[发明专利]基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法及系统，该方法包括：基于待检测的互联系统的网络拓扑结构和系统正常运行时的历史运行数据，建立基于相关性分析的分布式故障监测模型；基于分布式故障监测模型，根据互联系统的实时运行数据，对互联系统进行分布式故障检测，得到互联系统中各节点基于相关性分析的故障检测结果，并根据各节点基于相关性分析的故障检测结果确定异常节点；基于异常节点的基于相关性分析的故障检测结果，结合异常节点根据自身信息的检测结果，判定异常节点的异常程度，实现故障节点定位。本发明可及时、准确地对互联系统生产过程进行监测。

技术领域

本发明涉及生产过程的控制和监测技术领域，特别涉及一种基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法及系统。

背景技术

复杂互联系统机理复杂、工序众多、生产环境恶劣，是一个高故障率且故障危害性大的生产过程。近年来，随着对产品质量、生产效率及工艺安全要求的不断提高，现代流程工业结构日趋复杂、规模也日渐庞大，正朝着大规模和多子系统的方向发展。复杂互联系统各子系统分工明确，回路互联耦合，相互关联协作，一旦某一子系统发生故障，可能会随着网络传播，轻则影响产品质量和生产效益，重则引起生产过程瘫痪、环境污染甚至造成人员伤亡。因此，设计合适的故障诊断单元对复杂互联系统进行实时监测，确保复杂互联系统安全、可靠、高质、高效运行，对保证生产安全、产品质量有重要意义。

但目前现有的集中式故障监测方法对于复杂互联系统的故障诊断存在故障节点难以准确定位的问题，难以安全准确地实现复杂互联系统的故障诊断。

产生以上问题的主要原因在于复杂互联系统的结构错综复杂，规模庞大，往往多个子系统通过一定的耦合机制互联，从而导致故障原因多样、故障演变复杂、故障的具体位置难以确定。因此，现有的集中式故障监测方法风险较高。

发明内容

本发明提供了一种基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法及系统，以解决现有的集中式故障监测方法风险较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法，该基于分布式故障检测的互联系统故障节点定位方法包括：

基于待检测的互联系统的网络拓扑结构和所述互联系统正常运行时的历史运行数据，建立针对所述互联系统的基于相关性分析的分布式故障监测模型；

基于所述分布式故障监测模型，根据所述互联系统的实时运行数据，对所述互联系统进行分布式故障检测，得到所述互联系统中各节点基于相关性分析的故障检测结果，并根据各节点基于相关性分析的故障检测结果确定异常节点；

基于所述异常节点的基于相关性分析的故障检测结果，结合所述异常节点根据自身信息的检测结果，判定所述异常节点的异常程度，实现故障节点定位。

进一步地，所述基于待检测的互联系统的网络拓扑结构和所述互联系统正常运行时的历史运行数据，建立针对所述互联系统的基于相关性分析的分布式故障监测模型，包括：

获取待检测的互联系统在无故障运行时收集的每一子节点的历史运行数据；

每一子节点分别对历史运行数据进行中心化处理，将数据中心平移至原点；

根据各子节点对历史运行数据的中心化处理结果，获取各子节点测量噪声；

通过计算相邻子节点间测量噪声的协方差，分析相邻子节点之间的相关性；其中，相邻子节点间测量噪声的协方差越大表示相邻子节点间的相关性越强；

利用理查森分布式迭代算法学习子节点间相关性信息，基于待检测的互联系统的网络拓扑结构，建立所述基于相关性分析的分布式故障监测模型。