一种低压集中器时钟自我修复的方法
【技术领域】
[0002] 本发明设及一种低压集中器在时钟丢失或时钟异常情况下的自我修复方法，属于 用电信息采集技术领域。
【背景技术】
[0003] 随着用电信息采集系统的不断发展，到2015年底全国将有超过3亿居民用户实现 远程化、自动化抄表，设及数百万个台区和集中器设备。在用电信息采集系统的应用模式 中，时钟是一个核屯、参数，时钟异常对数据采集和应用产生的影响正越来越明显地展现出 来。目前用电信息采集系统采用的是自上而下的时钟管理机制，由卫星钟作为系统的时钟 源，主站服务器通过专用信道与卫星钟保持同步，从主站到集中器采用的是远程通信方式， W无线公网（GPRS/CDMA)为主，因此通常W天或周为周期进行时钟检查和同步，平时则依靠 集中器本身的时钟单元保证时钟的准确性。在如此庞大的体量下，各种因素导致的时钟异 常很难完全避免，比如时钟电池失效、时钟晶振故障、器件老化、软件故障、极端条件引发的 时钟错乱等。一旦时钟异常，尤其是集中器时钟异常，将造成链式影响： 1) 、影响集中器对抄表时段的判断，造成抄表任务不能正常启动； 2) 、影响集中器抄表时的时标，比如抄读一个未来时间点的冻结数据，造成抄读失败； 3) 、影响集中器的数据存储，造成集中器将实时数据定时转存为历史数据时存错位 置； 4) 、影响集中器的统计功能，造成日统计、月统计、分时段统计数据的错误； 5) 、影响集中器的告警功能，包括判断异常事件的准确性、上报事件的时标，造成误报、 错报，给管理人员产生误导。
[0004] 按照现有的设计，集中器在时钟丢失或错误的情况下，只能等待主站在下一个时 钟检查周期来检查和修正时钟，通常在1天或者多天W后，而该时往往已经对数据采集、统 计的及时性和准确性产生了不易挽回的影响。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种低压集中器时钟自我修复的方法，通过 该方法，集中器能够在确认时钟已丢失或错误时，利用抄读到的电表时钟来反向校时，实现 时钟的自我修复。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案。
[0007] -种低压集中器时钟自我修复的方法，其特征在于按照W下步骤进行： 1)、集中器W固定周期检查当前时钟，根据W下逻辑判断时钟的有效性： ① 2000 《Y 《2100 ; ② 1《M《12 ; ⑤M值为 1，3,5,7,8，10，12 时，1《D《31 ; M值为4，6，9，11时，1《D《30 ; M值为2且Y值为4的整数倍时，1《D《29 ; M值为2且Y值非4的整数倍时，1《D《28 ; ④ 0《h《23 ; ⑤ 0《m《59 ; ⑥ 0《S《59 ; Y代表年，M代表月，D代表日，h代表时，m代表分，S代表秒； 2) 、当集中器根据步骤1)判断当前时钟为无效时，则根据W下原则从该集中器管理的 电表中选取一定数量的样本进行时钟抄读： ①S《30时，n=S; ⑤S〉30 时，n=30 ; S代表集中器管理的电表总数量，n代表样本数量； 3) 、启动集中器的定时器并开始依次抄读n只电能表的时钟，将抄读第n只样本表的报 文发出时刻记为t。，将收到样本表返回报文的时刻记为t。';对于抄读失败W及时钟无效的 电表则从样本中剔除，电表时钟有效性判断的方法同步骤1)中集中器时钟有效性的判断方 法； 4) 、针对每只样本表计算抄读电表时钟过程中的单向通道延时：
5) 、将样本表返回的时钟分别记为Ti、T2、……T。，根据步骤4)中计算的单向通道延 时计算修正后的样本表时钟： T：=T" + 5"； 6) 、按下式计算第2-n只样本表抄表时刻相对于第1只样本表抄表时刻的延时： An=tn'-ti'； 7) 、根据步骤6)得到的延时结果，Wt/为基准时刻，按照下式计算所有样本表在同一 时刻的时钟： Tn=Tn-An; 8) 、按照下式，在同一时间基准下，计算每个样本表相对于其它样本表的时间偏差之 和：
