一种支持动态调度的数据采集系统及方法

摘要

本发明提供了一种支持动态调度的数据采集系统及方法，该系统包括：用于获取来自各传感器的隧道数据识别值的数据获取模块、用于对获取的隧道数据识别值进行归一化处理，并判定隧道数据识别值的数据获取模式是否需要调度的数据处理模块，以及用于将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端的数据发送模块和根据预设的动态调度算法对需调度的数据获取模式执行调整的获取模式调度模块。采用本发明的技术方案对传感器采集的感测数据进行归一化处理并根据实际需求调度获取数据的周期和优先级，能够有效克服现有技术中采集的数据质量可靠性不足的问题，且在不增加执行时长的基础上降低了不必要的数据采集资源消耗和数据处理资源消耗。

权利要求

1.一种支持动态调度的数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块，其与感测区域中的各传感器通信连接，设置为获取各传感器发送的感测数据识别值；

其中，所述感测数据识别值，包括：传感器采集的检测值、传感器标识数据和传感器所属区域的标识数据；

数据处理模块，其与所述数据获取模块连接，设置为对获取的感测数据识别值进行归一化处理，并从归一化处理后的感测识别值中选取检测值，根据检测值判定感测识别值对应的数据获取模式是否需要调度；

数据发送模块，其与所述数据处理模块连接，设置为将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端；

获取模式调度模块，其与所述数据处理模块连接，设置为根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优先级对需调度的数据获取模式进行调整；

所述数据处理模块包括：调度判定单元，其设置为根据归一化处理后的检测值和对应的阈值判定所述检测值对应的数据获取模式是否需要调度；所述数据获取模式包括：数据获取周期和获取优先级；

所述调度判定单元，判定检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，包括：将归一化处理后的检测值与对应的阈值进行比较，若所述检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定其所属感测识别值对应的数据获取模式需要调度；

其中，所述阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设定。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：预警模块，其与数据处理模块连接，设置为若所述数据处理模块判定数据获取模式需要调度，则向所述监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块，包括：归一化处理单元，其设置为根据预设的数据处理算法将获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值构建参数模型。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调度判定单元，判定检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，还包括：判断是否存在对感测区域内部环境有影响的时节变化因素、自然灾害因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

5.一种支持动态调度的数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、获取感测区域内各传感器发送的感测数据识别值；

步骤S2、对获取的感测数据识别值进行归一化处理，并将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端；

步骤S3、从归一化处理后的感测识别值中选取检测值，根据检测值判定所述感测识别值对应的数据获取模式是否需要调度；

步骤S4、根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优先级对需调度的数据获取模式进行调整；

其中，所述感测数据识别值，包括：传感器采集的检测值、传感器标识数据和传感器所属区域的标识数据；

在所述步骤S3中，判定所述检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，包括：将归一化处理后的检测值与对应的阈值进行比较，若所述检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定其所属感测识别值对应的数据获取模式需要调度；

其中，所述阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设定；所述数据获取模式包括：数据获取周期和获取优先级。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若判定所述数据获取模式需要调度，则向所述监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对获取的感测数据识别值进行归一化处理的过程，包括：

根据预设的数据处理算法对获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值构建参数模型。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，判定所述感测识别值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，还包括：判断是否存在对感测区域内部环境有影响的时节变化因素、自然灾害因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

说明书

一种支持动态调度的数据采集系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及安全监控运营监测领域，具体而言，涉及一种支持动态调度的数据采集系统及方法。

背景技术

[0002] 不论是科学实验领域还是实际生活中，利用传感器感测技术对某场所或区域进行数据监控的应用越来越广泛。尤其是对于某些不易得到监测数据的特定区域的，实时的数
据监控至关重要。例如隧道线路，其多位于地下或山体内，在外界不易掌握隧道内的实时情
况，一旦隧道内出现异常情况，很难第一时间了解现场情况，并采取相应措施，因此会造成
重大的损失，影响到隧道内设备及传输线路的安全运行。

