电能表任务执行能力检测装置的制作方法

本实用新型涉及电能表技术领域，特别涉及一种电能表任务执行能力检测装置。

背景技术：

目前，现有对电能表性能检测方案均不适用于对电能表任务执行能力进行检测，电能表的任务执行情况不能被及时发现，具体原因如下：

首先，在现有技术中，电能表的性能往往通过各种实验手段在实验室条件下测量得到的实验值，这些实验值均为一个具体的数字，在此基础上通过大量实验即可获得一定量的样本数据，通过对样本数据进行分析即可检测电能表的相关性能，例如一种典型的样本数据分析方法为主成分分析和k均值聚类法。但是这种方法针对的对象是数值样本数据，而电能表执行任务的数据通常为任务执行是否成功，即任务执行数据仅为成功或失败而不是一个具体量化的数字。因此，现有基于数值样本数据的分析方法不能用于检测电能表任务执行能力。

其次，目前主要用于分析电能表性能的方法主要是传统的主成分分析法，传统的主成分分析法处理的对象是无时序性的数据，已有技术中通过多次实验取得的样本数据即为无时序性的数据，因此传统主成分分析方法可用于这种分析。但实际应用环境中，电能表执行任务是具有时序性的，任务发送是先于任务回执的，而且任务回执是否及时也反映了电能表执行任务的能力强弱。因此，传统的用于分析电能表性能的主成分分析方法不能用于检测电能表任务执行能力。

另外，现有对电能表的检测，由于需要很多人的参与，电网运营成本高，效率低，电能表的任务执行能力差的时候不能被及时发现，因此，用户满意度也低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电能表任务执行能力检测装置，用以及时发现电能表任务执行能力，节省成本，提高检测效率，该装置包括：

采集器，与每一待检测电能表连接，用于采集每一待检测电能表的时域扩展采样数据；所述时域扩展采样数据为具有时序性的任务执行成功与否的数据；

显示器，与所述采集器连接，用于显示根据所述时域扩展采样数据反馈的主成分矩阵，以及根据主成分矩阵确定的每一电能表任务执行能力的检测结果；所述主成分矩阵代表所有待检测电能表任务执行能力的共性特征。

本实用新型实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

首先，本实用新型提供的电能表任务执行能力检测装置为考虑了样本数据时序性和任务执行成功与否组成布尔量的任务数据实现对电能表任务执行能力进行检测的装置。

其次，通过该检测装置的实施，工作人员可以及时发现电能表的任务执行情况，及时发现问题解决问题，因此降低了电网运营成本，提高了电能表执行任务能力的检测的效率，进而提高了用户的满意度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中电能表任务执行能力检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型又一实施例中电能表任务执行能力检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

图1是本实用新型实施例中电能表任务执行能力检测装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：

采集器01，与每一待检测电能表连接，用于采集每一待检测电能表的时域扩展采样数据；所述时域扩展采样数据为具有时序性的任务执行成功与否的数据；

显示器02，与所述采集器01连接，用于显示根据所述时域扩展采样数据反馈的主成分矩阵，以及显示根据主成分矩阵确定的每一电能表任务执行能力的检测结果；所述主成分矩阵代表所有待检测电能表任务执行能力的共性特征。

本实用新型实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

首先，与现有技术中传统主成分分析方案的对象是数值，不能对任务执行成功与否进行分析，进而无法对电能表执行任务能力进行检测的方案相比较，本实用新型实施例提供的检测装置处理的对象是电能表执行任务的数据，即任务执行数据仅为成功或失败的数据，而不是一个具体量化的数字，因此本实用新型提供的电能表任务执行能力检测装置是一种能处理由任务执行成功或失败组成的布尔量样本数据分析的装置，进而可以解决检测电能表任务执行能力的问题。

其次，与现有技术中传统的主成分分析方案处理对象是无时序性的数据，无法对电能表执行任务能力进行检测的方案相比较，本实用新型实施例提供的检测装置是在时域进行扩展，解决了实际应用环境中电能表执行任务是具有时序性的问题，由于电能表的任务发送是先于任务回执的，而且任务回执是否及时也反映了电能表执行任务的能力强弱。因此，本实用新型提供的电能表任务执行能力检测装置考虑了样本数据时序性以实现对电能表执行任务能力的检测。

