时间段内开启时间段的标号;
根据如下公式,确定每个时间段内闸门的开启特征值:
;
式中, 表示第 个时间段内闸门的开启特征值, 表示第 个时间段内闸门开启时间段的数量,K表示第 个时间段内所有开启时间段内闸门的开度的极差, 表示第 个时间段内的第x个开启时间段与第x+1个开启时间段之间的间隔时长。
4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,根据如下公式,确定每个时间段内闸门在每个开度范围内的开度变化特征值:;
式中, 表示第 个时间段内闸门在第i个开度范围内的开度变化特征值, 表示第个时间段内闸门在第i个开度范围所对应的时长, 表示第 个时间段内闸门在第i个开度范围内的开度变化曲线出现转折点的次数, 表示第 个时间段内闸门在第i个开度范围内的曲线段的数量, 表示第 个时间段内闸门在第i个开度范围内的第l个曲线段的斜率的绝对值,i表示开度范围的标号,l表示第 个时间段内闸门在第i个开度范围内的曲线段的标号。
5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,根据如下公式,基于每个时间段内闸门在每个开度范围内的开度变化特征值,确定每个时间段内闸门的开度变化特征值:;
式中, 表示第 个时间段内闸门的开度变化特征值,表示闸门开度范围的数量,表示第 个时间段内闸门的开度所涉及的开度范围的数量。
6.根据权利要求1所述的基于边缘计算的闸门远程监控与控制系统,其特征在于,根据如下公式,确定每个时间段内闸门数据的重要性:;
式中, 表示第 个时间段内闸门数据的重要性, 表示第 个时间段内闸门的开度变化特征值, 表示第 个时间段内闸门的开启特征值和第 +1个时间段内闸门的开启特征值之间的差值绝对值, 表示预设的相邻时间段的闸门的开度特征之间的差异阈值。