本发明专利技术提供一种高炉出铁的计算铁水流速的方法，该方法包括：周期性采集高炉各铁口铁轨的轨道衡称量毛重数据，组成原始数据序列；采用滑动窗口算法检测检测原始数据序列的拐点，并利用拐点将其切分为多段数据序列；采用平稳性检验法，根据预定的规则确定每段数据序列的出铁状态并获得处于正在出铁状态的数据序列；计算处于正在出铁状态的数据序列的各时间点的铁水流速，非正在出铁状态的时间点的铁水流速为0。本发明专利技术所提供的方法避免了复杂的检测设备，在一般采用的轨道衡称量设备基础上可以实现准确的铁水流速计算，无需人工确认与操作即可实现。操作即可实现。操作即可实现。
【技术实现步骤摘要】
一种高炉出铁中计算铁水流速的方法、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及高炉出铁应用领域，具体涉及一种高炉出铁中计算铁水流速的方法、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]在高炉炼铁生产中，实时检测高炉出铁口的铁水流速，能用于分析炉内压力，也能反应产出铁渣比例关系，对于炉前操作有着重要意义。国内炼铁厂大多采用鱼雷罐车盛装和运输铁水，目前常见的一种方法是采用轨道衡安装在高炉出铁场铁轨下，对鱼雷罐车的铁水装入质量实时监测，以计算出实时铁水流速。
[0003]但具体应用中，无人工确认的情况下，如何处理轨道衡数据，从中判断是否为出铁状态，并准确计算铁水流速存在很多挑战。例如在开始受铁和结束受铁过程，由于鱼雷罐车在轨道上的运动，轨道衡称量数据会发生变化；或是由于磨损或残余熔渣，不同罐次鱼雷罐车的质量可能存在一定区别。目前与直接根据轨道衡称量数据计算铁水流速方法的相关文献很少。因此，需要设计一种方法，以根据轨道衡称量实时准确地计算得到铁水流速。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种高炉出铁中计算铁水流速的方法、装置及存储介质，它能根据轨道衡称量数据，判断当前的受铁状态、出铁状态，并实时准确地计算铁水流速。
[0005]为了实现上述目的，一方面提供了一种高炉出铁中计算铁水流速的方法，本方法中，包括：
[0006]S1,周期性采集设置在高炉铁口铁轨上的轨道衡称重的毛重数据，获取一段时间内所述毛重数据的原始数据序列；
[0007]S2,检测所述原始数据序列的拐点，根据所述拐点将所述原始数据序列切分为多段数据序列，其中确定在每段数据序列的时间段内铁口处于相同的工作状态；
[0008]S3，计算所述多段数据序列中各段数据序列的均值，其中，将所述均值与0的差值大于预定阈值的数据序列确定为处于有罐车状态的数据序列；
[0009]S4，采用平稳性检验法对所述有罐车状态的数据序列进行检验，根据预设的规则确定数据序列所标识的受铁状态并获得处于正在受铁状态的数据序列；
[0010]S5，计算所述处于正在受铁状态的数据序列中各个时间点的铁水流速，并将所述原始数据序列所对应的时间段中、除所述处于正在受铁状态的数据序列之外的时间点上的铁水流速都确定为0。
[0011]进一步地，采用滑动窗口算法来检测所述拐点，具体包括：
[0012]S201，设从0至T时刻所采集的毛重数据为y
0..T
，损失函数，损失函数半窗长度w，峰值阈值h；
[0013]S202，预设损失数组Z为一个长度为所述T的数组[θ，0，...]，每项元素都为0；
[0014]S203，根据所述损失函数，对所述损失数组Z的元素Z[t]进行重新赋值：
[0015]以t时刻为滑动窗口中心点，对于t＝w，...，T
‑
w按照如下步骤进行循环赋值操作：Z[t]＝c(y
r
)
‑
[c(y
p
)+c(y
q
)]，其中，
[0016]所述滑动窗口的前半窗的时间为：p＝(t
‑
w)，...，t，
[0017]所述滑动窗口的后半窗的时间为：q＝t，...，(t+w)，
[0018]完整的所述滑动窗口的时间为：r＝(t
‑
w)，...，(t+w)；
[0019]S204，确定所述数组Z中大于所述峰值阈值h的元素，将大于所述峰值阈值h的元素中、时间上连续的元素Z[t]组成子数组，并记录下所述子数组中每个元素的时间位置；将每一个所述子数组中元素值最大的元素所对应的时间位置作为拐点的时间，得到包含所有拐点的时间坐标集L；
[0020]若所述坐标集L为空集，则未检测到拐点，将所述原始数据序列视为只有一种状态；
[0021]若所述坐标集L不为空集，则将所述坐标集L中的时间元素作为所述原始数据序列的拐点，所述拐点对应的毛重数据将所述原始数据序列切分为所述多段数据序列；
[0022]上述步骤中，a..b表示从时刻a至时刻b，y
a..b
表示从时刻a至时刻b的一段毛重数据序列，表示毛重数据序列y
a..b
的经验均值。
[0023]进一步地，所述步骤S4中，所述平稳性检验法为ADF平稳性检验，采用的检验回归式为带漂移项和趋势项目回归过程：式为带漂移项和趋势项目回归过程：设定显著性水平α，
[0024]其中，μ为常数项，βt是时间趋势项，ε
