基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法及系统，将基于趋势变化确定的关联变量确定为监控变量；将获取监控变量的数据点进行预处理，在基于历史监控变量数据所预先构建的可行工作域边界模型中查找是否有搜索锥能够包含预处理后的数据点，如果有则为正常数据点，否则为异常数据点；确定异常数据点所对应的正常数据点；计算动态报警阈值对应的直线，计算直线与可行工作域边界模型的交点，进而确定动态报警阈值；若预处理后的数据点位于可行工作域边界模型外部，或者存在某一变量超出其对应的报警阈值所表示的运行范围，则触发报警。本发明专利技术能够实现对现代工业系统中的多变量报警阈值的设计，设计合理，且具有较好的通用性。且具有较好的通用性。且具有较好的通用性。

【技术实现步骤摘要】
基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法及系统


[0001]本专利技术属于工业报警
，具体涉及一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着工业生产过程的自动化程度的提高，工厂中配置报警系统的变量越来越多。但由于报警系统设计的不合理，带来了干扰报警过多的问题，使操作员无法及时识别出真实的报警，耽误异常工况的及时处理。并且由于系统中变量往往存在关联关系，针对单个变量的报警系统设计不能顾及变量之间的关联，致使无法检测关联变量的真实异常产生较多的干扰报警，将导致异常恶化造成经济损失和人员伤亡。因此需要考虑多变量报警系统的设计，解决干扰报警过多的问题。
[0004]据专利技术人了解，针对多变量报警系统，目前为了解决扰报警过多的问题，有多元统计的思想、传递熵、贝叶斯滤波器和报警聚类分析等方法。但是在实际的工业生产过程中，鉴于物质的移动和能量的不断转换等，其所涉及的过程变量是非常多的，各监控变量之间息息相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：包括以下步骤：将基于趋势变化确定的关联变量确定为监控变量；将获取监控变量的数据点进行预处理，在基于历史监控变量数据所预先构建的可行工作域边界模型中查找是否有搜索锥能够包含预处理后的数据点，如果有则为正常数据点，否则为异常数据点；确定异常数据点所对应的正常数据点；依据正常数据点，计算动态报警阈值对应的直线，计算直线与可行工作域边界模型的交点，进而确定动态报警阈值；若预处理后的数据点位于可行工作域边界模型外部，或者存在某一变量超出其对应的报警阈值所表示的运行范围，则触发报警。2.如权利要求1所述的一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：将基于趋势变化确定的关联变量确定为监控变量的具体过程包括：用自底向上的分段线性表示方法对样本数据进行分段线性表示，获得各变量的趋势变化关系，进而根据趋势变化关系和各变量间的实际关系确定监控变量。3.如权利要求1所述的一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：基于历史监控变量数据预先构建可行工作域边界模型的具体过程包括：对历史监控数据中的监控变量正常数据点进行预处理，将监控变量组成的可行工作域视为由多个搜索锥构成，基于预处理后的数据确定搜索锥侧棱长；设置最优的搜索锥的步进角，分别选择搜索锥各条棱角坐标的值，根据所有角坐标的排列组合方式得到微元顶点坐标，和原点共同形成顶点集；根据顶点集，确定搜索锥表达式，通过遍历搜索的方式获得可行工作域边界模型。4.如权利要求3所述的一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：进行预处理的具体过程包括：将各个监控变量的历史正常数据点利用向量表示，采用Z
‑
score标准化方法对各监控变量的数据进行标准化。5.如权利要求3所述的一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：所述搜索锥都由一个高维空间中的凸包来表示，其凸包的顶点集即为原点和搜索锥底部超立方体的顶点所组成。6.如权利要求3所述的一种基于搜索锥可行工作域建模的工业多变量报警方法，其特征在于：设置最优的搜索锥的步进角的具体过程包括：定义搜索锥相邻两条棱的顶角为搜索锥的步进角α，α的取值由以下目标函数F(α)取最小值时确定：F(α)＝(1
‑
η)σ
c
ε
r
其中，η表示可行工作域边界模型的适应度指数；σ
...

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