另外，通过该检测装置的实施，工作人员可以及时发现电能表的任务执行情况，及时发现问题解决问题，因此降低了电网运营成本，提高了电能表执行任务能力的检测的效率，进而提高了用户的满意度。

下面对本实用新型实例提供的电能表任务执行能力检测装置的结构进行详细介绍如下。

一、首先，介绍采集器01采集每一待检测电能表的时域扩展采样数据。

具体实施时，可以通过一其他装置来实现：根据电能表的任务执行的类型(任务执行成功的类型和任务执行失败的类型)和时间，对每一待检测电能表的任务(电能表的任务可以包括：采集、费控、校时、调价等任务)执行数据在时域进行扩展，得到每一待检测电能表的时域扩展采样数据，该其他装置可以集成在电能表上，也可以说单独存在，与电能表连接，获取电能表的任务执行数据，对每一待检测电能表的任务执行数据在时域进行扩展，得到每一待检测电能表的时域扩展采样数据，采集器01与电能表或该单独存在的该其他装置连接，采集电能表的时域扩展采样数据。

具体地，对每一待检测电能表的任务执行数据在时域进行扩展，得到时域扩展采样数据的方法可以通过现有方法实现，例如：设参与电能表任务执行能力检测的电能表(待检测电能表)个数为n，原始数据的起始时间为tstart，结束时间为tend，则测试时间长度δt为δt＝tend-tstart，设第j个电能表的任务执行数据共有m组，其中第i组任务对应的时间为tij。如果第j个电能表的第i组任务为发送指令，则对应的任务执行数据在时域进行扩展后的时域扩展采样数据为vij∠αij，其幅值为vij＝1，其相角为αij，αij＝(tij-tstart)π/δt；如果第j个电能表的第i组任务为任务执行成功回执，则对应的任务执行数据在时域进行扩展后的时域扩展采样数据为vij∠αij，其幅值为vij＝1，其相角为αij，αij＝(tij-tstart)π/δt+π；如果第j个电能表的第i组任务为任务执行失败回执，则对应的任务执行数据在时域进行扩展后的时域扩展采样数据为vij∠αij，其幅值为vij＝0.5，其相角为αij，αij＝(tij-tstart)π/δt+π。

具体实施时，电能表的任务执行的类型包括：任务执行成功的类型、任务执行失败的类型。

在一个实施例中，上述电能表任务执行能力检测装置还可以包括：归一化单元，用于对每一待检测电能表的时域扩展采样数据进行归一化处理，得到所有待检测电能表的归一化处理后的时域扩展采样数据；

所述显示器具体用于显示根据所述归一化处理后的时域扩展采样数据反馈的主成分矩阵，以及显示根据主成分矩阵确定的每一电能表任务执行能力的检测结果。

具体实施时，对每一待检测电能表的时域扩展采样数据进行归一化处理提高了数据处理的效率和精度，该归一化单元实现的过程可以通过现有的归一化处理方法实现，本实用新型保护的是包括归一化单元的检测装置构造，具体的归一化处理方法可以包括：对第j个电能表任务执行数据的时域扩展采样数据vj∠αj＝[v1j∠α1j,v2j∠α2j,···,vmj∠αmj]^t进行归一化，j＝1,2,···,n，归一化后得到的第j个电能表任务执行数据的归一化时域扩展采样数据为vj∠αj，vj∠αj的均值为0，标准差为1。