[0003] 目前传统的数据采集方法是利用传感器基于统一的频率和算法感测获取感测检测值后，直接将其传输给监控终端进行数据分析或展示，其在不同的运行时段都以固定不
变的算法获取传感器感测的数据并进行展示。采用这种方法，若数据采集过程中传感器在
不同环境和不同时段采集的全部数据都按照单一不变的算法传输给监控终端，则收集的数
据则会含有大量不必要的无用数据，采集的数据源质量不高，且实际应用中，由于测试时间
有限，一般设定一定的数据传输周期，要想保证采集数据的可靠性，就需要令数据传输及展
示操作保持一个较短的周期，不仅耗费通信资源和展示资源，而且会导致大量冗余的无用
数据。此外，传统的数据采集系统在需要调整数据获取模式的时候，需要进行现场更新，不
仅需要现场拆装传感器，而且需要由专业人员在固定地点连接更新，在现场通过采集终端
人工获取传感器的已采集数据，再通过数据存储设备拷贝至管理中心，操作繁杂，需要较高
的时间成本和人力成本，数据的实效性的大打折扣。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种支持动态调度的数据采集系统，在一个实施例中，所述系统包括：数据获取模块，其与感测区域中的各传感器通信连接，设置为获取感
测区域内各传感器发送的感测数据识别值；

[0005] 其中，所述感测数据识别值，包括：传感器采集的检测值、传感器标识数据和传感器所属区域的标识数据；

[0006] 数据处理模块，其与所述数据获取模块连接，设置为对获取的感测数据识别值进行归一化处理，并从归一化处理后的感测识别值中选取检测值，根据检测值判定感测识别
值对应的数据获取模式是否需要调度；

[0007] 数据发送模块，其与所述数据处理模块连接，设置为将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端；

[0008] 获取模式调度模块，其与所述数据处理模块连接，设置为根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优先级对需调度的数据获取模式进行调整。

[0009] 在一个实施例中，所述系统还包括：

[0010] 预警模块，其与数据处理模块连接，设置为若所述数据处理模块判定数据获取模式需要调度，则向所述监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号。

[0011] 优选地，所述数据处理模块，包括：

[0012] 归一化处理单元，其设置为根据预设的数据处理算法将获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值
构建参数模型；

[0013] 调度判定单元，其与所述归一化处理单元连接，设置为根据归一化处理后的检测值和对应的阈值判定所述检测值对应的数据获取模式是否需要调度；

[0014] 其中，所述数据获取模式包括：数据获取周期和获取优先级。

[0015] 在一个实施例中，所述调度判定单元，判定检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，包括：

[0016] 将归一化处理后的检测值与对应的阈值进行比较，若所述检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定其所属感测识别值对应的数据获取
模式需要调度；

[0017] 其中，所述阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设定。

[0018] 在一个实施例中，所述调度判定单元，判定检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，还包括：

[0019] 判断是否存在对感测区域内部环境有影响的时节变化因素、自然灾害因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

[0020] 基于上述一个或多个实施例，本发明还提供一种支持动态调度的感测数据采集方法，所述方法包括：

[0021] 步骤S1、获取感测区域内各传感器发送的感测数据识别值；

[0022] 步骤S2、对获取的感测数据识别值进行归一化处理，并将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端；

[0023] 步骤S3、从归一化处理后的感测识别值中选取检测值，根据检测值判定所述感测识别值对应的数据获取模式是否需要调度；

[0024] 步骤S4、根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优先级对需调度的数据获取模式进行调整；

[0025] 其中，所述感测数据识别值包括：传感器采集的检测值、传感器标识数据和传感器所属区域的标识数据。

[0026] 在一个实施例中，所述方法还包括：

[0027] 若判定所述数据获取模式需要调度，则向所述监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号。

[0028] 优选地，在所述步骤S2中，对获取的感测数据识别值进行归一化处理的过程，包括：

[0029] 根据预设的数据处理算法对获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值构建参数模型。

[0030] 在一个实施例中，判定所述检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，包括：

[0031] 将归一化处理后的检测值与对应的阈值进行比较，若所述检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定其所属感测识别值对应的数据获取
模式需要调度；

[0032] 其中，所述阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设定；所述数据获取模式包括：数据获取周期和获取优先级。

[0033] 在一个实施例中，在所述步骤S3中，判定所述感测识别值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，还包括：

[0034] 判断是否存在对区域内部环境有影响的时节变化因素、自然灾害因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

