Wie können Messdaten gefiltert werden?

Bei der Zuordnung von Rohdaten zu Messstellen können Filter definiert werden, um Messdaten vor der Anzeige und weiteren Verrechnung zu filtern.

Aktuell implementiert sind gleitender Mittelwertfilter, die eine Mittelung von Messdaten nach gewissen Kriterien durchführen. Dabei wird der aktuelle Messwert durch Mittelung über eine vorzugebende Anzahl von Messwerten in der Vergangenheit bestimmt, wobei an diese Messwerte noch weitere Kriterien angelegt werden können.

Diese Anzahl von Messwerten in der Vergangenheit bildet das Mittelungs-Fenster. Die Anzahl stellt dessen maximale “Breite” dar.
Zur Berechnung eines bestimmten Messwertes kann man sich dieses Mittelungs-Fenster nun am Messwert positioniert vorstellen, das eine bestimmte Anzahl von Messwerten der Zeitreihe in der Vergangenheit für die Mittelung auswählt. Im Verlauf der Berechnung für die gesamte Zeitreihe wird dieses Fenster schrittweise von Messwert zu Messwert, beginnend am ältesten Messwert in Richtung jüngerer Messwerte verschoben, und der Mittelwert für den jeweils aktuellen Messwert neu berechnet.

Hinweis: Aus dem so skizzierten Vorgehen folgt zwingend, dass für eine gewisse Anzahl der ältesten Messwerte der Zeitreihe keine Filterung möglich ist, da nicht genügend Vorgänger vorhanden sind. Für die betroffenen Messwerte wird dann der Fehlercode 910 gesetzt. Bei der Interpretation der Ergebnisse muss also immer eine gewisse Einlaufzeit beachtet werden, die insbesondere von der gewählten Fensterbreite und dem Messzyklus, mit dem die Zeitreihe aufgenommen wurde, abhängt.

Einfacher gleitender Mittelwert

Der aktuelle Messwert wird durch Mittelung über eine Anzahl von Messwerten in der Vergangenheit bestimmt, wobei zur Konfiguration dieses Filters neben der Fensterbreite auch ein maximales Messwertalter relativ zum aktuellen Messwert-Zeitstempel zu spezifizieren ist.

Das heißt, der für den jeweils aktuellen Zeitpunkt durch die Filterung zu berechnende neue Wert ergibt sich als einfaches arithmetisches Mittel aus den Vorgängerwerten im Mittelungsfenster, wobei ein Messwert im Fenster nur in die Mittelung eingeht, wenn sein Zeitstempel relativ zum Zeitstempel des aktuellen Messpunktes nicht älter als das spezifizierte maximale Alter ist.

Somit wird insbesondere verhindert, dass bei entsprechend langen Messpausen keine zu alten Messwerte in die Mittelung eingehen.

Mittlere Varianz

Die Mittelwertberechnung erfolgt zunächst wie für den einfachen gleitenden Mittelwert, letztlich werden jedoch die Messwerte im Mittelungsfenster noch einer weiteren Prüfung unterzogen:

Nur Messwerte, die innerhalb einer vorzugebenden Schranke, die als Vielfaches der aktuellen Standardabweichung definiert ist, um den aktuellen Fenstermittelwert liegen, tragen zum endgültigen Mittelwert bei.
Hiermit können Ausreißer unterdrückt werden.
Auch bei diesem Mittelungsverfahren gilt das für den einfachen gleitenden Mittelwert beschriebene Alterskriterium” für Messwerte im Mittelungsfenster.

Filterung für einen Kanal festlegen

Die Filterung kann für jeden Messstellenkanal gesondert definiert werden. Dies erfolgt in den Zuordnungen einer Messstelle, die Filterkriterien sind also Eigenschaften von Zuordnungen.

Filter-Eigenschaften

• Fensterbreite
  Spezifikation der Anzahl Messwerte in der Vergangenheit, über die gemittelt wird – bildlich gesprochen: die Breite des Mittelungs- Fensters.
  Einschränkungen: Dieser Ganzzahlwert muss größer 2 sein. 
  Je größer dieser Wert gewählt wird, umso größer ist der Rechenaufwand.

• Filterbreite in Stunden
  Spezifikation einer Zeitspanne als maximales Alter von Messwerten im Mittelungs-Fenster, relativ zum jeweils aktuell berechneten Messwert.

• Vielfaches der Standardabweichung – nur für Filtertyp “Mittlere Varianz“:
  Spezifikation eines Vielfachens der Standardabweichung.
  

• Filterbreite in Stunden muss groß genug gewählt werden, dass bei der Messfrequenz der zu filternden Kanäle ausreichend viele Messwerte im Fenster liegen.