二、其次，介绍显示器02显示根据所述时域扩展采样数据反馈的主成分矩阵，以及显示根据主成分矩阵确定的每一电能表任务执行能力的检测结果。

具体实施时，可以通过一其他设备实现：根据时域扩展采样数据反馈主成分矩阵，以及根据主成分矩阵确定每一电能表任务执行能力的检测结果，该其他设备得到主成分矩阵和检测结果的具体过程可以通过现有的方法实现，例如：首先，该其他设备根据所有待检测电能表的时域扩展采样数据，构建原始数据矩阵，根据原始数据矩阵，确定原始数据矩阵对应的协方差矩阵；其次，该其他设备确定所述协方差矩阵的特征值，根据协方差矩阵的特征值，确定协方差矩阵对应的特征向量矩阵；然后，该其他设备根据主成分数量，从所述特征向量矩阵中选取出预设个特征向量，组成截取特征向量矩阵；根据所述截取特征向量矩阵和原始数据矩阵，确定主成分矩阵；所述主成分矩阵代表所有待检测电能表任务执行能力的共性特征；最后，该其他设备根据所述主成分矩阵，检测电能表任务执行能力。

1、下面首先对该其他设备得到主成分矩阵，以及根据主成分矩阵确定的检测结果的过程介绍如下。

(1)、具体实施时，构建m行n列的原始数据矩阵x，其中，m为不同时刻的任务执行次数，n为电能表的个数，x＝[v1∠α1,v2∠α2,···,vn∠αn]，x为m×n的复数矩阵，根据原始数据矩阵x计算x的协方差矩阵c，c＝x^hx，c为n×n的复数矩阵。

(2)、具体实施时，计算矩阵c的全部特征值λ1,λ2,···λn，且λ1≥λ2≥···≥λn≥0，所有特征值均为实数；对于特征值λj，j＝1,2,···,n，求出齐次线性方程组(λji-c)＝0的基础解系，得到c对于λj的一组特征向量uj，则特征向量矩阵u＝[u1,u2,···un]，u为n×n的复数矩阵，且满足u^hcu＝λ，其中λ＝diag(λ1,λ2,···,λn)。

(3)、具体实施时，根据guttman准则选择主成分的个数k，即k＝max{kλk≥1}。

(4)、具体实施时，根据主成分个数k从所述特征向量矩阵u中选取出第1至k个特征向量，即特征向量矩阵u的第1至k列组成的截取特征向量矩阵uk＝[u1,u2,···uk]，uk为n×k的复数矩阵，并对原始数据矩阵x进行变换，得到主成分矩阵p，则p代表了所有n个电能表任务执行情况的共性特征(因此，主成分矩阵也可以称作p共性特征矩阵p)，完成时域扩展主成分分析过程。

具体实施时，对原始数据矩阵x进行变换，得到主成分矩阵p，可以包括：通过p＝xuk计算主成分矩阵p，p为m×k的复数矩阵。

最后，该其他设备将得到的主成分矩阵，以及根据主成分矩阵确定的检测结果提供给显示器2进行显示，这样，工作人员可以及时发现电能表的任务执行情况，及时处理故障，提高用户的满意度。

2、下面再介绍显示器2的结构。

在一个实施例中，如图2所示，所述显示器可以包括如下显示单元的其中之一或组合：

第一显示单元021，用于显示根据主成分分量的数量检测的所有待检测电能表任务执行能力的差异性的检测结果；

第二显示单元022，用于显示根据主成分矩阵的第一列所有元素的均值检测的所有待检测电能表任务执行能力的差异性的检测结果。

在一个实施例中，所述第一显示单元具体用于显示如下检测结果：主成分分量的数量越小，代表所有待检测电能表任务执行能力差异小，主成分分量的数量越大，代表所有待检测电能表任务执行能力差异大；

所述第二显示单元具体用于显示如下检测结果：主成分矩阵的第一列所有元素的均值接近复平面原点(复平面原点是复数域的原点，横坐标代表实部，纵坐标代表虚部，原点是实部虚部都为0的复数)，代表所有待检测电能表任务执行能力好，任务发送数据得到执行成功回执的比重大，且收到回执所需的时间短；主成分矩阵的第一列所有元素的均值距离复平面原点远，代表所有待检测电能表任务执行能力差，任务发送数据得到执行成功回执的比重小，且收到回执所需的时间长。

具体实施时，主成分的个数k代表了所有电能表任务执行能力的差异性，k越小代表了参与评价的电能表任务执行能力差异小，反之，k越大代表了参与评价的电能表任务执行能力差异大，k值用于检测所有n个电能表任务执行能力的差异性。

