传感器故障检测方法、装置和计算机可读介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了传感器故障检测方法、装置和计算机可读介质，该传感器故障检测方法包括：获取目标自动化控制系统中每一个传感器的历史读数；根据获取到的各历史读数分别确定每一个传感器的最大支持组，其中最大支持组包括有与相应传感器存在相关性的至少一个传感器；获取每一个传感器在当前时间窗内的至少两个当前读数，其中，当前时间窗是终点时间为当前时间且时间跨度等于预设的时间长度的时间段；针对每一个传感器，根据当前时间窗内该传感器及其最大支持组中各传感器的当前读数，计算该传感器的总体相似度；如果一个传感器的总体相似度小于预设的相似度阈值，则确定该传感器发生故障。本方案能够适用于各种自动化控制系统进行传感器故障检测。

【技术实现步骤摘要】
传感器故障检测方法、装置和计算机可读介质
本专利技术涉及故障检测分析
，尤其涉及传感器故障检测方法、装置和计算机可读介质。
技术介绍
传感器是自动化控制系统中不可或缺的部件，各类传感器采集相应信息发送给控制器，控制器根据各传感器所采集到的信息向被控设备发送控制指令实现自动化控制，因此传感器所采集信息的准确性直接影响自动化控制的可靠性。为了避免传感器发生故障而影响自动化控制系统对被控设备进行自动化控制的可靠性，需要对自动化控制系统中的传感器进行故障检测，以及时发现并修复发生故障的传感器。目前通常采用构建数据模型的方式对传感器进行故障检测，即构建针对自动化控制系统的数据模型，将自动化控制系统中各传感器所采集到的信息输入所构建的数据模型中，根据数据模型输出的结果判断传感器是否发生故障。一些复杂的自动化控制系统所包括传感器的种类和数量均较多，而且存在大量的冗余传感器，比如火车上的供热通风与空气调节（HeatingVentilationandAirConditioning，HVAC）系统包括有大量温度传感器、湿度传感器和有害气体浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.传感器故障检测方法（10），包括：/n获取目标自动化控制系统中每一个传感器的历史读数，其中，所述目标自动化控制系统包括有至少两个传感器；/n针对每一个所述传感器，根据获取到的各所述历史读数确定该传感器的最大支持组，其中，所述最大支持组包括有与该传感器存在相关性的至少一个所述传感器；/n获取每一个传感器在当前时间窗内的至少两个当前读数，其中，所述当前时间窗的终点时间为当前时间，且所述当前时间窗的时间跨度等于预设的时间长度；/n针对每一个所述传感器，根据所述当前时间窗内该传感器和该传感器的所述最大支持组中各所述传感器的所述当前读数，计算该传感器的总体相似度；/n针对每一个所述传感器，如果该传感...

【技术特征摘要】
1.传感器故障检测方法（10），包括：
获取目标自动化控制系统中每一个传感器的历史读数，其中，所述目标自动化控制系统包括有至少两个传感器；
针对每一个所述传感器，根据获取到的各所述历史读数确定该传感器的最大支持组，其中，所述最大支持组包括有与该传感器存在相关性的至少一个所述传感器；
获取每一个传感器在当前时间窗内的至少两个当前读数，其中，所述当前时间窗的终点时间为当前时间，且所述当前时间窗的时间跨度等于预设的时间长度；
针对每一个所述传感器，根据所述当前时间窗内该传感器和该传感器的所述最大支持组中各所述传感器的所述当前读数，计算该传感器的总体相似度；
针对每一个所述传感器，如果该传感器的所述总体相似度小于预设的相似度阈值，则确定该传感器发生故障。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
针对每一个所述传感器，该传感器的所述最大支持组所包括的各传感器与该传感器为同类传感器。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每一个所述传感器，根据获取到的各所述历史读数确定该传感器的最大支持组，包括：
针对所述自动化控制系统所包括的至少两个传感器中的任意两个传感器，根据该两个传感器的所述历史读数之间的相似性，计算用于表征该两个传感器之间相关性的第一相关系数；
针对每一个所述传感器，均执行：
按照卡方分布对该传感器与其他所述传感器之间的所述第一相关系数进行拟合，获得相关性分布函数；
从所述相关性分布函数上确定与预设置信概率阈值相对应的相关系数阈值；
将与该传感器之间的所述第一相关系数大于所述相关系数阈值的所述传感器确定为该传感器的支持传感器；
将由各所述支持传感器组成的集合确定为该传感器的所述最大支持组。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对所述自动化控制系统所包括的至少两个传感器中的任意两个传感器，根据该两个传感器的所述历史读数之间的相似性，计算用于表征该两个传感器之间相关性的第一相关系数，包括：
针对所述目标自动化控制系统所包括的至少两个传感器中的第个传感器和第个传感器，通过如下第一公式组计算所述第个传感器和所述第个传感器之间的所述第一相关系数；
所述第一公式组包括：



其中，所述用于表征所述第个传感器和所述第个传感器之间的所述第一相关系数，所述用于表征在第个历史时刻所述第个传感器的所述历史读数，用于表征在第个历史时刻所述第个传感器的所述历史读数，所述用于表征预先设定的历史时刻的总个数，且所述为大于1的整数。


5.根据权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于，所述针对每一个所述传感器，根据所述当前时间窗内该传感器和该传感器的所述最大支持组中各所述传感器的所述当前读数，计算该传感器的总体相似度，包括：
针对每一个所述传感器，均执行：
针对位于该传感器的所述最大支持组中的每一个支持传感器，根据该支持传感器和该传感器的所述当前读数之间的相似性，计算用于表征该支持传感器和该传感器之间相关性的第二相关系数；
根据该传感器的所述最大支持组中各所述支持传感器与该传感器之间的所述第二相关系数，通过如下公式计算该传感器的所述总体相似度；



其中，所述用于表征第个所述传感器的所述总体相似度，所述用于表征第个所述传感器的所述最大支持组中的第个所述支持传感器与第个所述传感器之间的所述第二相关系数，所述用于表征第个所述传感器的所述最大支持组中所述支持传感器的数量。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述针对位于该传感器的所述最大支持组中的每一个支持传感器，根据该支持传感器和该传感器的所述当前读数之间的相似性，计算用于表征该支持传感器和该传感器之间相关性的第二相关系数，包括：
针对位于该传感器的所述最大支持组中的每一个支持传感器，通过如下第二公式组计算该支持传感器与该传感器之间的所述第二相关系数；
所述第二公式组包括：



其中，所述用于表征第个所述传感器在所述当前时间窗内的第个采集时刻的所述当前读数，用于表征第个所述传感器的所述最大支持组中的第个所述支持传感器在所述第个采集时刻的所述当前读数，所述用于表征所述当前时间窗内所包括的采集时刻的数量，且所述为大于1的整数。


7.传感器故障检测装置，包括：
一个历史读数获取模块（21），用于获取目标自动化控制系统中每一个传感器的历史读数，其中，所述目标自动化控制系统包括有至少两个传感器；
一个支持组确定模块（22），用于针对每一个所述传感器，根据所述历史读数获取模块（21）获取到的各所述历史读数确定该传感器的最大支持组，其中，所述最大支持组包括有与该传感器存在相关性的至少一个所述传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴林杉，郑杰，韩三丰，
申请(专利权)人：西门子交通技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11