【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于孤立森林进行数据异常监测，具体涉及一种数字能源空压站的数据安全传输方法及系统。
技术介绍
1、随着数字技术的飞速发展，数字能源空压站在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。数字能源空压站通过集成先进的传感器、控制算法和通信技术，能够实现对空压站的智能化监控、优化管理和高效运行。在数字能源空压站的运行过程中，储气罐的压力数据是其核心参数之一，储气罐压力的稳定性和准确性直接关系到空压站的工作效率和生产安全。因此，在压力数据进行传输之前，通常需要对压力数据进行分类，筛选出其中的正常数据和异常数据，然后对正常数据和异常数据进行加密，最后进行传输。
2、现有技术在筛选异常数据时，通常使用孤立森林算法对压力数据进行处理，构建多个孤立树从而获取异常数据，但是由于在实际工业生产环境中，空压站的运行状态可能会受到多种因素的干扰，如负载变化、环境温度、设备老化等，均会导致储气罐的压力数据受到波动，具有非时间平稳性的特征，而孤立森林算法的基本思想是随机抓取数据点构建孤立树从而利用数据点的分布特性识别离群点，因而若直接对压力数据构建多个孤立树，不仅无法捕捉到压力数据的变化，还会因为许多无效的数据被多次进行树的建立而增加计算冗余，导致获取到的异常数据准确度较低。
技术实现思路
1、为了解决直接对压力数据构建多个孤立树，不仅无法捕捉到压力数据的变化，还会因为许多无效的数据被多次进行树的建立而增加计算冗余，导致获取到的异常数据准确度较低的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种数字能
2、获取数字能源空压站中储气罐在预设时段内的压力数据；
3、对所述压力数据进行划分，得到多个压力数据段；计算所有的压力数据段中数据值的差分并基于差分序列进行稳定性判断，得到压力数据对应的差分特征序列；
4、构建所述差分特征序列对应的多个孤立树，并基于孤立树之间所用数据值的相似情况、孤立树中数据值的分布波动情况以及数据值的异常情况，确定孤立树的质量系数；
5、基于所述质量系数筛选目标孤立树；根据所有目标孤立树构建差分特征序列对应的孤立森林；基于所述孤立森林，在所述压力数据中确定异常特征数据以及正常特征数据。
6、进一步地，所述压力数据段的获取方法包括：
7、基于傅里叶变换获取所述压力数据对应的频谱图；
8、在所述频谱图中，将最大值对应的频率作为目标频率，根据所述目标频率得到压力数据的数据周期；
9、从所述压力数据的起始位置开始，基于所述数据周期对压力数据进行周期性划分，得到压力数据对应的所有压力数据段。
10、进一步地，所述差分特征序列的获取方法包括：
11、对所有压力数据段迭代进行差分序列的计算，其中，每次迭代过程差分序列的阶数加一；
12、在每一次迭代过程中，获取当前迭代次数下每个压力数据段的差分序列，并对每个差分序列进行宽平稳判断，若存在差分序列不满足宽平稳条件，则进行下一次迭代过程，直至当前迭代过程中所有压力数据段的差分序列均满足宽平稳条件时停止，将所述压力数据在当前迭代次数下的差分序列作为所述差分特征序列。
13、进一步地，所述构建所述差分特征序列对应的多个孤立树，并基于孤立树之间所用数据值的相似情况、孤立树中数据值的分布波动情况以及数据值的异常情况，确定孤立树的质量系数，包括：
14、预设迭代次数，在每次迭代过程中均随机抓取所述差分特征序列中预设第一数量个数据值构建孤立树，从第二次迭代开始，将当前迭代过程之前的所有次迭代过程的孤立树作为参考树，将当前迭代次数下的孤立树作为待测树；
15、在从第二次迭代次数开始的每次迭代过程中，基于待测树和对应的所有参考树之间所用数据值的相似情况，确定待测树对应的相似特征值；基于待测树中数据值在参考树中的分布波动情况以及异常情况，确定待测树对应的波动特征值；
16、基于待测树的相似特征值以及波动特征值，确定待测树的质量系数，所述相似特征值与质量系数呈负相关，波动特征值和质量系数呈正相关。
17、进一步地，所述相似特征值的获取方法包括：
18、将所述待测树中的数据值按照在所述差分特征序列中的次序进行排列，得到待测树对应的特征向量；
19、将所述待测树对应的每个参考树中的数据值按照在所述差分特征序列中的次序进行排列，得到每个参考树对应的特征向量；
20、综合所述待测树对应的特征向量与对应的每个参考树对应的特征向量之间的相似情况，得到所述待测树对应的相似特征值。
21、进一步地，所述波动特征值的获取方法包括：