[0035] 与最接近的现有技术相比，本发明的技术方案还具有如下有益效果：

[0036] 本发明提供的一种支持动态调度的数据采集系统，包括专门用于获取各传感器采集的感测数据识别值的数据获取模块，其对应的各种感测数据识别值的数据获取模式是可
以利用设置的获取模式调度模块进行调整的，此外，本发明系统中的数据处理模块用于对
获取的感测数据识别值进行归一化处理，并判定该感测识别值对应的数据获取模式是否需
要调度，保证数据获取模式的合理性，不仅保证了数据采集结果的可靠性，同时避免了传统
的数据采集系统中不必要的通信资源消耗，此外，本发明中由数据处理模块对传感器采集
的原始感测数据识别值进行归一化处理后再判定对应的获取模式需要调度与否及发送至
监控终端进行展示，不仅提升了数据传输的速率和数据对于用户的识别度，提升了整个数
据采集过程的时效性，同时令数据传输和显示过程中不必设置多种格式的硬件，也不需要
到现场进行调度操作，节省操作时间，同时将硬件资源成本控制在合理的程度。

[0037] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0038] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0039] 图1是本发明实施例一中支持动态调度的数据采集系统的结构示意图；

[0040] 图2是本发明实施例二中支持动态调度的数据采集系统的结构示意图；

[0041] 图3是本发明实施例三中支持动态调度的数据采集方法的流程示意图。

具体实施方式

[0042] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依
据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例
以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

[0043] 不论是科学实验领域还是实际生活中，利用传感器感测技术对某场所或区域进行数据监控的应用越来越广泛。尤其是对于某些不易得到监测数据的特定区域的，实时的数
据监控至关重要。例如，在现实场景中，随着线缆用量的越来越大，越来越多的线路不得不
通过地下隧道来铺设，但是由于隧道的线路处于地下，较难监控到隧道区域内的实时环境
状况，且隧道内设备或线缆线路的故障查找时间和维修时间较长，给电网运行的可靠性以
及用户的正常用电带来一定的影响。在无法对隧道内状况进行监测的情况下，极易造成安
全事故。例如，国内出现多起较大的线缆火灾事故，都是由于事故初期无法监测到隧道内的
情况，传输线缆由于温度上升等原因起火，工作人员无法及时提供解决措施，造成意外损
失。因此，隧道内部是关键的监测区域，需要进行持续监控，以保障隧道能够正常运行。

[0044] 现有的数据采集方法通常为利用感测区域中设置的传感器进行统一数据采集，数据采集过程中，监控终端始终以固定不变的获取周期和优先级获取传感器感测的数据，采
用这样的技术方案存在以下不足：

[0045] (1)感测区域中可能有多种传感器，不同传感器感测的数据多种多样，对于固定不变的数据获取周期和优先级，若始终以较低次数获取数据并进行监控显示，会导致采集数
据源完整性和精确度不足，甚至遗漏重要数据；若要保证数据源质量，则需要始终以较高次
数进行采集，则会导致通信资源损耗过高，增加通信成本和监控终端的运行成本。

[0046] (2)在需要调整数据获取模式设置时，需要工作人员到传感器所述区域现场进行拆换并更新传感器，传感器中的数据需要另存，操作繁杂，耗时较长，且操作过程中的数据
获取中断。

[0047] 为解决上述问题，本发明提供一种支持动态调度的数据采集方法及系统，下面参考附图对本发明各个实施例进行说明。

[0048] 实施例一

[0049] 图1示出了本发明实施例一提供的支持动态调度的数据采集系统的结构示意图，参照图1可知，该系统包括：

[0050] 数据获取模块，其与设定区域中的各传感器通信连接，设置为获取各传感器发送过来的感测数据识别值；其中，数据获取模块获取的感测数据识别值包括：传感器采集的检
测值、传感器标识数据和传感器所属感测的标识数据，具体的，检测值的种类有多种，检测
值的类型与采集传感器的类型相关。

[0051] 进一步地，为了实现传感器采集数据的动态调度，本发明根据采集的上述各感测数据识别值确定当前工作状态是否具备调度需求，因此有数据处理模块，其与数据获取模
块连接，设置为对获取的感测数据识别值进行归一化处理，并从归一化处理后的感测识别
值中选取检测值，根据检测值判定感测数据识别值对应的数据获取模式是否需要调度；其
中，数据获取模式主要是指感测数据识别值对应的获取周期和获取优先级。

[0052] 数据发送模块，其与数据处理模块连接，设置为将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端；

[0053] 获取模式调度模块，其与数据处理模块连接，设置为根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优先级对需调度的数据获取模式进行调整。

