一种抖动报警和重复报警的在线消除方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种抖动报警和重复报警的在线消除方法和系统，方法包括以下步骤：（1）选取报警时间段ts至te的报警信号，将报警信号转换为以0为代表的正常状态和以1为代表的报警状态的第一报警样本，其中ts和te对应的报警信号均为正常状态；（2）初始化报警延时器的参数m，对第一报警样本进行预测赋值，得到第二报警样本；（3）计算第二报警样本的报警持续时间序列或报警间隔时间序列；（4）对所述报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，判断是否需要更新报警延时器参数；（5）更新报警时间段，重复步骤（1）至（4）。本发明专利技术有益于减少工业报警系统中的抖动报警和重复报警等干扰报警，方便操作人员及时发现真正有用的报警。

【技术实现步骤摘要】
一种抖动报警和重复报警的在线消除方法与系统
本专利技术涉及工业报警系统等自动化
，尤其涉及一种抖动报警和重复报警的在线消除系统及方法。
技术介绍
报警是一种以视觉和听觉的方式提醒操作人员该工业过程出现了故障现象或者异常状况，对生产过程的安全高效有着至关重要的作用。因此，工业报警系统的研究受到了工业界和学术界越来越广泛的关注。然而由于噪声等外部干扰的影响，工业报警系统会产生大量的抖动报警和重复报警等干扰报警。这些干扰报警是在没有操作人员干预的情况下，报警变量不断在报警状态和正常状态之间转换。这样的报警信号都是干扰报警，它们会严重影响工业报警系统的性能表现，不仅导致有用的报警信息被淹没，更因“狼来了”效应造成操作人员长期忽视报警信息，不信任甚至关闭工业报警系统。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种抖动报警和重复报警的在线消除系统，可以有效降低工业报警系统产生的抖动报警和重复报警的数目，从而显著改善工业报警系统的性能表现。本专利技术采用下面的技术方案：一种抖动报警和重复报警的在线消除方法，包括以下步骤：(1)选取报警时间段ts至te的报警信号，将所述报警信号转换为以0为代表的正常状态和以1为代表的报警状态的第一报警样本，其中ts和te对应的报警信号均为正常状态；(2)初始化报警延时器的参数m，对上述第一报警样本进行预测赋值，得到第二报警样本；(3)计算第二报警样本的报警持续时间序列或报警间隔时间序列；(4)对所述报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，判断是否需要更新报警延时器参数；(5)更新报警时间段，重复步骤(1)至(4)。进一步的，步骤(2)中对第一报警样本进行预测赋值具体为：当且仅当有连续m个样本为报警状态，报警系统就产生报警信号1；当且仅当有连续m个样本为正常状态，报警系统就产生正常信号0。具体的：当t-m时刻报警信号处于正常状态0,如果t-m+1时刻，t-m+2时刻,…，t时刻报警信号都处于报警状态1，则第二报警样本在t时刻的取值为1；当t-m时刻报警信号处于正常状态0,如果t-m+1时刻，t-m+2时刻,…，t-m+a(a<m)时刻报警信号都处于报警状态1，即连续处于报警状态的样本数少于m，则第二报警样本在t-m时刻，t-m+1时刻，…，t-m+a时刻的取值均为0；当t-m时刻报警信号处于报警状态1,如果t-1时刻，t-2时刻,…，t时刻报警信号都处于正常状态0，则第二报警样本在t时刻的取值为0；当t-m时刻报警信号处于报警状态1,如果t-m+1时刻，t-m+2时刻,…，t-m+a(a<m)时刻报警信号都处于正常状态0，即连续处于正常状态的样本数少于m，则第二报警样本在t-m时刻，t-m+1时刻，…，t-m+a时刻的取值均为1。进一步的，步骤(3)中计算第二报警样本的报警持续时间序列具体为：T1＝t2-t1+1，其中t1时刻和t2时刻为相邻的非报警状态所对应的时刻，且t1到t2时间段内均为报警状态；所述报警间隔时间序列为非报警持续时间序列。进一步的，步骤(4)中如果报警持续时间序列或报警间隔时间序列未通过假设检验，则说明不存在抖动报警和重复报警，此种情况不更新报警延时器得参数m；如果报警持续时间序列通过假设检验，则说明存在抖动报警和重复报警，此种情况更新报警延时器得参数m。进一步的，步骤(4)中，如果报警持续时间序列通过假设检验，由报警持续时间序列得到报警持续时间、报警间隔时间，根据报警持续时间或报警间隔时间的均值和方差来更新警延时器得参数m；如果报警持续时间序列没有通过假设检验，则保持报警延时器参数m不变。进一步的，所述报警时间段为1小时。之所以将报警时间段的时间间隔设为1小时，是因为当报警时间段的时间间隔较小时，即使报警持续时间较大，假设检验也能通过。当报警时间段的时间间隔设置较大时，报警延时器参数就会更新不及时，从而导致干扰报警和重复报警不能被消除。需要注意的是，报警时间段在ts时刻和te时刻的取值应该为0，否则的话ts时刻之前的m个样本和te时刻之后的n个样本也应该加入到报警时间段。进一步的，步骤(5)中更新的报警时间段与步骤(1)中的报警时间段首尾相连。进一步的，当所述第一报警样本中为报警状态的报警信号个数低于设定值，采用第一假设检验方法做判断；当所述第一报警样本中为报警状态的报警信号个数大于或等于设定值，采用第二假设检验方法做判断。进一步的，所述第一假设检验方法采用第二报警样本的报警持续时间序列进行假设检验；所述第二假设检验方法采用第二报警样本的报警间隔时间序列进行假设检验。