[发明专利]应用于应急处置的高可靠性数据传输方法

说明书

本发明属于应急通信技术领域，具体涉及一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法。该方法包括：收集原始数据；收集含有异常值的压缩数据；重构含有异常值的压缩数据；与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：(1)能量消耗少：由于应急处置环境中的数据具有动态性，复杂性等特点，每次采样都需要同时采集个传感器的值。本发明提出的数据收集方法，每次只需要采集个数值，因此会减少网络中的数据传输量，减少网络中的能量消耗。(2)数据重构精度高：应急无线传输节点应用场景复杂，通常包含有不可预测的环境噪声。本发明采用一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法，使用压缩感知原理进行数据收集，能实现数据的精确重构。

技术领域

本发明属于应急通信技术领域，具体涉及一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法。

背景技术

在社会生活各个领域，随时随地都有各种各样的突发事件发生。对于突发事件，相关部门要及时了解突发事件的情况，制定应急响应方案、进行有效处理，从而降低事故的发生率及生命财产损失。由于应急突发情况的变幻莫测，突发事件数据具有动态性、即时性和复杂性，要求对采集到的各种突发数据进行可靠地无线传输和采集，使其能够反映应急事件的真实情况，以便各个部门进行相应的处置。通常在应急监控区域大规模地部署高度集成的智能传感器组成无线数据传输节点，用于对应急环境目标的充分感知。但是当应急事件发生时，网络环境状况比较复杂，收集到的数据通常会包含大量的噪声信号，也就是数据异常值，这就需要在数据重构的过程中准确地剔除数据异常值。再者，普通的无线传输节点能量供应不足，需要尽量减少数据的传输量。为了满足这些需求，需要定制一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法，以便准确地重构原始数据，同时减少原始数据的传输量，降低能量消耗，实现应急处置突发事件的数据传输收集的高能效、高可靠性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对应用于应急处置中，突发事件数据具有动态性、即时性和复杂性的特点，如何提出一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法，在较少的数据传输次数的情况下，实现真实原始数据的准确重构。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于应急处置的高可靠性数据传输方法，包含以下步骤：

步骤一：收集原始数据；

正常状态下，应急处置环境中没有应急事件发生，环境中不含有噪声，采用数据采样与压缩同时进行的方式，整合采样环节和数据压缩环节，获取原始数据；

步骤二，收集含有异常值的压缩数据；

在实际应急处置环境中，无线数据传输节点收集的数据本身含有异常值，在压缩过程中也会引入异常值，大幅值的异常值对原始数据的重构精度的影响是不容忽视的，需要进行一定的处理后获得含有异常值的压缩数据；

步骤三，重构含有异常值的压缩数据；

经过前述步骤一及步骤二，得到了含有异常值的压缩数据，然后通过最小化参数来求解获得原始数据。

其中，假设应急通信环境下，有N个无线传输节点，1个汇聚节点，数据采集节点通常采用电池供电，自己含有的能量极其有限，汇聚节点能量供应较为充足，负责接收N个无线传输节点发送的数据，通过原始数据收集，含有异常值的压缩数据收集，重构含有异常值的压缩数据等步骤来减少不必要的数据传输，能大大减少应急处置无线数据传输节点能量消耗，在提高原始数据的可靠性等方面具有显著的优势。

其中，所述步骤一中，令x∈R^N为N维原始数据，R^N表示N维实数向量，令y∈R^M表示测量值，R^M表示M维实数向量；

该步骤一包括：