具体实施时，共性特征矩阵p的第一列p1为所有电能表任务执行能力的主导特征，p1所有元素的均值越接近复平面原点代表所有电能表任务执行能力好，任务发送数据得到执行成功回执的比重大，且收到回执所需的时间短，反之，p1所有元素的均值距离复平面原点远，代表所有电能表任务执行能力差，任务发送数据得到执行成功回执的比重(比例)小，且收到回执所需的时间长。

在一个实施例中，如图2所示，所述显示器可以包括：第三显示单元023，用于显示根据主成分矩阵的第一列所有元素的方差检测的所有待检测电能表共性特征的任务执行能力差异性的检测结果。

在一个实施例中，所述第三显示单元具体用于显示如下检测结果：主成分矩阵的第一列所有元素的方差小，代表所有待检测电能表共性特征的任务执行能力差异小；主成分矩阵的第一列所有元素的方差大，代表所有待检测电能表共性特征的任务执行能力差异大。

具体实施时，p1所有元素的方差代表了所有电能表共性特征的任务执行能力差异性，p1所有元素的方差小，则所有电能表共性特征的任务执行能力差异小，反之，p1所有元素的方差大，则所有电能表共性特征的任务执行能力差异大。

在一个实施例中，如图2所示，所述显示器可以包括：第四显示单元024，用于显示根据截取特征向量矩阵的共轭转置矩阵的第一行元素的模检测的所有待检测电能表的任务执行能力的检测结果。

在一个实施例中，所述第四显示单元具体用于显示如下检测结果：共轭转置矩阵的第一行元素中的任一元素的模大，代表该任一元素对应的待检测电能表的任务执行能力好；共轭转置矩阵的第一行元素中的任一元素的模大，代表该任一元素对应的待检测电能表的任务执行能力差。

具体实施时，设uh为截取特征向量矩阵uk的共轭转置矩阵，则矩阵uh的第j列为第j个电能表的任务执行情况与所有电能表的共性特征p之间的关系，矩阵uh的第1行为n个电能表分别与主导特征p1的对应关系，其中，矩阵uh的第1行第j列元素u1j为第j个电能表分别与主导特征p1的对应关系，u1j的模越大，代表第j个电能表的任务执行能力越接近主导特征，该电能表的任务执行能力越好，反之，u1j的模越小，代表第j个电能表的任务执行能力越偏离主导特征，该电能表的任务执行能力越差。

综上，显示器包括第一显示单元021、第二显示单元022、第三显示单元023和第四显示单元024，及时显示上述其他设备提供的主成分矩阵，以及显示根据主成分矩阵确定的检测结果，这样，工作人员可以及时发现电能表的任务执行情况，及时处理故障，提高用户的满意度，也提高了检测电能表任务执行能力的灵活性。

三、接着，结合附图2介绍电能表任务执行能力检测装置包括的其他部件。

在一个实施例中，如图2所示，上述电能表任务执行能力检测装置还可以包括：存储器03，与所述显示器连接，用于存储所述每一电能表任务执行能力的检测结果。

具体实施时，电能表任务执行能力检测装置还可以包括存储器03，该存储器03对每一电能表任务执行能力的检测结果进行存储，便于后续对每个电能表的历史数据进行分析。

在一个实施例中，上述电能表任务执行能力检测装置还可以包括：触发器04，与所述采集器连接，用于接收用户输入的电能表任务执行能力检测的触发指令；

所述采集器具体可以用于根据所述触发指令，采集每一待检测电能表的时域扩展采样数据。

具体实施时，用户可以通过触发器04触发执行电能表任务执行能力检测，提高检测的方便性和灵活性。

本实用新型实施提供的技术方案的有益技术效果为：

首先，本实用新型提供的电能表任务执行能力检测装置为考虑了样本数据时序性和任务执行成功与否组成布尔量的任务数据实现对电能表任务执行能力进行检测的装置。

其次，通过该检测装置的实施，工作人员可以及时发现电能表的任务执行情况，及时发现问题解决问题，因此降低了电网运营成本，提高了电能表执行任务能力的检测的效率，进而提高了用户的满意度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。