进一步的，所述第一假设检验方法包括以下步骤：假设和备选假设分别定义为H0:CV＝1,H1:CV＞1(1)其中CV为抖动系数，它的计算公式为CV＝σT1/μT1其中σT1和μT1分别为报警持续时间序列T1(l)的标准差和均值。给定(1-α)％的置信区间，则CV的取值范围为其中ST1和分别为σT1和μT1的估计值，它们的计算公式为为自由度为L-1的卡方分布，100α/2为置信水平。根据公式(1)、(2)可知，如果上述不等式成立，H0假设就会被拒绝，并且犯第一类错误的概率为α。在这种情况下，报警持续时间T1(l)不被认为是保持不变的，所以不存在重复报警，因此报警延时器参数不需要被更新。如果报警持续时间T1(l)通过了假设检验，就说明存在重复报警，因此报警延时器参数需要被更新。假设报警样本在大多数情况下都处于正常状态，那么更新后的报警延时器参数m应该满足：Pr(T1(l)＞m)≤RFAR(4)其中RFAR为系统的误报率要求，即该系统产生的误报率不能大于RFAR。根据Chebyshev不等式可得结合公式(4)和(5)可知，γT1的计算公式为将公式(6)代入公式(5)中，可得在实际应用过程中，σT1和μT1通常由它们的估计值ST1和来代替。又由于报警延时器参数应该满足报警延时的要求，所以报警延时器参数应该更新为其中mU为由报警延时要求RAAD决定的报警延时器参数m的上界。进一步的，所述第二假设检验方法在第一假设检验方法的基础上，将公式(3)替换为：即应该利用报警间隔时间T0来进行假设检验。其中，ST0和分别为T0的标准差和均值的估计值，公式(7)替换为为：其中RMAR为系统漏报率的要求，即系统的漏报率不能大于RMAR本专利技术还提供了一种抖动报警和重复报警的在线消除系统，包括：选择模块，用于选取报警时间段ts至te的报警信号，将所述报警信号转换为以0为代表的正常状态和以1为代表的报警状态的第一报警样本；预测赋值模块，用于初始化报警延时器的参数m，对上述第一报警样本进行预测赋值，得到第二报警样本；报警持续/间隔时间计算模块，用于计算报警持续时间或报警间隔时间，从而得到报警持续时间序列或报警间隔时间序列；假设检验模块，用于对报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，从而判断是否需要更新报警延时器参数；更新模块，用于更新报警时间段，从而实时更新报警延时器参数。本专利技术的有益效果：本专利技术利用报警延时器对报警时间段进行处理，得到新的报警样本，利用新的报警样本计算报警持续时间序列或报警间隔时间序列，然后对报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，从而判断报警延时器参数是否需要更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抖动报警和重复报警的在线消除方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取报警时间段ts至te的报警信号，将所述报警信号转换为以0为代表的正常状态和以1为代表的报警状态的第一报警样本，其中ts和te对应的报警信号均为正常状态；(2)初始化报警延时器的参数m，对上述第一报警样本进行预测赋值，得到第二报警样本；(3)计算第二报警样本的报警持续时间序列或报警间隔时间序列；(4)对所述报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，判断是否需要更新报警延时器参数；(5)更新报警时间段，重复步骤(1)至(4)。

【技术特征摘要】
1.一种抖动报警和重复报警的在线消除方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选取报警时间段ts至te的报警信号，将所述报警信号转换为以0为代表的正常状态和以1为代表的报警状态的第一报警样本，其中ts和te对应的报警信号均为正常状态；(2)初始化报警延时器的参数m，对上述第一报警样本进行预测赋值，得到第二报警样本；(3)计算第二报警样本的报警持续时间序列或报警间隔时间序列；(4)对所述报警持续时间序列或报警间隔时间序列进行假设检验，判断是否需要更新报警延时器参数；(5)更新报警时间段，重复步骤(1)至(4)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中对第一报警样本进行预测赋值具体为：当且仅当有连续m个样本为报警状态，报警系统就产生报警信号1；当且仅当有连续m个样本为正常状态，报警系统就产生正常信号0。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中计算第二报警样本的报警持续时间序列具体为：T1＝t2-t1+1，其中t1时刻和t2时刻为相邻的非报警状态所对应的时刻，且t1到t2时间段内均为报警状态；所述报警间隔时间序列为非报警持续时间序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中如果报警持续时间序列或报警间隔时间序列未通过假设检验，则说明不存在抖动报警和重复报警，此种情况不更新报警延时器得参数m；如果报警持续时间序列通过假设检验，则说明存在抖动报警和重复报警，此种情况更新报警延时器得参数m。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，如果报警持续时间序列通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建东，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37