[发明专利]基于Lasso回归的污水处理设备故障诊断系统及方法

说明书

本发明属于设备故障诊断领域，尤其涉及一种基于Lasso回归的污水处理设备故障诊断系统及方法；所述故障诊断系统包括污水子处理系统、若干监管客户端以及若干数据采集装置；所述污水处理子系统包括中心控制台、通信服务器、总数据存储服务器以及数据采集服务器；所述中心控制台包括控制模块、数据接口模块、数据分类模块、机器学习模块以及数据通信模块；通过获取数据采集装置上的数据，机器学习模块对其进行学习训练，从而构建出多个子回归预测模型，预测出各类污水处理设备的故障类型，本发明为污水处理的工程管理和治理决策提供一定基础的诊断帮助，有效的满足污水处理过程中对污水处理环境故障问题的实时监控和诊断的要求。

技术领域

本发明涉及设备故障诊断领域，尤其涉及一种基于Lasso回归的污水处理设备故障诊断系统及方法。

背景技术

水环境治理一直是改善民生、建设我国生态文明的重大工程，其中污水处理更是第一要务。现阶段，随着我国社会水平逐步提高、工业化发展程度的加深，社会用水需求量大，工业污水排放量增加，使我国水资源环境遭到一定程度的破坏，水资源短缺、水生态损害、水环境污染等问题越来越突出，水安全保障面临严峻的挑战。在政府水务治理规划中，黑臭水体整治更是目前城镇水务工作的重中之重。因此，为了促进我国生态文明的建设，减少水资源浪费，需要做好污水处理工作，加强水资源的循环应用，达到我国可持续发展的规划。

近年来，随着水务治理工作的推进，许多智能水厂等基础设施的大规模建设，污水处理的情况得到较大改善。但污水处理过程是一个变量繁多、具有时滞特点的动态非线性反应过程，实际运行过程中易出现各类故障。例如供水管网出现异常事件，由外部浸入、管道设施老化、水体滞留导致的水质异常，进一步对设备造成损失；突发性非常规用水、调压不合理造成水压异常，导致设备爆管、堵塞；阀门动作不到位、排气设备阻塞、减压阀卡阻等造成过流设备故障等现象。这些故障的频发将影响污水处理厂的长期稳定的运行，若不能够及时发现设备故障发生并做出有效的应对措施，将可能导致污水处理的过程停滞，甚至排放水质不达标的污水通过。因此在污水设备处理水质过程中，实时的对设备的运行状况进行诊断，对设备的故障能够进行及时精准的判定与诊断，确保设备出现故障后得到及时处理，对于污水处理工厂的长期安稳运行具有重要的意义

在现有的污水处理领域中，针对故障的处理仍然重度依赖人工处理手段，存在着效率与质量上的不足，例如：(1)故障设备处理不及时。为检修设备是否正常运转，当前传统水务企业的方法，有赖于人工逐一记录设备故障数据，或设备传输数据后工作人员再整理所得的报表，定期根据处理流程分阶段巡视与维护设备，工作量大且效率低。而由于当前水务企业机器设备的不断改进与数量规模的不断扩增，这使得人工处理殊为不易，往往设备故障发生一定的时间后才能被检测出来，在一定程度上影响了处理过程的进行。(2)故障设备处理不到位。在当前的污水处理厂设备仪器众多，数据量大，设备构造复杂的情况下，现有的设备检测手段仍大部分依赖人工经验，主要为在线监测判断，巡检人员视觉、嗅觉、触觉感观经验，设备故障指示等，对于故障的设备缺乏精准定位的手段，因此极易出现疏忽与差错，若故障发生的设备或类型判断失误，则可能导致维修时间延长或备件的浪费，甚至造成新的故障，增加维修难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于Lasso回归的污水处理设备故障诊断系统及方法，该故障诊断系统能根据当前污水处理的情况预测正常状态下设备的运行状况，根据预测结果联合实时的设备运行状况进行诊断，对设备故障的发生能够提前进行及时精准的判定与诊断，同时基于系统的部署，自动化采集设备与生产环境的数据，降低设备维修检测的滞后性，并能根据该方法的判断结果及时发布故障预警信息，使维护人员能够及时精准的运维，确保设备出现故障后得到及时处理，避免导致事故的发生。

所述故障诊断系统包括污水处理子系统、若干监管客户端以及设置在污水厂中污水处理设备与污水处理池的若干数据采集装置；其中数据采集装置分别位于若干个监测点。所述监测点包括：沉砂池、消毒池、澄清池、滤池等处理池及污泥泵房、格栅泵房等厂房及其远程数据采集装置。