一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法技术

本发明专利技术涉及一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，属于工程可靠性分析技术领域。其利用在云端建立数字孪生模型和Fabric区块链技术，保证溯源数据真实性，确保数据处理过程清晰化，实现数据处理各个环节的监控与回溯，为新能源电池热失控的溯源提供了有效的解决途径。了有效的解决途径。了有效的解决途径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法


[0001]本专利技术涉及工程可靠性分析
，特别地涉及一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法。

技术介绍

[0002]溯源是指，往上游寻找发源地、源头。目前，数据溯源技术已得到广泛应用，除传感数据溯源外，在食品、药品、服饰、渔船等各行各业都能见到溯源技术的影子。近年来，新能源汽车发展迅猛，对新能源电池进行溯源也成为研究热点，一旦新能源电池出现问题，通过溯源查询，查出该新能源电池事发前的运行状态、传感器参数、数据融合与决策等全部信息，明确事故发生的客观原因，此项制度对新能源电池制造与责任认定具有相当重要的意义。
[0003]现有的溯源技术一般采用直接融合多种传感数据信息，无法保证融合决策结果的真实性，同时过程中的传感数据无法通过电子化、数字化被实时记录，无法保证监测过程的透明化、清晰化，实现数据处理各个环节的监控与回溯，保证数据真实性的问题，同时传感器的源头的相关信息无法进行准确查看。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，可解决现有技术无法保证融合决策结果的真实性，过程传感数据无法通过电子化、数字化的实时记录，无法保证监测过程的透明化、清晰化，实现数据处理各个环节的监控与回溯，保证数据真实性的问题，同时解决传感器的源头的相关信息无法进行准确查看的问题。当新能源电池发生事故时，制造商可以使用本溯源系统及方法返回并检查数字孪生的数据源头，以诊断问题发生的位置。制造商将来也可以使用这些诊断，以改进他们的设计，以便将来减少同样的事故发生。
[0005]本专利技术采用以下技术方案来实现其目的：本专利技术提供一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，该溯源方法的实施需要借助于一基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源系统，该溯源系统至少包括数据溯源模块、数字孪生模型、多源数据集成模块、Fabric区块链、仿真分析模型模块、传感数据连入模块、电池行为管理模块和传感信息模块，其中，溯源模块连接端设有数字孪生模型，数字孪生模型连接端设有多源数据集成模块与Fabric区块链，多源数据集成模块连接端分别设有仿真分析模型模块和传感数据连入模块，仿真分析模型模块连接端分别设有电池行为管理模块和传感信息模块；其溯源方法具体包括以下步骤：步骤S1、电池数据预处理与上传：在传感器数据边端处理过程中，将各工作状态传感器采集的原始数据进行分级预警，将所采集的原始数据和分级预警数据均存储至云端OBS；
步骤S2、建立新能源电池多传感器群体系统：将连接至云端OBS的所有传感器的信息存储，在云端完成对实体传感器的映射，按照传感器类别、规格、精度建立相同层级的多传感器群体系统；步骤S3、建立云端电池模型：根据云端OBS数据库内的新能源电池数字孪生模型数据库建立云端电池数字孪生模型，云端电池数字孪生模型中包括电池的物理参数、电池的过程参数；步骤S4、仿真分析：通过云端电池数字孪生模型，对新能源电池多传感器进行仿真，利用分级预警数据，计算新能源电池传感器的报警评估；步骤S5、多源数据集成与数据上链：通过云端OBS观测整个新能源电池传感器群体系统，计算并实时进行多源数据集成，拟合更新新能源电池热失控警告阈值，并在过程中将所有传感器原始信息、决策信息与数据集成过程数据信息均做区块链技术的上链处理，数据上链包括：1)获得每一件待上链的数据详细信息，从而得到数据信息列表；2)生成用于存储数据信息列表的区块，并将该区块存储到云端OBS数据库中；3)根据数据信息列表生成每条数据的标签，用于唯一标识各数据，之后根据数据标签以及数据产生方的公钥调用智能合约，生成相应的交易信息；4)将所生成区块的区块头信息连同所生成的交易信息存储到区块链的数据库中。
[0006]步骤S6、数据溯源，具体包括：1)生成待查询数据的标签；2)根据待查询数据的标签查询云端OBS数据库，以获取待查询数据的详细信息；具体的，根据待查询数据的标签查询区块链的数据库，获得待查询数据的历史交易信息，从而获得待查询数据的详情；其中，云端OBS数据库为区块链系统之外的数据库。
