一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法及系统，其通过获取自动扶梯全生命周期过程中的参数数据；对上传的参数数据进行筛选分类；依据筛选分类的结果，对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证后再存储；利用人机交互生成应用需求指令，依据应用需求指令调用关联数据，并建立对应的数学模型进行计算处理；接收分析结果，并依据分析结果制定相应的投资预算策略、设计方案策略、紧急预案策略和维保计划策略，能够有效提高信息处理效率，实现自动扶梯全生命周期信息无障碍交流，减少了因沟通不畅导致各类问题发生的可能。

说明书

技术领域

本发明属于电扶梯监测技术领域，更具体地，涉及一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法及系统。

背景技术

自动扶梯用在建筑物的不同层高间向上或向下输送乘客的设备，广泛用于火车站、地铁站、汽车站、商场、机场等人流集中的地方。自动扶梯由于具有运行时间长、负载大、高峰时期经常超负荷运行等特点，经常难免会出现各种各样的故障。轨道交通旅客提升设备故障具有种类多、易扩大、难防控等特。

全寿命周期包括设计、建造、运维全过程，其在设计阶段通常采用设计标准规范的指导，以及设计人员对特定工程特征的经验积累，进行工程设计，这种方式依赖人为的设计经验，保证设计方案的可行性和安全可靠，易出现人工差错漏碰。

现有的自动扶梯在全生命周期过程中的数据交流都是点对点的形式，一旦有一个环节沟通出现差错，可能都会导致最终结果出现偏差，且当自动扶梯开始运行，监测数据量巨大，现有的前-后台模式处理效率低下，无法满足实时监测、快速响应、资源共享的需求。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法及系统，其能够有效提高信息处理效率，实现自动扶梯全生命周期信息无障碍交流，减少了因沟通不畅导致各类问题发生的可能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法，该方法包括如下步骤：

获取自动扶梯全生命周期过程中的参数数据；

对上传的参数数据进行筛选分类；依据筛选分类的结果，对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证后再存储；利用人机交互生成应用需求指令，依据应用需求指令调用关联数据，并建立对应的数学模型进行计算处理；

接收分析结果，并依据分析结果制定相应的投资预算策略、设计方案策略、紧急预案策略和维保计划策略。

作为本发明的进一步改进，参数数据的类型包括设计参数、制造参数、检测参数、监测参数和资金参数中的一种或多种。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理系统，系统包括前台业务模块、中台数据处理模块和后台应用模块，其中，

前台业务模块用于获取自动扶梯全生命周期过程中的参数数据；

中台数据处理模块包括数据筛选子模块、数据整合子模块和数据分析子模块，数据筛选子模块用于对前台业务模块上传的参数数据进行筛选分类；数据整合子模块用于依据筛选分类的结果，对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证后再存储；数据分析子模块用于依据后台应用模块发送的应用需求指令调用关联数据，并建立对应的数学模型进行计算处理，将最终结果发送给后台应用模块；

后台应用模块用于利用人机交互生成应用需求指令发送给数据分析子模块，接收数据分析子模块的分析结果，并依据分析结果制定相应的投资预算策略、设计方案策略、紧急预案策略和维保计划策略。

作为本发明的进一步改进，参数数据的类型包括设计参数、制造参数、检测参数、监测参数和资金参数中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，前台业务模块包括研发设计终端、制造检测终端、运输安装终端和运行维保终端中的一个或多个，研发设计终端用于获取研发设计过程中的参数数据，所述制造检测终端用于获取制造检测过程中的参数数据，运行维保终端用于获取运行维保过程中的参数数据。