9) 、设样本时钟数据的最优值为Ts，并通过下式获得Ts值： ①n《2时， ③n〉2时，查找化中的最小值，如果最小值为Pi,则Ts=T'i; 10) 、将完成样本时钟最优值计算的时刻记为t,，并按下式计算用于修复集中器时钟的 目 标值Td; Td=Ts+ (t,-ti)； 11) 、集中器将时钟设置为Td，完成时钟修复。
[0008] 优选地，将每次时钟修正的记录保存在日志中W供追溯；所述时钟修正的记录包 括修正前时钟和修正后时钟。
[0009] 本发明与现有技术相比，具有W下优点： 1) 、集中器可主动监测自己的时钟是否正常，在确认时钟异常时，可通过抄读用户电表 的方式来实现自我修复，从而保证抄表任务不受影响； 2) 、时钟修复的方法基于对批量电表的集中采样，且通过专用算法降低样本数据离散 性W及通道延时带来的误差，在样本数量充足时精度较高； 3) 、时钟修复过程借用现有信道资源，无需增加任何硬件，自诊断、自愈合，修复时间 短，不需要人工干预，并且不会对正常抄表产生影响； 4) 、广泛适用于载波、无线、RS485等各种通信方式和组网方式的集抄系统中。
【具体实施方式】
[0010] W下结合具体实例进一步说明本发明。
[0011] 1)、集中器W固定周期检查当前时钟，根据W下逻辑判断时钟的有效性： ① 2000《Y《2100 ; ③ 1《M《12 ; ⑤M值为 1，3,5,7,8，10，12 时，1《D《31 ; M值为4，6，9，11时，1《D《30 ; M值为2且Y值为4的整数倍时，1《D《29 ; M值为2且Y值非4的整数倍时，1《D《28 ; ④ 0《h《23 ; ⑤ 0《m《59 ; ⑥ 0《S《59 ; Y代表年，M代表月，D代表日，h代表时，m代表分，S代表秒。
[0012] 2)、当集中器根据步骤1)判断当前时钟为无效时，则根据W下原则从该集中器管 理的电表中选取一定数量的样本进行时钟抄读： ①S《30时，n=S; ②S〉30 时，n=30 ; S代表电表总数量，n代表样本数量。
[0013] 3)、启动集中器的定时器并开始依次抄读n只电能表的时钟，将抄读第1只样本表 报文的发出时刻记为ti，收到电表返回报文的时刻记为ti'；同样，将抄读第2-n只样本表 报文的发出时刻分别记为t,、t3、……t。，收到样本表报文的时刻分别记为t,'、t3'、…… t。对于抄读失败W及时钟无效的表则从样本中剔除，电表时钟有效性判断的方法同步骤 1)中集中器时钟有效性的判断方法。
[0014] 4)、由于低压集中抄表普遍采用电力线载波通信方式，其特点是通道延时较长，所 W必须针对每只样本表计算抄读电表时钟过程中的单向通道延时：
[0015] 5)、将样本表返回的时钟分别记为Ti、T2、……T。，可知T。实际上并不是t。'时刻 样本表的时钟，而是（t。' - 5。）时刻样本表的时钟，因此需要按步骤4)中计算的单向通道 延时计算修正后（即真正t。'时刻）的样本表时钟： Ti=Ti+5,,T；=T, + 5,,……Tn'=Tn+S。。
[0016] 6)、由于n只表的抄读过程是先后执行的，因此Ti' 一T。'并不是n只表同一时刻的 时钟，需要统一到一个基准时刻。计算第2-n只样本表抄表时刻相对于第1只样本表抄表 时刻的延时： AA2=t2'-ti'，......An=tn'-ti'。
[0017] 7)、根据上述延时，wti'为基准时刻计算所有样本表在同一时刻的时钟，w便比 较： t'i=T；-T；=T；-……Tn=Tn'-An。
[0018] 8)、因电表属于计量器具，其时钟精度总体上是可靠的，现场统计表明，实际运行 中的电能表时钟误差小于60秒的比例高于99. 5%，因此所有获得的样本表时钟数据理论上 离散线是比较小的，但不排除个别故障表会出现较大的偏差，需要通过算法找出样本数据 中最"准确"的一个，采用用如下方法，在同一时间基准下，计算每个样本表相对于其它样本 表的时间偏差之和：