[0054] 具体的，在一个示例中，数据获取模块在隧道区域中获取的感测数据识别值中的检测值包括：传感器感测的隧道区域的实时温度，断面(纵面)形变，沉降，水位，气象(风速、
风向，温度，湿度，雨量，雨强)，不同的数据值设置有对应的传感器进行感测。涉及到的传感
器包括：温度传感器、激光测距仪传感器、水速测量仪传感器、静力水准仪传感器和液压传
感器；每种传感器设置的数量为至少一个。

[0055] 进一步地，通过不同的传感器感测检测值并获取隧道区域内对应的各种感测数据识别值的过程，包括：

[0056] 通过温度传感器采集并输出温度信号，获取隧道区域内的温度识别值。

[0057] 通过激光测距仪传感器采集并输出断面形变信号，获取隧道区域内的断面形变识别值。

[0058] 通过水速测量仪传感器采集并输出水速信号，获取隧道区域内的水速识别值。

[0059] 通过静力水准仪传感器采集并输出沉降/纵向形变信号，获取隧道区域内的沉降/纵向形变识别值。

[0060] 通过液压传感器采集并输出水位信号，获取隧道区域内的液压识别值。

[0061] 作为优选，各个温度传感器分别布设在隧道区域内的线缆接头处，用于监测隧道内的温度状况；各个激光测距仪传感器，激光测距仪传感器设置在隧道内不同位置，用于检
测隧道内的断面形变；各个水速测量仪传感器设置在隧道内不同位置，用于采集并输出水
速信号；各个静力水准仪传感器设置在隧道内预设距离处，用于检测隧道内的沉降/纵向形
变信号；各个液压传感器，设置在隧道内距离隧道底部预设距离处，用于检测隧道内的积水
深度，液压传感器可以替代人眼查看水位，其水位侦测功能可动态的使隧道监控管理系统
监测到隧道内的当前积水深度。在隧道内距离隧道底部预设距离处设置液压传感器，其安
放位置和数量可根据隧道内实际情况来确定，例如在隧道内不同高度上有层次地设置多个
液压传感器，分别为0.3m、0.5m、1m等，水位传感器能将被测点的水位参量实时地转变为相
应电量信号，能够很好的检测出隧道内的积水深度，并通过不同高度的水位传感器检测水
位的变化，每个水位传感器均与隧道监控管理系统连接，可将转化后的信号传输至监测控
制系统中，监测控制系统将检测到的水位情况与设定的警戒阈值进行判断，确保隧道内的
环境处于安全状态，保证线缆的安全运行。各传感器均与调度控制终端连接，调度控制终端
与隧道监控管理系统连接，其中的隧道监控管理系统为现有技术中对隧道内状况进行监控
管理的计算机系统。

[0062] 进一步地，本发明实施例的数据处理模块，包括：归一化处理单元，其设置为根据预设的数据处理算法将获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测
数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值构建参数模型。

[0063] 在一个示例中，对隧道区域内的感测数据识别值进行归一化处理是为了方便用户查看和理解，同时有助于后文调度判定步骤中的计算和使用。其中，对感测数据识别值进行
格式归一化处理可以从多个方面考虑，根据感测数据识别值中不同参数的实际需求进行处
理，例如，传输的感测数据识别值中的传感器标识数据和所属隧道区域标识数据通常是简
单的字母数字组合，直接发送至监控终端进行显示，用户难以识别，可以根据实际需求对其
进行统一的格式补充处理；而对于传感器采集的检测值数据，则需要对各检测值数据的显
示格式进行归一化处理；如水位信号数据，将来自不同隧道区域内传感器的水位信号数据
的单位以及或者小数精确程度等格式进行归一化处理。

[0064] 进一步地，该步骤中对感测数据识别值进行格式归一化处理后，对格式归一化处理后的各感测数据识别值构建参数模型，将感测数据识别值中的各参数通过结构化表达式
和参数集表示，其中，将参数通过结构化表达能够令用户一目了然，提升用户的查看体验，
将各参数用参数集表示进行存储，在节省存储空间的基础上，便于管理者进行查看和调用。

[0065] 本发明实施例的数据处理模块还包括：调度判定单元，其与归一化处理单元连接，设置为根据归一化处理后的检测值和对应的阈值判定检测值所属感测识别值对应的数据
获取模式是否需要调度。具体的，调度判定单元，将归一化处理后的检测值与对应的阈值进
行比较，若检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定
对应感测数据识别值的数据获取模式需要调度；

