一种超声流量计故障预警方法技术

本发明专利技术涉及一种超声流量计故障预警方法

【技术实现步骤摘要】
一种超声流量计故障预警方法、系统、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及超声流量计故障检测
，尤其涉及一种超声流量计故障预警方法
、
系统
、
电子设备及介质
。

技术介绍

[0002]天然气作为一种高效
、
清洁的绿色能源被广泛使用，天然气贸易量逐年增加，计量的准确可靠性至关重要
。
超声流量计作为天然气贸易交接最重要的计量器具，其周期检定已纳入法制计量管理的范畴
。
[0003]现有超声流量计诊断系统更多通过人工定期巡查与核查，才能掌握计量系统运行状态，可是因计量系统多且分布广泛，完成所有计量系统的核查需要大量时间，工作效率低，且计量问题难以得到快速和高效处理，自动化水平需进一步提升
。

技术实现思路

[0004]为了克服人工巡查超声流量计费时费力，自动化水平低的问题，本专利技术提供了一种超声流量计故障预警方法
、
系统
、
电子设备及介质
。
[0005]第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种超声流量计故障预警方法，包括：
[0006]获取超声流量计的系统参数；
[0007]将系统参数输入诊断模型，确定第一预测值；
[0008]根据第一预测值对超声流量计故障进行预警；
[0009]诊断模型的训练过程如下：
[0010]获取系统参数对应的训练样本；
[0011]将训练样本输入决策树的数模型，确定训练样本对应的第二预测值，并根据第二预测值确定真实值；
[0012]对第二预测值进行迭代更新，并确定每次迭代更新对应的目标函数值，目标函数值表征了第二预测值与对应的真实值之间的差异，以及树模型的复杂度；
[0013]对于每次迭代更新，若目标函数值小于阈值，则将当前迭代更新对应的树模型作为诊断模型；
[0014]对于每次迭代更新，若目标函数值大于阈值，则计算第二预测值与对应的真实值之间的残差值，并将第二预测值和残差值一起作为下一次迭代更新时树模型的输入值
。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种超声流量计故障预警系统，包括：
[0016]系统参数获取模块，用于获取超声流量计的系统参数；
[0017]第一预测值确定模块，用于将系统参数输入诊断模型，确定第一预测值；
[0018]预警模块，用于根据第一预测值对超声流量计故障进行预警；
[0019]诊断模型是通过第一单元训练得到的，第一单元包括：
[0020]获取系统参数对应的训练样本；
[0021]将训练样本输入决策树的数模型，确定训练样本对应的第二预测值，并根据第二预测值确定真实值；
[0022]对第二预测值进行迭代更新，并确定每次迭代更新对应的目标函数值，目标函数值表征了第二预测值与对应的真实值之间的差异，以及树模型的复杂度；
[0023]对于每次迭代更新，若目标函数值小于阈值，则将当前迭代更新对应的树模型作为诊断模型；
[0024]对于每次迭代更新，若目标函数值大于阈值，则计算第二预测值与对应的真实值之间的残差值，并将第二预测值和残差值一起作为下一次迭代更新时树模型的输入值
。
[0025]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现如上述的一种超声流量计故障预警方法的步骤
。
[0026]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行一种超声流量计故障预警方法的步骤
。
[0027]本专利技术的有益效果是：通过构建诊断模型，对系统参数进行预测得到第一预测值，即可根据第一预测值提前得知超声流量计是否存在故障，避免了现有技术中的事后发现，同时，在诊断模型的训练过程中，通过不断迭代更新第二预测值和真实值，从而减小目标函数值，目标函数值的减小能够不断减小第二预测值和真实值之间的差异，同时减小树模型的复杂度，从而得到更准确的预测结果，提高诊断模型的预测准确率，通过诊断模型对超声流量计的故障进行故障预测，实现了计量系统的设备性能变化方面实施变化趋势的实时跟踪，在故障前发现异常征兆并精准预警，进而可根据预警结果给出维护策略，然后精准施策，将问题消除在萌芽状态，防止故障的发生或者扩大，保障设备处于高度完好状态，确保计量性能满足计量要求
。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明
。
[0029]图1为本专利技术一实施例提供的隧道开挖放样点确定方法的流程示意图；
[0030]图2为树模型迭代更新的示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例的一种超声流量计故障预警系统的结构示意图
