[发明专利]一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法

权利要求书

1.一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，对从化容系统仪表采集的原始数据进行离群点剔除及补充，按标签进行分类以及去噪；

步骤2)，对分类以及去噪后的原始数据进行趋势特征符号化处理，再基于shapelets学习的记忆矩阵选取，计算检测模型的记忆矩阵；

步骤3)，利用步骤2)的记忆矩阵与稳健欧几里得距离函数计算待测数据与记忆矩阵之间的距离，获得距离矩阵；

步骤4)，根据距离矩阵，综合核函数分配待测数据的权重矩阵，根据权重矩阵计算待测数据的估计值；

步骤5)，计算待测数据的估计值和实时监测值的残差，将残差与化容系统设备运行状态阈值进行比较，获得核电厂化容系统设备或仪表的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，对原始数据进行基于动态更新的3σ准则的离群点剔除及去噪。

3.根据权利要求2所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a、获取i时刻之前所有从化容系统仪表采集的原始数据x(1)，x(2)，…，x(i)，计算相邻点间变化量的标准差σ_i；

b、比较当前时刻传感器测量值变化量δx(i)与3σ_i的大小，若|δx(i)|3σ_i，转向步骤c，否则返回步骤a，进行下一时刻x(i+1)是否为离群点的检验；

c、重构传感器测量值中离群点x(i)：x(i)＝(x(i-1)+x(i+1))/2。

4.根据权利要求1所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，在趋势特征符号化的过程中，首先对要符号化的序列进行分段，分段点用u表示，将每一段分割后的序列对应成一个二元组K,u，其中K是该段序列的斜率，其符号代表了该段序列的趋势，正表示上升趋势，负表示下降趋势，0保持平稳；u是序列的终点值，即分段过程产生的分段点，最后一段序列的终点值即为整条序列的终点值，对每一段分割后的序列计算出其对应的二元组值，即完成符号化。

5.根据权利要求4所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，符号化完成后使用快速shapelets算法，获得shapelets候选集，对产生的shapelets候选集进行多样化top-k查询选出k个最具代表性的shapelets，去除冗余的shapelets，将最具有代表性的k个shapelets候选集留存；最后利用k个shapelets候选集，使用shapelets转换技术对原始数据集进行转换，从而获得检测模型所需的记忆矩阵X。

6.根据权利要求1所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，计算待测数据与记忆矩阵之间的距离：

其中，d_j是待测数据与记忆矩阵第j个时刻的距离，是待测数据x_q的第i个传感器的待测值，是记忆矩阵第j个时刻第i个传感器的样本值，是待测向量与记忆矩阵中第j个时刻向量的最大平方差；计算n个输入示例的距离的结果是n个距离的向量，即距离矩阵d：

7.根据权利要求6所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，根据步骤3)获得的距离矩阵，进行相似性量化，根据距离矩阵d计算高斯核式：

其中，h为核函数的带宽，用于控制范围相近的有效距离；带宽较小(h＝0.1)的高斯核仅在距离非常接近于零时才产生较大的权重，而带宽较大的高斯核则为较大的距离范围分配较大的权重；

综合核函数分配待测数据的权重矩阵w：

对上面的结果进行输出估计：输出被预测为无误差样本向量的加权平均，将其转化为方程式形式，得到以下输出方程式：

式中，即模型的输出值，即待测数据x的估计值；w_i为第i个样本的权重，X_i,j是记忆矩阵中第j个传感器的第i个时刻的样本。

8.根据权利要求1所述的一种核电厂化学容积控制系统状态监测方法，其特征在于，计算估计值和实时监测值的残差，将该残差及设定的预警阈值及故障阈值进行对比分析，判断估计值和实时监测值的残差是否小于预警阈值，如果估计值和实时监测值的残差小于预警阈值，则判定化容系统回路设备正常；如果估计值和实时监测值的残差大于等于预警阈值，则判断估计值和实时监测值的残差是否介于该预警阈值及该故障阈值之间，如果估计值和实时监测值的残差介于预警阈值和故障阈值之间，则执行判定该核电设备运行异常，存在风险，触发预警；否则，判定核电设备运行出现故障，记录故障信息，并启动报警。