使用Pandas处理DataFrame 统计传感器连续停机时段时长

核心思路是通过时间差判断连续停机段，给同一段停机的记录打统一分组标签，再分组聚合统计指标，全程不需要写复杂循环，适合新手使用。

实现步骤 #

• 先将时间字段转为Pandas原生datetime格式，保证时间计算准确
• 筛选出所有传感器读数为0（停机状态）的记录
• 生成分组标记：当前记录与上一条停机记录的时间差超过固定上报间隔（20分钟）时，判定为新的停机区间，分组编号累加
• 按分组聚合，取每组最早时间为停机开始时间、最晚时间为恢复结束时间
• 计算两个时间的差值，转换为分钟格式的时长字段

完整可运行代码 #

import pandas as pd

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# 替换成你自己的读数据代码即可，比如pd.read_csv("你的数据文件.csv")
# 这里用题目给出的样例数据做演示
raw_data = [
    ["1/1/2022 9:00", 0], ["1/1/2022 9:20", 0], ["1/1/2022 9:40", 0],
    ["1/1/2022 10:00", 0], ["1/1/2022 10:20", 0], ["1/1/2022 10:40", 0],
    ["1/1/2022 12:40", 0], ["1/1/2022 13:00", 0], ["1/1/2022 13:20", 0],
    ["1/3/2022 1:20", 0], ["1/3/2022 1:40", 0], ["1/3/2022 2:00", 0],
    ["1/4/2022 14:40", 0], ["1/4/2022 15:00", 0], ["1/4/2022 15:20", 0],
    ["1/4/2022 17:20", 0], ["1/4/2022 17:40", 0], ["1/4/2022 18:00", 0],
    ["1/4/2022 18:20", 0], ["1/4/2022 18:40", 0]
]
df = pd.DataFrame(raw_data, columns=["date", "Quality Sensor Reading"])
# ----------------------

# 时间格式转换
df["date"] = pd.to_datetime(df["date"])

# 筛选停机记录，按时间排序
down_records = df[df["Quality Sensor Reading"] == 0].sort_values("date").reset_index(drop=True)

# 生成停机段分组标记：相邻记录时间差超过20分钟则为新分组
group_mark = (down_records["date"].diff() > pd.Timedelta(minutes=20)).cumsum()

# 分组聚合统计起止时间
result = down_records.groupby(group_mark).agg(
    Start_Time=("date", "min"),
    End_Time=("date", "max")
).reset_index(drop=True)

# 计算停机时长
result["Total_Down_Time"] = (
    ((result["End_Time"] - result["Start_Time"]).dt.total_seconds() // 60)
    .astype(int)
    .astype(str) + " minutes"
)

# 打印结果
print("Quality Sensor = 0\n")
print(result)

输出结果 #

运行代码后得到的结果和预期完全匹配：

Quality Sensor = 0

           Start_Time            End_Time Total_Down_Time
0 2022-01-01 09:00:00 2022-01-01 10:40:00     100 minutes
1 2022-01-01 12:40:00 2022-01-01 13:20:00      40 minutes
2 2022-01-03 01:20:00 2022-01-03 02:00:00      40 minutes
3 2022-01-04 14:40:00 2022-01-04 15:20:00      40 minutes
4 2022-01-04 17:20:00 2022-01-04 18:40:00      80 minutes

新手注意点 #

• 必须先把date列转为datetime类型，否则时间差计算会报错
• 代码逻辑兼容包含正常运行（读数非0）记录的完整数据集，不需要提前手动拆分
• 如果后续传感器上报间隔调整，只需要修改pd.Timedelta(minutes=20)里的分钟数即可适配

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eliz Lim