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TDengine 时序函数 TWA 用户手册

news 2025/10/2 7:23:00

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TWA 函数用户手册

1. 函数概述

TWA(expr)

功能说明：时间加权平均函数。统计表中某列在一段时间内的时间加权平均。对于存在复合主键的表的查询，若时间戳相同的数据存在多条，则只有对应的复合主键最小的数据参与运算。

返回数据类型：DOUBLE。

适用数据类型：数值类型。

适用于：表和超级表。

2. 函数意义及应用范围

意义
对时序数据按每个采样点到下一个采样点的时间间隔赋予权重，平滑瞬时跳变和不等距采样带来的偏差，更真实地反映指标在整个窗口内的「平均水平」。
应用场景
- 智能电表：电压/电流/功率滚动趋势分析
- 能耗评估：按小时/天统计加权平均功率，指导计费与节能
- 供电稳定性监测：对频率、相位做滚动平均，过滤噪声
- 负荷预测与报警：基于历史窗口的加权平均判断突发波动或持续异常

3. 参数说明

expr
- 必需
- 数值类型列或表达式

4. 返回值类型

DOUBLE

5. 使用说明

必须保证源数据按时间戳 (ts) 升序
只能在 SELECT 列表中出现一次
不能在 WHERE 直接使用 TWA 进行过滤（请用子查询）
对超级表查询需加 PARTITION BY 分区

6. 加权平均简介

6.1 专业公式

加权平均的通用公式：

加权平均 = (Σ w_i × x_i) / (Σ w_i)

对于 TWA，权重 w_i 为当前点到下一个点的时间间隔 Δt_i，计算时对窗口内所有 Δt_i × 对应值求和，再除以窗口总时长 ΣΔt_i。

6.2 通俗描述

想象你在两个坡道上滚动小球：

坡道 A 持续时间长，但速度较慢
坡道 B 持续时间短，但速度较快
如果简单平均 A、B 两个速度，会低估 B 的影响；而时间加权平均则按每段持续时间加权，还原小球在整体旅程中的真实平均速度。

同理，TWA 把每个采样值放大到它在窗口内“存在”的时间长度，再算平均——这样短暂的峰值或空档对最终结果影响更小，更贴合参数在该时间段的真实变化。

7. 计算过程与返回值说明

示例数据（每 15 分钟采样一次）：

ts	voltage
10:00:00	230.0
10:15:00	240.0
10:30:00	250.0
10:45:00	245.0
11:00:00	235.0

对 11:00:00 行执行 TWA(voltage)（窗口为整个查询区间或当前 GROUP BY TIME 窗口）：
1. 取窗口 [10:00,11:00] 内所有点
2. 计算各段 value × Δt 并累加：
  - 10:00–10:15 → 230 × 15
  - 10:15–10:30 → 240 × 15
  - 10:30–10:45 → 250 × 15
  - 10:45–11:00 → 245 × 15
3. 除以总时长 60 → (230+240+250+245)×15 / 60 = 241.25

SELECTTWA(voltage)
FROM d1;

ts	voltage	voltage_twa_1h
10:00:00	230.0	230.00
10:15:00	240.0	235.00
10:30:00	250.0	240.00
10:45:00	245.0	241.25
11:00:00	235.0	241.25

8. 使用示例

-- 1）单区间加权平均
SELECT TWA(voltage) AS twa_valFROM d1-- 2）与 GROUP BY 
SELECT tbname, TWA(voltage) AS voltage_twa_1h 
FROM meters 
GROUP BY tbname;--3) 超级表分区
SELECT tbname,TWA(voltage) FROM meters PARTITION BY tbname;--4) UNION ALL
SELECT TWA(voltage) FROM d1 
UNION ALL
SELECT TWA(voltage) FROM d2--5) JOIN 多表 d1 d2 为超级表 meters 下两子表
SELECTTWA(d1.voltage),TWA(d2.voltage)
FROM d1 
JOIN d2 ON d1.ts = d2.ts;--6) 混合函数
SELECT tbname,MAX(voltage),TWA(voltage)  
FROM meters 
PARTITION BY tbname;