油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置，所述方法包括：在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。本申请能够较为准确地找到油气生产过程中引发报警信号的根原因。

【技术实现步骤摘要】
油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置
本申请涉及信息技术处理领域，尤其涉及一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置。
技术介绍
本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。报警信号作为目前油气生产生产系统，例如石油加工过程中的催化裂化、催化重整生产系统等的重要组成部分，其可以有效地监控油气生产过程的运行状态。当油气生产系统在某一个或某几个环节出现异常时，报警信号将以声光等形式被触发。收到声光报警信号后，操作者可以采取必要措施以阻止异常的进一步恶化，使油气生产系统恢复到正常运行范围。目前油气生产系统面临的问题是报警报警信号较多，实际上，操作者每小时可能面临数以百计的报警。如何较为准确地找到油气生产过程中引发报警信号的根原因是亟待解决的问题。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本申请实施方式的目的是提供一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置，能够较为准确地找到油气生产过程中引发报警信号的根原因。为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，包括：在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源装置，包括：第一获取模块，用于在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；第二获取模块，用于获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；第三获取模块，用于基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；第一确定模块，用于根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；第二确定模块，用于将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，本申请通过根据预先建立的监控变量因果关系获取至少两个预选扰动传播路径，利用预选扰动传播路径中包括的监控变量间的关联系数和扰动变化率确定至少两个预选扰动传播路径的权重系数，进而确定目标扰动传播路径，并将目标扰动传播路径中的起始监控变量作为报警信号的根原因，能够快速准确地找到油气生产过程中引发报警信号的根原因。从而能够为操作者及时消除报警根源提供可靠依据，缓解操作者的工作压力，同时合理处理油气生产系统中的重要报警，尽可能地避免因此造成的严重后果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请一个实施方式的一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法的流程图；图2为本申请一个实施方式的监控变量因果关系示意图；图3为本申请一个实施方式中建立监控变量因果关系的步骤流程图；图4为本申请一个实施方式中确定任意两个监控变量之间的关联系数和传播方向的步骤流程图；图5为本申请另一个实施方式的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法的流程图；图6为本申请另一个实施方式的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法的流程图；图7为本申请另一个实施方式的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法的流程图；图8为本申请另一个实施方式的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法的流程图；图9为一个具体的应用场景中监控变量因果关系的示意图；图10为一个具体的应用场景中一个监控变量的线性拟合图；图11为本申请一个实施方式的一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源装置的模块图。具体实施方式下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本申请保护的范围。图1为本申请一个实施方式的一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法。虽然本申请提供了如下述实施方式或流程图所述的方法操作步骤，但是基于常规或者无需创造性的劳动，在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。此外，所述方法在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施方式中所提供的执行顺序。步骤S10：在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量。在本实施方式中，报警信号可以为在生产系统中某一个或某几个监控变量发生异常时产生的数字信号。其具体可以表现为能够引发报警装置例如声/光报警器操作。生产系统中涉及多个监控变量，举例为，油气生产中可能涉及的温度、压力等监控变量。监控变量具体表现为时间序列数据，他们之间存在时滞和关联性。这样，一个监控变量发生异常变化，通常可以引起其他监控变量的变化，从而多个监控变量之间具有一定的因果关系。通常，引发报警信号的监控变量一般是最先超出预设操作范围的变量，但该监控变量不一定是引起报警信号的根本原因。因此，当接收到报警信号后，可以根据监控变量因果关系，通过分析传播路径辨识报警信号的根原因从而消除报警。如图2所示，示意性的示出了一个监控变量因果关系。该监控变量因果关系涉及x1…x6六个监控变量，在一个示意性的场景中，假设监控变量x3异常引发了报警信号，但由于引发监控变量x3异常的传播路径有2个：x1→x2→x3，x4→x5→x3，那么引发监控变量x3异常的监控变量x1或x4，才是该报警信号产生的根本原因。如此，监控变量x3即为引发报警信号的目标监控变量，而监控变量x1或x4即为指向目标监控变量的起始监控变量。在本实施方式中，目标监控变量为直接引发报警信号的监控变量，而起始监控变量为相应地预选扰动传播路径中的第一个监控变量。如图2所示，在预选扰动传播路径x1→x2→x3，x4→x5→x3中，监控变量x3为目标监控变量，监控变量x1和x4为分别为起始监控变量。在本实施方式中，起始监控变量指向目标监控变量可以为，起始监控变量直接指向目标监控变量。此时，该预选扰动传播路径中只包括起始监控变量和目标监控变量。举例为：x1→xn。或者，也可以为，起始监控变量通过其他中间监控变量间接指向目标监控变量。此时，该预选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，包括：在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。

【技术特征摘要】
1.一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，包括：在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。2.根据权利要求1所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，建立监控变量因果关系包括如下步骤：获取至少两个监控变量，每个所述监控变量包括多个监控参数；根据多个所述监控参数，确定任意两个所述监控变量之间的关联系数和传播方向；基于所述关联系数和所述传播方向，建立所述监控变量因果关系。3.根据权利要求2所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在根据多个所述监控参数，确定任意两个所述监控变量之间的关联系数和传播方向的步骤中包括：根据第一预设规则，确定任意两个所述监控变量之间的最大互相关值和最小互相关值，以及所述最大互相关值和所述最小互相关值对应地第一预选时滞值和第二预选时滞值；其中，所述第一预设规则与预选时滞值相关联，所述预选时滞值位于由任意两个所述监控变量的时间序列长度所确定的域内；根据第二预设规则，基于所述最大互相关值和所述最小互相关值，确定所述关联系数；根据第三预设规则，基于所述最大互相关值和所述最小互相关值，以及所述第一预选时滞值和所述第二预选时滞值，确定任意两个所述监控变量之间最终时滞值；根据第四预设规则，基于所述最终时滞值，确定所述传播方向。4.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第一预设规则如下：其中：x,y-监控变量，N-监控变量x,y时间序列长度，即包括的监控参数的个数，μx，μy-监控变量x,y的均值，σx,σy-监控变量x,y的标准差，φxy(k)-监控变量x,y的互相关值；k-传播路径编号。5.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第二预设规则包括：当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和大于或等于0时，将所述最大互相关值作为所述关联系数；当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和小于0时，将所述最小互相关值作为所述关联系数。6.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第三预设规则包括：当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和大于或等于0时，将所述第一预选时滞值作为所述最终时滞值；当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和小于0时，将所述第二预选时滞值作为所述最终时滞值。7.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第四预设规则包括：当所述最终时滞值λx,y>0时，所述传播方向为正向传播，即由监控变量x指向监控变量y；当所述最终时滞值λx,y<0时，所述传播方向为反向传播，即由监控变量y指向监控变量x。8.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，还包括：对任意两个所述监控变量之间的关联进行显...

【专利技术属性】
技术研发人员：张来斌，胡瑾秋，蔡爽，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11