[0066] 在一个优选的示例中，将归一化处理后的检测值(信号感测数值)通过仿真软件生成相关参数的变化曲线，进一步分析变化曲线，确定各检测值的值和变化频率是否超过对
应区域允许的阈值范围，例如所属隧道区域安全运行的基础上能承受的最大检测值数据。

[0067] 其中，阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设定，不同感测数据的阈值不同。具体的，若隧道区域的感测数据识别值大于等于预设
的警戒阈值，则确定该感测数据识别值对应数据获取模式需调度。若感测数据识别值小于
预设的警戒阈值，则确定该感测数据识别值对应的数据获取模式不需调度。

[0068] 同样的，若感测数据识别值的变化频率超出设定的频率阈值，则确定该感测数据识别值对应的数据获取模式需调度。

[0069] 若感测数据识别值的变化频率符合设定的合格频率范围，则确定该感测数据识别值对应数据获取模式不需调度。例如，如果隧道区域内水位数据识别值发生突变，即液压识
别值超过警戒阈值或变化频率过快，说明液压识别值对应的获取模式需要调度，即液压传
感器对应的数据获取模式需要调度，以保证水位监测的实效性，为隧道监控管理决策提供
有效的数据体量。进一步的，根据设置的动态调度算法对相应传感器的采集周期和优先级
进行动态调度，并根据调度后的采集周期和优先级获取隧道区域内的感测数据识别值。

[0070] 隧道区域中传感器采集的数据出现识别值过大，或者短时间内变化频率过高的现象时，说明隧道中的设备运行出现了异常，此时，则需要更密集地获取当前隧道运行环境的
数据，但是若传感器按照固定不变的采集模式运行，则无法保障在合适的时间获取足够需
要的精确数据。例如，当隧道内温度识别值比预设的温度警戒数据高时，说明隧道内电路或
设备出现了异常，而该种情况下，短时间内温度情况多变，若是传感器的采集周期过长，则
有可能会失去重要的隧道数据，甚至错过维修的最佳时机，影响整个监控的正常工作。采用
本发明的上述技术方案，在隧道内传感器采集的感测数据识别值不满度对应合格阈值或者
其变化频率超出合格范围时，通过调整传感器的采集周期和优先级能够有效保障传感器采
集数据的可靠性，同时保证隧道内设备系统的安全运行。

[0071] 在一个可选的实施例中，所述调度判定单元，判定检测值对应的数据获取模式是否需要调度的过程，还包括：

[0072] 判断是否存在对区域内部环境有影响的时节变化因素、自然灾害因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

[0073] 在实际应用中，本发明的上述方法同样适用于由于自然灾害调度条件和人为环境变化因素导致的感测数据识别值突变和变化频率过高的情况。或者，在预先能够确定需要
调度数据或模式之前，就根据设定的调度算法先行调整对应感测数据识别值的获取模式。
例如，在夏季梅雨季节来临时，适度增加液压传感器的采集频率，以更加精确地采集隧道区
域内的水位信号，并及时排除安全隐患，避免发生水位过高的状况导致隧道内设备批量故
障；或者在地震或山体滑坡想象高峰期临时调整隧道沉降、变形的数据采集模式，从而做到
灾害预判。

[0074] 在一个优选的示例中，本实施例的获取模式调度模块，对需调度的数据获取模式进行调整的过程包括：根据预设时间段内传感器感测得到的检测值数值绘制变化曲线波
形，计算单位时间内曲线波形的斜率，由斜率的大小确定下一个时间段内该传感器检测值
对应的感测数据识别值的获取周期和获取优先级，通常情况下，所述感测数据识别值的获
取优先级与其获取周期之间存在正向线性关系。

[0075] 本发明实施例提供的支持动态调度的数据采集系统中，各个模块或单元结构可以根据试验需求独立运行或组合运行，以实现相应的技术效果。

[0076] 实施例二

[0077] 图2示出了本发明实施例二中支持动态调度的数据采集系统的结构示意图，基于上述实施例，本发明实施例还提供了如下技术结构，对于与前面实施例相同或相似的结构，
此处不作赘述，仅对区别的结构进行说明。如图2所示，该实施例中的系统还包括预警模块，
其一端与数据处理模块连接，另一端与监控终端连接，设置为若数据处理模块判定数据获
取模式需要调度，则向监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号，以便于工作人员收
到预警信号，从而能够及时验证数据获取模式是否成功得到调度。

