[发明专利]一种基于在线变化方向的多变量报警方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于在线变化方向的多变量报警方法及系统，所述方法包括定义时间梯度、时间尺度和信号波动率，为时间梯度指定时间尺度；选择平稳的历史数据作为离线训练数据，根据离线训练数据计算得到在线计算所需的相关参数；按照预定更新规则更新当前时间步的时间尺度、遗忘因子、时间梯度和信号波动率；将当前各过程变量的变化方向与预设的正常状态下各过程变量的变化方向组合进行对比，出现异常则进行报警。本发明将报警阈值与相关变量关联，解决了现有技术中“报警过多、处理困难”的突出问题，实现通过报警及时发现生产过程偏离正常工作范围，及时排除异常状况、消除报警，提高生产效益，消除生产安全问题及灾难性事故。

技术领域

本发明涉及工业报警技术领域，尤其涉及一种基于在线变化方向的多变量报警方法及系统。

背景技术

报警系统对保障现代化工业大系统的安全生产与高效运行发挥着至关重要的作用，然而由于报警阈值设计缺乏与相关变量的关联，这使得现有报警系统普遍存在“报警过多、处理困难”的突出问题，导致无法通过报警及时发现生产过程偏离正常工作范围，无法及时排除异常状况、消除报警，不仅严重影响生产效益，更带来大量生产安全问题甚至灾难性事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于在线变化方向的多变量报警方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于在线变化方向的多变量报警方法，包括如下步骤：

S1，定义时间梯度、时间尺度和信号波动率，为时间梯度指定时间尺度；

S2，选择平稳的历史数据作为离线训练数据，根据离线训练数据计算得到在线计算的预定更新规则所需的相关参数；

S3，针对每一个在线采集信号进行在线计算，利用前一时间步的时间尺度、遗忘因子、时间梯度和信号波动率按照预定更新规则更新当前时间步的时间尺度、遗忘因子、时间梯度和信号波动率；

S4，根据当前时间步的时间梯度计算在线采集信号的各过程变量的变化方向；

S5，将当前各过程变量的变化方向与预设的正常状态下各过程变量的变化方向组合进行对比，出现异常则进行报警。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种基于在线变化方向的多变量报警系统，包括：

定义模块，用于定义时间梯度、时间尺度和信号波动率，为时间梯度指定时间尺度；

离线训练模块，用于选择平稳的历史数据作为离线训练数据，根据离线训练数据计算得到在线计算的预定更新规则所需的相关参数；

在线更新模块，用于针对每一个在线采集信号进行在线计算，利用前一时间步的时间尺度、遗忘因子、时间梯度和信号波动率按照预定更新规则更新当前时间步的时间尺度、遗忘因子、时间梯度和信号波动率；

在线计算模块，用于根据当前时间步的时间梯度计算在线采集信号的各过程变量的变化方向；

异常判断模块，用于将当前各过程变量的变化方向与预设的正常状态下各过程变量的变化方向组合进行对比，出现异常则进行报警。

本发明的有益效果是：本发明将报警阈值与相关变量关联，本发明所述能随着信号的波动情况自适应地改变测量时间梯度所需的尺度大小，因而在快速变化的时候能够选用更小的尺度以捕捉细节，而在平稳的阶段使用更大的尺度以获得更平滑的时间梯度曲线。本发明所述方法解决了现有技术中“报警过多、处理困难”的突出问题，实现通过报警及时发现生产过程偏离正常工作范围，及时排除异常状况、消除报警，提高生产效益，消除生产安全问题及灾难性事故。

附图说明

图1为本发明实施例所述离线历史训练结果图；