。
具体实施方式
[0032]下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不构成任何限制
。
[0033]以下结合附图描述本专利技术实施例的一种超声流量计故障预警方法
、
系统
、
电子设备及介质
。
[0034]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种超声流量计故障预警方法，包括：
[0035]S1、
获取超声流量计的系统参数
。
[0036]系统参数包括流量
、
流速
、
增益值
、
信噪比
、
剖面系数和旋涡角等参数
。
[0037]S2、
将系统参数输入诊断模型，确定第一预测值
。
[0038]S3、
根据第一预测值对超声流量计故障进行预警
。
[0039]诊断模型的训练过程如下：
[0040]S11、
获取系统参数对应的训练样本
。
[0041]训练样本包括系统参数对应的历史数据
。
[0042]S12、
将训练样本输入决策树的数模型，确定训练样本对应的第二预测值，并根据第二预测值确定真实值
。
[0043]树模型采用
xgboost
模型
。
[0044]S13、
对第二预测值和真实值进行迭代更新，并确定每次迭代更新对应的目标函数值，目标函数值表征了第二预测值与对应的真实值之间的差异，以及树模型的复杂度
。
[0045]S14、
对于每次迭代更新，若目标函数值小于阈值，则将当前迭代更新对应的树模型作为诊断模型
。
[0046]S15、
对于每次迭代更新，若目标函数值大于阈值，则计算第二预测值与对应的真实值之间的残差值，并将第二预测值和残差值一起作为下一次迭代更新时树模型的输入值...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超声流量计故障预警方法，其特征在于，包括：获取超声流量计的系统参数；将所述系统参数输入诊断模型，确定第一预测值；根据所述第一预测值对超声流量计故障进行预警；所述诊断模型的训练过程如下：获取所述系统参数对应的训练样本；将所述训练样本输入决策树的数模型，确定训练样本对应的第二预测值，并根据所述第二预测值确定真实值；对所述第二预测值和真实值进行迭代更新，并确定每次迭代更新对应的目标函数值，所述目标函数值表征了所述第二预测值与对应的真实值之间的差异，以及树模型的复杂度；对于每次迭代更新，若所述目标函数值小于阈值，则将当前迭代更新对应的所述树模型作为诊断模型；对于每次迭代更新，若所述目标函数值大于阈值，则计算所述第二预测值与对应的真实值之间的残差值，并将所述第二预测值和残差值一起作为下一次迭代更新时所述树模型的输入值
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二预测值确定真实值，公式如下：其中，表示第
t
次迭代更新对应的真实值，表示第
t
‑1次迭代更新对应的真实值，
f
t
(x
i
)
表示第
t
次迭代更新对应的第二预测值，
t
表示迭代更新的次数
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数值通过如下公式确定：所述的方法，其特征在于，所述目标函数值通过如下公式确定：所述的方法，其特征在于，所述目标函数值通过如下公式确定：其中，
L
(t)
表示目标函数值，表示第
t
‑1次迭代更新时第二预测值
y
i
与真实值之间的损失函数，
f
t2
(x
i
)
表示第
t
次迭代更新对应的第二预测值，
g
i
表示损失函数的一阶导数，
h
i
表示损失函数的二阶导数，表示预设参数，
γ
、
λ
均表示调节系数，
T
表示当前树模型叶子节点的数量，
ω
表示叶子节点的权重
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述系统参数对应的训练样本，还包括：
获取与所述系统参数相关联的各个关联参数；计算所述系统参数与每个关联参数的关联性；将所述关联性从大到小进行排序，选择前预设数量的各个所述关联参数作为目标参数；将所述系统参数和各个所述目标参数一起作为训练样本
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述系统参数与每个关联参数的关联性，公式如下：其中，
ρ
表示关联性，
n
表示关联参数的个数，
R(x
i
)
和
R(y
i
)
分别是
x
i
和
y
i
的位次，
x...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏娜，王志方，艾纯喜，刘治华，王晓光，王洁，叶国元，石宇，牛锦皓，王海龙，孙旭，马辉，刘亮有，黎莎，解立晓，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司，
类型：发明
国别省市：