[发明专利]一种基于积分扩散因子的流量插值积算方法及装置

权利要求书

1.一种基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据流量传感器输出的流量检测广义采样域，得到采样域中采样点数据队列；

(2)根据采样点数据和采样点数据队列，拟合采样检测流量积算密度函数；

(3)对采样检测流量积算密度函数在采样域内进行积分，得到采样流量检测信号能量累积函数；

(4)计算采样流量检测信号能量累积函数的加权扩散因子；

(5)计算实时采样量。

2.根据权利要求1所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，步骤(2)中采样检测流量积算密度函数的首尾数据点二阶可微，采样检测流量积算密度函数的首尾数据点一阶导数为0。

3.根据权利要求2所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，步骤(2)中根据{x_i,f(x_i)},(i＝0,…,n)，采用三次样条插值拟合采样检测流量积算密度函数S(x)：

其中：

x_i,(i＝0,…,n)是采样域中采样点数据队列第i个时间值；

f(x_i)＝y_i,(i＝0,…,n)是采样域内第i个采样流量信号值；

h_i,(i＝0,…,n-1)是时间步长，为当前时刻与上一时刻之差，h_i＝x_i+1-x_i；

M_i,(i＝0,…,n)是采样检测流量积算密度函数在第i个时刻对应的二阶导数，且M_i满足公式：

μ_i,λ_i,(i＝1,…,n-1)是由当前时间步长h_i和相邻时间步长h_i-1,h_i+1决定的线性方程表达式定常系数，d_i,(i＝1,…,n-1)是由上一时间步长h_i-1、当前时间步长h_i和采样域内第i个采样流量信号值y_i及相邻采样流量信号值y_i-1,y_i+1决定的线性方程表达式定常系数。

4.根据权利要求1所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，步骤(3)中单次采样流量检测信号能量累积函数P(.)的表达式为：其中：n_p是采样域内样本长度；c₀是采样流量检测信号基准偏移系数，c₀＝4。

5.根据权利要求1所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，步骤(4)中采样流量检测信号能量累积函数的加权扩散因子k的计算公式为：

其中：

n_k是扩散因子的遗忘序列长度；

c(i)是第i个加权扩散因子的遗忘系数，

P(i)是第i个采样流量检测信号能量累积函数值；

v(i)是与P(i)相对应的第i个采样流量实际测量值。

6.根据权利要求1所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法，其特征在于，步骤(5)中实时采样流量的体积v(t)的计算公式为：v(t)＝kP(t)，其中：P(t)是当前采样流量检测信号能量累积值，t为当前时刻。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法的积算装置，其特征在于，所述装置包括采样机(1)、量筒(2)、流量传感器(4)、工业控制机(5)、终端模块(6)、云服务器(8)、查询终端(9)、移动终端(10)，流量传感器(4)、终端模块(6)均与工业控制机(5)连接，终端模块(6)、云服务器(8)、查询终端(9)、移动终端(10)均与物联网(7)连接；采样机(1)将采样料浆自流输送至量筒(2)中，采样机(1)的采样结果输送至工业控制机(5)中。

8.根据权利要求7所述的基于积分扩散因子的流量插值积算方法的积算装置，其特征在于，所述工业控制机(5)包括采样信号密度拟合模型模块、采样信号能量积算模块、采样量输出模块、参数库、协议解析封装组件；终端模块(6)为NB-IoT终端模块。