[0019] 9)、设样本时钟数据的最优值为Ts，则通过W下算法获得Ts值： ①n《2时， ③n〉2时，查找Pi，P2…化中的最小值，假设最小值为Pi,则Ts=T'i。
[0020] 10)、将完成样本时钟最优值计算的时刻记为t,，则按W下方法计算用于修复集中 器时钟的目标值Td: Td=Ts+ 也-ti)。
[0021] 11)、集中器将时钟设置为Td，完成时钟修复。同时，本次时钟修正的记录(含修正 前时钟、修正后时钟）将保存在日志中W供追溯。
【主权项】
1. 一种低压集中器时钟自我修复的方法，其特征在于按照以下步骤进行： 1) 、集中器以固定周期检查当前时钟，根据以下逻辑判断时钟的有效性： ① 2000 彡 Y 彡 2100 ; ② I < M < 12 ; ③ M 值为 1，3,5,7,8，10，12 时，1 彡 D 彡 31 ; M值为4，6，9，11时，1彡D彡30 ; M值为2且Y值为4的整数倍时，I < D < 29 ; M值为2且Y值非4的整数倍时，I < D < 28 ; ④ 0彡h彡23 ; ⑤ 0彡m彡59 ; ⑧0彡s彡59 ; Y代表年，M代表月，D代表日，h代表时，m代表分，s代表秒； 2) 、当集中器根据步骤1)判断当前时钟为无效时，则根据以下原则从该集中器管理的 电表中选取一定数量的样本进行时钟抄读： ① S彡30时，n=S ; ② S>30 时，n=30 ; S代表集中器管理的电表总数量，η代表样本数量； 3) 、启动集中器的定时器并开始依次抄读η只电能表的时钟，将抄读第η只样本表的报 文发出时刻记为tn，将收到样本表返回报文的时刻记为t n';对于抄读失败以及时钟无效的 电表则从样本中剔除，电表时钟有效性判断的方法同步骤1)中集中器时钟有效性的判断方 法； 4) 、针对每只样本表计算抄读电表时钟过程中的单向通道延时：5) 、将样本表返回的时钟分别记为T1、T2、……Tn，根据步骤4)中计算的单向通道延 时计算修正后的样本表时钟： τ；=τη+δη； 6) 、按下式计算第2-η只样本表抄表时刻相对于第1只样本表抄表时刻的延时： Δη? 7) 、根据步骤6)得到的延时结果，以t/为基准时刻，按照下式计算所有样本表在同一 时刻的时钟： Τ η=Τη _ Δ n; 8) 、按照下式，在同一时间基准下，计算每个样本表相对于其它样本表的时间偏差之 和：9) 、设样本时钟数据的最优值为Ts，并通过下式获得1值：②n>2时，查找Pn中的最小值，如果最小值为Pi,则Ts=T^ 10) 、将完成样本时钟最优值计算的时刻记为ts，并按下式计算用于修复集中器时钟的 巨 标值Td: Td =Ts + (ts -t! '）； 11) 、集中器将时钟设置为Td，完成时钟修复。2.如权利要求1所述的低压集中器时钟自我修复的方法，其特征在于：将每次时钟修 正的记录保存在日志中以供追溯；所述时钟修正的记录包括修正前时钟和修正后时钟。
【专利摘要】本发明公开了一种低压集中器时钟自我修复的方法。首先，集中器通过一组逻辑判断来确定时钟是否异常；如果异常，则集中器按特定规则，从其管理的电能表中选择一定数量进行时钟抄读，在去除抄表通道延时及读取样本表不同步带来的误差后，集中器按照算法计算所有样本表时钟数据中最可信的值，最后完成集中器时钟的校对。整个时钟修复过程充分利用了低压台区固有的电能表和信道资源，自诊断、自愈合，不需要人工干预。通过该方法，集中器能够在确认时钟已丢失或错误时，利用抄读到的电表时钟来反向校时，实现时钟的自我修复。
【IPC分类】G04G5/02, H04W56/00, G08C17/02, G08C19/00
【公开号】CN104978842
【申请号】CN201510314588
【发明人】赵红军, 蒋剑跃, 张加海
【申请人】烟台东方威思顿电气股份有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月10日