作为本发明的进一步改进，数据筛选子模块的数据筛选过程包括：

对前台业务传来的设计参数数据、制造参数数据、检测参数数据、监测参数数据、资金参数数据等进行筛选分类，以数据提供者的权限类别获取筛选分类的标准。

作为本发明的进一步改进，数据整合子模块的数据处理过程包括：

数据审查，利用描述性统计分析检查数据各个字段的字段类型、字段值的最大值、最小值、平均数、中位数等，记录个数、缺失值或空值个数；

数据清洗，对审查数据进行清洗错误值、异常值、缺失值和重新赋值，包括检查数据的数量是否满足分析的最低要求，字段值的内容是否与调查要求一致，是否全面；

数据转换，对清洗后的数据进行标准格式转换，标准格式转换包括无量纲化处理、线性变换、汇总聚集、适度概化、规范化和属性构造中的一种或多种；

数据验证，利用简单的线性模型、散点图、直方图、折线图进行探索性分析，利用相关分析和一致性检验对转换后数据的准确性进行验证。

作为本发明的进一步改进，后台应用模块还用于以可视化效果呈现分析结果或通过网络实现信息共享。

作为本发明的进一步改进，中台数据处理模块通过5G网络分别与前台业务模块和后台应用模块连接。

作为本发明的进一步改进，中台数据处理模块包括I/O接口、存储器、中央处理器、图形处理器和网卡，以实现数据采集、整合与分析。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法及系统，其使用数据中台对数据进行筛选、整合与分析处理，前台提供从研发设计到运行维护的业务信息，后台通过调用中台处理结果制定决策、进行可视化表达与信息共享，能够有效提高信息处理效率，实现自动扶梯全生命周期信息无障碍交流，减少了因沟通不畅导致各类问题发生的可能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的自动扶梯全生命周期数据管理系统的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例提供的一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括前台业务模块、中台数据处理模块和后台应用模块，前台业务模块用于获取自动扶梯全生命周期过程中的参数数据，该参数数据的类型包括但不限于设计参数、制造参数、检测参数、监测参数和资金参数中的一种或多种，通过收集这些参数数据以供后续模块进行自动扶梯全生命周期的判断，优选的，前台业务模块包括研发设计终端、制造检测终端、运输安装终端和运行维保终端中的一个或多个，其中，研发设计终端用于获取研发设计过程中的参数数据，如现状调研、方案设计、预算估计，制造检测终端用于获取制造检测过程中的参数数据，如零件生产、整机组装、出厂测，运输安装终端用于获取运输安装过程中的参数数据，如成品运输、现场安装、运行测试，运行维保终端用于获取运行维保过程中的参数数据，如运行监测、维保计划、紧急维修，从而对应于自动扶梯从设计到运维的全生命周期各个环节，各个环节从业人员可以通过前台业务模块进行人机交互输入相关数据，前台业务模块再将数据传输至中台数据处理模块，以供其进行整合与分析。

中台数据处理模块包括数据筛选子模块、数据整合子模块和数据分析子模块，数据筛选子模块用于对前台业务模块上传的参数数据进行筛选分类，具体地，数据筛选子模块对前台业务传来的设计参数数据、制造参数数据、检测参数数据、监测参数数据、资金参数数据等进行筛选分类，筛选分类的标准可以参考数据提供者的权限类别，例如以设计者权限登录系统上传的信息为设计信息，以管理者权限登录系统上传的信息为监测信息。

数据整合子模块用于依据筛选分类的结果，依据数据的类型对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证后再存储，以供后续的数据分析子模块调用；优选的，数据审查过程包括利用描述性统计分析检查数据各个字段的字段类型、字段值的最大值、最小值、平均数、中位数等，记录个数、缺失值或空值个数等；数据清洗过程包括对审查数据进行清洗错误值、异常值、缺失值和重新赋值，包括检查数据的数量是否满足分析的最低要求，字段值的内容是否与调查要求一致，是否全面等；数据转换过程包括对清洗后的数据进行标准格式转换，标准格式转换包括但不限于无量纲化处理、线性变换、汇总聚集、适度概化、规范化和属性构造中的一种或多种；数据验证过程包括利用简单的线性模型，以及散点图、直方图、折线图等图形进行探索性分析，利用相关分析、一致性检验等方法对转换后数据的准确性进行验证，确保不把错误和偏差的数据带入到数据分析中去；通过对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证这一系列的数据整合，将错误、冲突的“脏数据”清理干净，避免了无效数据对分析过程与结果产生干扰，使得后续数据分析结果更为合理、准确。