[0007]与现有技术相比，本专利技术至少具备有以下有益效果：1、创新型研究多数据融合系统存在源头数据相关信息无法准确查看等问题，面向数据融合的溯源；2、在云端建立数字孪生模型，保证数据真实性，确保数据处理过程清晰化，数据源头可追溯化，安全性得到极大提高；3、制造商将来也可以使用这些报告，以改进他们的设计，以便将来减少同样的事故发生；为后期新能源电池热失控模型的建立和海量数据挖掘奠定了基础；4、区块链分片数据处理和存储，减少了数据在区块链上的冗余，在减少块的数量的同时也极大的提高了数据的安全性。
附图说明
[0008]图1是本专利技术的溯源方法的工作流程图；图2是本专利技术的溯源方法所采用的数据库结构示意图；图3是本专利技术的溯源方法所采用的区块链结构示意图；图4是本专利技术的一个实施例的数据存储方式示意图；图5是本专利技术一个实施例的的数据分片处理示意图。
具体实施方式
[0009]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0010]本专利技术提供一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，该溯源方法的实施需要借助于一基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源系统，该溯源系统至少包括数据溯源模块、数字孪生模型、多源数据集成模块、Fabric区块链、仿真分析模型模块、传感数据连入模块、电池行为管理模块和传感信息模块，其中，溯源模块连接端设有数字孪生模型，数字孪生模型连接端设有多源数据集成模块与Fabric区块链，多源数据集成模块连接端分别设有仿真分析模型模块和传感数据连入模块，仿真分析模型模块连接端分别设有电池行为管理模块和传感信息模块。
[0011]参见图1所示的溯源方法的工作流程图，其溯源方法具体包括以下步骤：步骤S1、电池数据预处理与上传：在传感器数据边端处理过程中，将各工作状态传感器采集的原始数据进行分级预警，将所采集的原始数据和分级预警数据均存储至云端OBS，其中，传感器原始数据包括：传感器类别、传感器个数、电池电压、电池电流、传感器类型、传感器观测值(气体浓度、环境温度、环境湿度等)、充电电流、放电电流、单体电压、单体温度；分级预警数据包括本传感器单位所测数据是否超过所设阈值、预警后所开新传感器参数、预警时间、预警源数据；步骤S2、建立新能源电池多传感器群体系统：将连接至云端OBS的所有传感器的信息存储，在云端完成对实体传感器的映射，按照传感器类别、规格、精度建立相同层级的多传感器群体系统，具体包括建立多层云端OBS数据库，示意性的，如图2所示，建立两层云端OBS数据库，其第一层数据库包括索引信息数据库和多传感器群体数据库，其第二层数据库包括新能源电池数字孪生模型数据库、面向用户的多传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤S1、电池数据预处理与上传：在传感器数据边端处理过程中，将各工作状态传感器采集的原始数据进行分级预警，将所采集的原始数据和分级预警数据均存储至云端OBS；步骤S2、建立新能源电池多传感器群体系统：将连接至云端OBS的所有传感器的信息存储，在云端完成对实体传感器的映射，按照传感器类别、规格、精度建立相同层级的多传感器群体系统；步骤S3、建立云端电池模型：根据云端OBS数据库内的新能源电池数字孪生模型数据库建立云端电池数字孪生模型，云端电池数字孪生模型中包括电池的物理参数、电池的过程参数；步骤S4、仿真分析：通过云端电池数字孪生模型，对新能源电池多传感器进行仿真，利用分级预警数据，计算新能源电池传感器的报警评估；步骤S5、多源数据集成与数据上链：通过云端OBS观测整个新能源电池传感器群体系统，计算并实时进行多源数据集成，拟合更新新能源电池热失控警告阈值，并在过程中将所有传感器原始信息、决策信息与数据集成过程数据信息均做区块链技术的上链处理；步骤S6、数据溯源。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，其特征在于，所述步骤S1中，传感器原始数据包括：传感器类别、传感器个数、电池电压、电池电流、传感器类型、传感器观测值、充电电流、放电电流、单体电压和单体温度；分级预警数据包括本传感器单位所测数据是否超过所设阈值、预警后所开新传感器参数、预警时间和预警源数据。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的多数据融合传感数据处理溯源方法，其特征在于，步骤S2建立相同层级的多传感器群体系统，包括建立两层云端OBS数据库，其第一层数据库包括索引信息数据库和多传感器群体数据库，其第二层数据库包括新能源电池数字孪生模型数据库、面向用户的多传...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙启皓，李旭，关开元，李辰骏，司致远，邵俊明，詹文翰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：