t
为随机扰动项，ρ为假设性参数，C
i
为滞后项；
[0025]利用所述检验回归式对所述处于有罐车状态的各数据序列进行计算，获得与所述有罐车状态的各数据序列相应的检验统计量，将所述检验统计量与所述显著性水平α比较，确定所述有罐车状态的数据序列中各数据序列对应的受铁状态。
[0026]进一步地，所述确定所述有罐车状态的数据序列中各数据序列对应的受铁状态包括：
[0027]当所述检验统计量大于所述显著性水平α、且其最终毛重值大于开始毛重值时，则认为该时段内该铁口铁轨的鱼雷罐车在往轨道衡上移动，确定该铁口处于准备受铁的状态；
[0028]当所述检验统计量大于所述显著性水平α、且其最终毛重值小于开始毛重值时，则认为该时段内、该铁口铁轨的鱼雷罐车在移动离开轨道衡，确定该铁口处于结束受铁的状态；
[0029]当所述检验统计量小于所述显著性水平α、且其最终毛重值明大于开始毛重值时，则认为该时段内、该铁口铁轨的鱼雷罐车在轨道衡上静止，确定该铁口处于正在受铁状态；
[0030]当所述检验统计量小于所述显著性水平α、且其最终毛重值与开始毛重值相差极小或相等时，则认为该时段内，该铁口铁轨的鱼雷罐车在轨道衡上静止，确定该铁口处于停止出铁的状态。
[0031]进一步地，步骤S5中利用如下公式计算各个时间点的铁水流速：
[0032][0033]其中y
k
指时间点k处轨道衡测量的所述毛重数据，Δt指采集周期。
[0034]以固定周期执行上述方法步骤，可在生产中实时地获取高炉各铁口的铁水流速。
[0035]又一方面，提出一种高炉出铁中计算铁水流速的装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器执行以实现如上文所述的高炉出铁中计算铁水流速的方法。
[0036]又一方面，提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序被处理器执行以实现如上文所述的高炉出铁中计算铁水流速的方法。
[0037]上述技术方案具有如下技术效果：
[0038]本专利技术实施例提供的高炉出铁的计算铁水流速的技术方案通过周期性地采集高炉各铁口铁轨的轨道衡称量毛重数据，对各铁口所采集的数据序列采用滑动窗口算法检测拐点，利用拐点将数据切分为多段，并采用平稳性检验法，根据预设的规则来判断每本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高炉出铁中计算铁水流速的方法，其特征在于，包括：S1,周期性采集设置在高炉铁口铁轨上的轨道衡称重的毛重数据，获取一段时间内所述毛重数据的原始数据序列；S2,检测所述原始数据序列的拐点，根据所述拐点将所述原始数据序列切分为多段数据序列，其中确定在每段数据序列的时间段内铁口处于相同的工作状态；S3,计算所述多段数据序列中各段数据序列的均值，其中，将所述均值与0的差值大于预定阈值的数据序列确定为处于有罐车状态的数据序列；S4,采用平稳性检验法对所述有罐车状态的数据序列进行检验，根据预设的规则确定数据序列所标识的受铁状态并获得处于正在受铁状态的数据序列；S5,计算所述处于正在受铁状态的数据序列中各个时间点的铁水流速，并将所述原始数据序列所对应的时间段中、除所述处于正在受铁状态的数据序列之外的时间点上的铁水流速都确定为0。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用滑动窗口算法来检测所述拐点，具体包括：S201,设从0至T时刻所采集的毛重数据为y
0..T
，损失函数，损失函数半窗长度w，峰值阈值h；S202,预设损失数组Z为一个长度为所述T的数组[0,0,
…
]，每项元素都为0；S203,根据所述损失函数，对所述损失数组Z的元素Z[t]进行重新赋值：以t时刻为滑动窗口中心点，对于t＝w,
…
,T
–
w按照如下步骤进行循环赋值操作：Z[t]＝c(y
r
)
‑
[c(y
p
)+c(y
q
)]，其中，所述滑动窗口的前半窗的时间为：p＝(t
‑
w),...,t，所述滑动窗口的后半窗的时间为：q＝t,...,(t+w)，完整的所述滑动窗口的时间为：r＝(t
‑
w),...,(t+w)；S204,确定所述数组Z中大于所述峰值阈值h的元素，将大于所述峰值阈值h的元素中、时间上连续的元素Z[t]组成子数组，并记录下所述子数组中每个元素的时间位置；将每一个所述子数组中元素值最大的元素所对应的时间位置作为拐点的时间，得到包含所有拐点的时间坐标集L；若所述坐标集L为空集，则未检测到拐点，将所述原始数据序列视为只有一种状态；若所述坐标集L不为空集，则将所述坐标集L中的时间元素作为所述原始数据序列的...
【专利技术属性】
技术研发人员：严晗，戴文，叶理德，欧燕，刘书文，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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