数据分析子模块用于依据后台应用模块发送的应用需求指令调用关联数据，并建立对应的数学模型进行计算处理，将最终结果发送给后台应用模块。具体地，以需要对自动扶梯的梯级运行状态进行分析为例，数据分析子模块接收到后台应用模块发送的梯级运行状态应用需求指令后，获取到其关联的监测数据为梯级的噪声信号，数据类型为监测信息，因此，进行数据调用时首先定位到数据整合子模块存储空间中的相应区间，然后提取某一时间段内的噪声信号数据，具体文件格式可能是txt文本；之后建立卡尔曼滤波模型，输入该段噪声数据，计算后输出噪声时序波形，以供技术人员分析有无异常，若波形出现明显的周期性峰值，则说明自动扶梯的梯级某处并不顺畅。

后台应用模块用于利用人机交互生成应用需求指令发送给数据分析子模块，接收数据分析子模块的分析结果，并依据分析结果制定相应的投资预算策略、设计方案策略、紧急预案策略和维保计划策略。优选的，以可视化效果呈现分析结果或通过网络实现信息共享。具体地，以对监测数据的分析为例，假设梯级噪声波形开始出现明显多余的周期性峰值，可认为此时梯路出现故障，需要制定停机检修的策略方案；或是以对设计数据的分析为例，假设通过分析设计参数，评估得到的结论为该设计方案会带来结构上的不稳定性增加，此时便需要及时制定新的设计方案。

图2是本发明实施例提供的自动扶梯全生命周期数据管理系统的一种具体实施方式的结构示意图。如图2所示，优选的，中台数据处理模块通过5G网络分别与前台业务模块和后台应用模块连接，信息流依次从前台、中台传递到后台，利用5G技术的高带宽、低延迟保证大容量数据传输的高效率与不失真，对于自动扶梯运维监测数据的传输至关重要。作为一个具体的实施方式，中台数据处理模块包括I/O接口、存储器、中央处理器、图形处理器和网卡等硬件设备，以实现数据采集、整合与分析。后台应用模块包括数据库、决策库、可视化终端和共享网络，以此构成自动扶梯全生命周期信息管理系统，能够对自动扶梯从设计生产到运行维保所有环节的信息进行存储、表达与共享。自动扶梯运行监测的信息传输流程具体为，首先前台的运行维保板块对自动扶梯运行的监测数据进行采集，采集的标准可以是运行时间，如仅采集工作时间段的数据，亦或是监测的对象，如仅采集出站口处的自动扶梯数据。其次，将采集数据传递至中台服务器，进行筛选、整合和分析，如根据数据类型筛选出监测的噪声信号，将其存储之后，对其完整性进行审查，清理重复和破损数据，将数据格式由原始的传感器采集格式转换为分析算法能够接收的统一格式，在分析之前进行可行性验证。然后，根据分析需求，如需要对噪音信号进行分析，则调用相应的监测噪音数据，代入合适的分析模型，如傅里叶函数、小波函数等，结算得到相应结果用于输出分析。最后，后台系统将分析结果进行可视化展示，如输出噪声信号的时频、幅频图像，供技术人员分析。

一种基于数据中台的自动扶梯全生命周期数据管理方法，该方法包括如下步骤：

获取自动扶梯全生命周期过程中的参数数据；

对上传的参数数据进行筛选分类；依据筛选分类的结果，对筛选后的数据进行审查、清洗、转换和验证后再存储；利用人机交互生成应用需求指令，依据应用需求指令调用关联数据，并建立对应的数学模型进行计算处理；

接收分析结果，并依据分析结果制定相应的投资预算策略、设计方案策略、紧急预案策略和维保计划策略。该方法的实现原理、技术效果与上述系统类似，此处不再赘述。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。