[发明专利]一种基于加权因果依赖图的故障预测方法

权利要求书

1.一种基于加权因果依赖图的故障预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据事件规则构建一组加权因果依赖图WCDGs，每个加权因果依赖图WCDGs代表一个事件的相关情况，并创建WCDGs索引，保存WCDGs中事件的位置；

(2)根据事件规则不断更新步骤(1)创建的加权因果依赖图WCDGs；

(3)基于更新后的加权因果依赖图WCDGs预测当一个事件发生时，后续故障事件发生的概率；即根据当前观测时间窗口内观测到的事件推理出预测时间窗口内可能发生的致命事件及其发生的概率，一旦发生的概率超过预定义的预测概率阈值则发出警告，并给出预测详细信息；

其中，步骤(1)具体包括以下步骤：

S11、根据事件规则构建一组加权因果依赖图WCDGs，每个加权因果依赖图代表一个事件的相关情况；其中，加权因果依赖图是一个有向依赖图(V,G)，图中的每一个顶点表示一个事件，它的子顶点是它在事件规则中的后验事件，每个顶点被事件权重加权；加权因果依赖图中的边表示由边连接的两个事件的因果相关性，指针方向顺着时间顺序；每条边有四个属性:头顶点、尾顶点、支持计数和置信度，头顶点和尾顶点分别代表事件规则中的两个事件，边的支持计数代表事件规则的支持度，边的置信度代表事件规则的置信度，即两个事件之间的关联强度；

S12、对存在循环的边，比较边的支持计数，删除支持度低的边；

S13、创建WCDGs索引[WCDG入口顶点,WCDG_ID]，并保存WCDGs中事件的位置；

其中，步骤(3)具体包括以下步骤：

S31、定义预测概率阈值p_th，观测时间窗口Δt_d和预测时间窗口Δt_p；

S32、当当前观测时间窗口Δt_d内观测到某事件发生时，在更新后的加权因果依赖图WCDGs中搜索事件的索引，并查找相匹配的加权因果依赖图，找到WCDG入口顶点作为头顶点；

S33、计算头顶点与所有相连子顶点的概率，并选择最大的概率作为头顶点的概率；头顶点的概率计算公式如下：

其中，power(e_i)代表事件e_i的影响强度，其计算公式为：

power(e_i)＝w(e_i)×lgd

其中，w(e_i)代表事件e_i的权重，corr(e_i→e_j)代表事件e_i和事件e_j之间因果关系的强弱程度，其计算公式为：

corr(e_i→e_j)＝δ×confidence(e_i→e_j)

其中，confidence(e_i→e_j)代表事件e_i和事件e_j之间边的置信度，δ代表时间衰弱因子；

S34、当头顶点的概率高于预测概率阈值p_th时，则标记该头顶点对应的概率最大的子顶点，并判定为预测时间窗口Δt_p内的预测事件；

S35、将S34标记的子顶点作为头顶点，返回步骤S33直到没有事件出现的概率大于p_th，输出预测的全部事件，包括事件的类型、级别和发生的位置。