过程工业报警多维层次模型研究与应用
发布时间：2021-02-26 14:45
过程报警系统,是对报警状态进行检测、通讯、记录的软、硬件总和,是实现装置自动监控并要求操作员采取相应处理措施的一种重要方式。报警系统在现代过程工业安全、高效生产过程中起着至关重大的作用。然而,在现今世界范围内投入使用的报警系统中,大都存在“报警过载”这一严重问题,该问题对报警系统应有的保护功能产生了严重影响,对经济效益、过程安全甚至人身安全构成了极大的威胁,因此迫切需要科学可靠的理论和技术来解决这一问题。本文针对“报警过载”这一问题,分析出导致“报警过载”的四大原因,即,工业过程关联复杂导致报警根源诊断困难,报警阈值设计不合理,报警优先级划分不明确,干扰报警繁多难以分辨。然后,主要针对这四大主要原因对国内外学术界和工业界的现有研究成果进行总结归纳,找出不足或需要改进之处,从而提出一套新型的解决“报警过载”问题的系统性理论技术框架。现代过程工业普遍存在非线性、强耦合、强关联、分布广等复杂特征,为有效解决过程工业“报警过载”这一问题,本文从过程复杂本质特征出发,研究建立过程工业报警多维层次模型,在该层次模型的基础上,进行报警阈值优化、报警根源诊断、报警优先级划分一系列基础研究,构成一套解决...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２过程保护层及其影响??Ｆｉｇ?１－２?Ｌａｙｅｒｓ?ｏｆ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ｉｍｐａｃｔ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??“
模块内部以及不同子模块之间的异常传播路径。以上优势可以帮助操作员快速??了解过程、定位异常和及时采取解决措施。??ＳＩＳＭ的建模流程如图２－１所示，具体步骤如下。??１）基于空间分布矩阵（Ｓｐａｔｉａ丨Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?Ｍａｔｒｉｘ，?ＳＤＭ）进行全流程分解??为实现复杂全过程的有效分解，同时保证不同过程单元之间的固有关联性，??首先依据过程流程图建立空间分布矩阵ＳＤＭ，该矩阵为Ｂ＊Ｖ矩阵［ｄｂｖ］，其中，??Ｂ代表子模块的个数，Ｖ代表过程变量数。如果变量Ｘｖ处于子模块ｂ中，则??ｄｂｖ＝ｌ，否则为〇。根据ＳＤＭ，可以得到空间模块矩阵（ＳＢＭ），该矩阵为一个方??阵［％］￣，，Ｖ代表过程变量的个数。在矩阵ＳＢＭ中，共有Ｂ个对角模块，每??一个对角模块对应一个过程子模块，对角线值全部为１。分析过程流程图，如??果变量ｉ对变量ｊ存在直接且明显的影响
本文提出一种前向稀疏主元分析（ｆｏｒｗａｒｄ?ＳＰＣＡ）算法，以前向级联的顺序，??依次得到每个主元的非零负载的个数，确定最优参数Ｎ，从而得到最优稀疏负??载矩阵６。前向稀疏主元分析的算法流程图如图２－２，大致步骤如下。??首先，初始化＂（０）？，７＾，．．．，〇［２，２，．．．２］，作为基准情形；其次，固??定其余（ｋ－１）个ＳＰＣ的非零负载个数，寻找当ＣＰＶ取最大值时，第１个ＳＰＣ??的非零负载个数，记为接着，固定其余（ｋ－１）个ＳＰＣ的非零负载个数，??寻找当ＣＰＶ取最大值时，第２个ＳＰＣ的非零负载个数，记为ＡＶ）Ｐ＇；重复以上??步骤，直到ＣＰＶ的增幅不再大于预设值；；，表明即使牺牲稀疏性，也不会再有??新的特征被挖掘出来，此时，得到最优负载个数向量Ａ＾＇和最优负载矩阵??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业过程报警管理研究进展[J]. 朱群雄,高慧慧,徐圆. 自动化学报. 2017(06)
[2]基于离散傅里叶变换的过程工业报警泛滥序列聚类分析及应用[J]. 陈忠圣,高慧慧,徐圆,朱群雄. 化工学报. 2016(03)