22、获取待测树以及对应的参考树中每个数据值对应的路径长度；
23、对于所述待测树中的任意一个数据值，基于该数据值在对应所有参考树中路径长度的波动情况，确定该数据值对应的波动因子，将待测树中所有数据值的波动因子进行均值化处理，得到待测树对应的波动性参数；
24、基于该数据值在对应所有参考树中路径长度的数值特征，确定该数据值对应的聚集因子，将待测树中所有数据值的聚集因子进行均值化处理，得到待测树对应的稳定性参数；
25、根据所述待测树对应的稳定性参数以及波动性参数，确定待测树的波动特征值，所述稳定性参数与波动特征值呈反向变动，波动性参数与波动特征值呈同向变动。
26、进一步地，所述目标孤立树的获取方法包括：
27、将质量系数大于预设质量阈值的孤立树作为目标孤立树。
28、进一步地，所述基于所述孤立森林，在所述压力数据中确定异常特征数据以及正常特征数据，包括：
29、获取孤立森林中每个数据值的异常得分，在所述差分特征序列中，将异常得分大于预设异常阈值的数据值作为异常数据值；
30、在差分特征序列对应的压力数据中，将所述异常数据值对应的数据值作为异常特征数据，将除异常特征数据外的其他数据值作为正常特征数据。
31、进一步地在获取到异常特征数据以及正常特征数据之后，还包括：
32、基于对称加密算法对正常特征数据进行加密并传输；
33、基于同态加密算法对异常特征数据进行加密，得到加密数据，并对所述加密数据进行密文运算，得到运算结果，将所述加密数据以及运算结果进行传输。
34、本专利技术还提出了一种数字能源空压站的数据安全传输系统，所述系统包括：
35、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时可实现任意一项所述方法的步骤。
36、本专利技术具有如下有益效果：
37、首先获取数字能源空压站中储气罐在预设时段内的压力数据，由于压力数据会受到各种外界因素的干扰，导致其时间平稳性发生变化，所以为了更好的捕捉压力数据的变化趋势，有助于发现潜在的异常情况，可以对压力数据进行划分，然后对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述压力数据段的获取方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述差分特征序列的获取方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述构建所述差分特征序列对应的多个孤立树，并基于孤立树之间所用数据值的相似情况、孤立树中数据值的分布波动情况以及数据值的异常情况，确定孤立树的质量系数，包括：
5.根据权利要求4所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述相似特征值的获取方法包括：
6.根据权利要求4所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述波动特征值的获取方法包括：
7.根据权利要求4所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述目标孤立树的获取方法包括：
8.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，在获取到异常特征数据以及正常特征数据之后，还包括：
10.一种数字能源空压站的数据安全传输系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述压力数据段的获取方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述差分特征序列的获取方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述构建所述差分特征序列对应的多个孤立树，并基于孤立树之间所用数据值的相似情况、孤立树中数据值的分布波动情况以及数据值的异常情况，确定孤立树的质量系数，包括：
5.根据权利要求4所述的一种数字能源空压站的数据安全传输方法，其特征在于，所述相似特征值的获取方法包括：
6.根据权利要求4所述的一种数字...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹永存，
申请(专利权)人：深圳市安科讯电子制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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