[0078] 实际应用中，还可以建立对应的数据记录模块，在收到语音信号的时候对相应的感测数据检测值进行记录，有利于提升设定区域的监控可靠性，例如，应用于隧道区域中
时，收到预警信号时及时对感测数据检测值进行记录，有利于隧道使用监控和维护的进一
步优化。

[0079] 本发明实施例提供的支持动态调度的数据采集系统中，各个模块或单元结构可以根据试验需求独立运行或组合运行，以实现相应的技术效果。

[0080] 实施例三

[0081] 基于本发明技术方案的其他方面，本发明还提供一种支持动态调度的数据采集方法，图3示出了本发明实施三中支持动态调度的数据采集方法的流程示意图，如图3中所示，
该方法包括：

[0082] 步骤S310、获取感测区域内各传感器发送的感测数据识别值。其中，获取的感测数据识别值包括：对应传感器采集的检测值、传感器标识数据和传感器所属区域的标识数据。
具体的，在一个示例中，上述方法应用于隧道区域的数据采集过程中，其中采集的感测数据
识别值中的检测值种类包括：传感器感测的隧道的实时温度，断面(纵面)形变，沉降，水位，
气象(风速、风向，温度，湿度，雨量，雨强)，不同的数据值设置有对应的传感器进行感测。涉
及到的传感器包括：温度传感器、激光测距仪传感器、水速测量仪传感器、静力水准仪传感
器和液压传感器；每种传感器设置的数量为至少一个。

[0083] 进一步地，通过不同的传感器感测获取对应的各种感测数据识别值的过程，包括：

[0084] 通过温度传感器采集并输出温度信号，获取隧道区域中的温度识别值。

[0085] 通过激光测距仪传感器采集并输出断面形变信号，获取隧道区域中的断面形变识别值；

[0086] 通过水速测量仪传感器采集并输出水速信号，获取隧道区域中的水速识别值。

[0087] 通过静力水准仪传感器采集并输出沉降/纵向形变信号，获取隧道区域中的沉降/纵向形变识别值。

[0088] 通过液压传感器采集并输出水位信号，获取隧道区域中的液压识别值。

[0089] 作为优选，各个温度传感器分别布设在隧道内的线缆接头处，用于监测隧道内的温度状况；各个激光测距仪传感器，激光测距仪传感器设置在隧道内不同位置，用于检测隧
道内的断面形变；各个水速测量仪传感器设置在隧道内不同位置，用于采集并输出水速信
号；各个静力水准仪传感器设置在隧道内预设距离处，用于检测隧道内的沉降/纵向形变信
号；各个液压传感器，设置在隧道内距离隧道底部预设距离处，用于检测隧道内的积水深
度，液压传感器可以替代人眼查看水位，其水位侦测功能可动态的使隧道监控管理系统监
测到隧道内的当前积水深度。在隧道内距离隧道底部预设距离处设置液压传感器，其安放
位置和数量可根据隧道内实际情况来确定，例如在隧道内不同高度上有层次地设置多个液
压传感器，例如设置高度分别为0.3m、0.5m、1m等，水位传感器能将被测点的水位参量实时
地转变为相应电量信号，能够很好的检测出隧道内的积水深度，并通过不同高度的水位传
感器检测水位的变化，每个水位传感器均与隧道监控管理系统连接，可将转化后的信号传
输至监测控制系统中，监测控制系统将检测到的水位情况与设定的警戒阈值进行判断，确
保隧道内的环境处于安全状态，保证线缆的安全运行。各传感器均与调度控制终端连接，调
度控制终端与隧道监控管理系统连接，其中的隧道监控管理系统为现有技术中对隧道内状
况进行监控管理的计算机系统。

[0090] 进一步地，为了实现传感器采集数据的动态调度，本发明根据采集的上述各感测数据识别值确定当前工作状态是否具备调度需求，因此有步骤S320、对获取的隧道数据识
别值进行归一化处理，并将归一化处理后的感测数据识别值发送至监控终端。

[0091] 该步骤中，对获取的感测数据识别值进行归一化处理，包括以下操作：

[0092] 根据预设的数据处理算法对获取的感测数据识别值进行格式归一化处理，获得统一格式的感测数据识别值，并对各统一格式的感测数据识别值构建参数建。

[0093] 该步骤中，对感测数据识别值进行归一化处理是为了方便用户查看和理解，同时有助于后文调度判定步骤中的计算和使用。其中，对感测数据识别值进行格式归一化处理
可以从多个方面考虑，根据感测数据识别值中不同参数的实际需求进行处理，例如，传输的
感测数据识别值中的传感器标识数据和所属感测标识数据通常是简单的字母数字组合，直
接发送至监控终端进行显示，用户难以识别，可以根据实际需求对其进行统一的格式补充
处理；而对于传感器采集的检测值数据，则需要对各检测值数据的显示格式进行归一化处
理；如水位信号数据，将来自不同区域的传感器的水位信号数据的单位以及或者小数精确
程度等格式进行归一化处理。

[0094] 进一步地，该步骤中对感测数据识别值进行格式归一化处理后，对格式归一化处理后的各感测数据识别值构建参数模型，将感测数据识别值中的各参数通过结构化表达式
和参数集表示，其中，将参数通过结构化表达能够令用户一目了然，提升用户的查看体验，
将各参数用参数集表示进行存储，在节省存储空间的基础上，便于管理者进行查看和调用。

[0095] 基于上述操作，在归一化处理后的感测数据识别值的基础上判定其获取模式是否需要调度，接下来有步骤S330、从归一化处理后的感测识别值中选取检测值，根据检测值判
定对应的数据获取模式是否需要调度。

[0096] 该步骤中，根据归一化处理后的检测值和对应的阈值判定所述检测值所属感测数据识别值对应的数据获取模式是否需要调度，其中，数据获取模式主要包括获取感测数据
识别值的周期和获取的优先级。具体的，判定所述检测值对应的数据获取模式是否需要调
度的过程，包括：

[0097] 将归一化处理后的检测值与对应的阈值进行比较，若所述检测值超过对应的数值阈值或检测值的变化频率超过对应的频率阈值，则判定其所属感测识别值对应的数据获取
模式需要调度；其中，所述阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要
求和季节情况设定。在一个可选的实施例中，判定所述感测识别值对应的数据获取模式是
否需要调度的过程，还包括：判断是否存在对区域内环境有影响的时节变化因素、自然灾害
因素以及施工干预因素，若存在，则判定感测识别值对应的数据获取模式需要调度。

[0098] 在一个优选的示例中，将归一化处理后的感测数据(数值)通过仿真软件生成相关参数的变化曲线，进一步分析变化曲线，确定各感测数据的值是否超过区域允许的阈值范
围。其中，阈值根据感测数据识别值对应传感器的类型、所属区域的使用要求和季节情况设
定，不同感测数据对应的阈值是不同的。

[0099] 对于数据获取模式确定需要调度的感测数据识别值，接下来从获取周期和获取优先级两方面进行调整，因此有步骤S340、根据预设的动态调度算法基于获取周期和获取优
先级对需调度的数据获取模式进行调整。

[0100] 在一个优选的示例中，本实施例在步骤S340中，对需调度的数据获取模式进行调整的过程包括：根据预设时间段内传感器感测得到的检测值数值绘制变化曲线波形，计算
单位时间内曲线波形的斜率，由斜率的大小确定下一个时间段内该传感器检测值对应的感
测数据识别值的获取周期和获取优先级，通常情况下，所述感测数据识别值的获取优先级
与其获取周期之间存在正向线性关系。

[0101] 基于上述技术方案，本发明实施例的方法还包括：若判定数据获取模式需要调度，则向监控终端发出文字预警信号和/或声音预警信号。

[0102] 本发明实施例提供的数据采集方法能够合理地控制数据采集过程中的通信成本和监控显示成本，且保证工作人员及时、准确地掌握感测区域内的情况，对事故做到预先示
警，从而快速解决存在的安全问题，防止线缆灾害的发生。进一步地，本发明的技术方案实
现对感测区域内线缆温度、气体、水位、视频信息等多维数据的采集和分析，针对感测区域
内可能存在的通风、排水、防火防灾等多种问题进行监测，该数据采集系统通过调度感测数
据源的获取模式，实现感测区域内传感器感测数据获取模式的远程调度管理，有效实现了
数据采集过程的灵活性，自动化程度高，为高压供电线缆正常运作和工作人员的人身安全
提供了保障，并且保证了隧道采集数据的可靠性，有助于隧道内线缆和设备的稳定运行。

[0103] 应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理
解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。

[0104] 说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定
均指同一个实施例。

[0105] 虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本
发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，
但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。