[3]基于解释结构模型与李克特量表的多变量关联报警的系统合理化方法（英文）[J]. 高慧慧,徐圆,顾祥柏,林晓勇,朱群雄. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(12)
[4]过程工业报警系统可视化监控技术及应用[J]. 高慧慧,徐圆,朱群雄. 化工学报. 2015(01)
[5]过程工业报警系统研究进展[J]. 朱群雄,高慧慧,刘菲菲,彭荻,徐圆,顾祥柏. 计算机与应用化学. 2014(02)
[6]智能报警管理若干研究问题[J]. 杨帆,萧德云. 计算机与应用化学. 2011(12)
[7]SDG建模及其应用的进展[J]. 杨帆,萧德云. 控制理论与应用. 2005(05)
[8]A New Fuzzy Clustering-Ranking Algorithm and Its Application in Process Alarm Management[J]. 朱群雄,耿志强. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2005(04)
博士论文
[1]前馈神经网络结构设计研究及其复杂化工过程建模应用[D]. 贺彦林.北京化工大学 2016
硕士论文
[1]流程工业数据驱动报警分析[D]. 刘菲菲.北京化工大学 2015
本文编号：3052740
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２过程保护层及其影响??Ｆｉｇ?１－２?Ｌａｙｅｒｓ?ｏｆ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?ｉｍｐａｃｔ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??“
模块内部以及不同子模块之间的异常传播路径。以上优势可以帮助操作员快速??了解过程、定位异常和及时采取解决措施。??ＳＩＳＭ的建模流程如图２－１所示，具体步骤如下。??１）基于空间分布矩阵（Ｓｐａｔｉａ丨Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?Ｍａｔｒｉｘ，?ＳＤＭ）进行全流程分解??为实现复杂全过程的有效分解，同时保证不同过程单元之间的固有关联性，??首先依据过程流程图建立空间分布矩阵ＳＤＭ，该矩阵为Ｂ＊Ｖ矩阵［ｄｂｖ］，其中，??Ｂ代表子模块的个数，Ｖ代表过程变量数。如果变量Ｘｖ处于子模块ｂ中，则??ｄｂｖ＝ｌ，否则为〇。根据ＳＤＭ，可以得到空间模块矩阵（ＳＢＭ），该矩阵为一个方??阵［％］￣，，Ｖ代表过程变量的个数。在矩阵ＳＢＭ中，共有Ｂ个对角模块，每??一个对角模块对应一个过程子模块，对角线值全部为１。分析过程流程图，如??果变量ｉ对变量ｊ存在直接且明显的影响
本文提出一种前向稀疏主元分析（ｆｏｒｗａｒｄ?ＳＰＣＡ）算法，以前向级联的顺序，??依次得到每个主元的非零负载的个数，确定最优参数Ｎ，从而得到最优稀疏负??载矩阵６。前向稀疏主元分析的算法流程图如图２－２，大致步骤如下。??首先，初始化＂（０）？，７＾，．．．，〇［２，２，．．．２］，作为基准情形；其次，固??定其余（ｋ－１）个ＳＰＣ的非零负载个数，寻找当ＣＰＶ取最大值时，第１个ＳＰＣ??的非零负载个数，记为接着，固定其余（ｋ－１）个ＳＰＣ的非零负载个数，??寻找当ＣＰＶ取最大值时，第２个ＳＰＣ的非零负载个数，记为ＡＶ）Ｐ＇；重复以上??步骤，直到ＣＰＶ的增幅不再大于预设值；；，表明即使牺牲稀疏性，也不会再有??新的特征被挖掘出来，此时，得到最优负载个数向量Ａ＾＇和最优负载矩阵??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业过程报警管理研究进展[J]. 朱群雄,高慧慧,徐圆. 自动化学报. 2017(06)
[2]基于离散傅里叶变换的过程工业报警泛滥序列聚类分析及应用[J]. 陈忠圣,高慧慧,徐圆,朱群雄. 化工学报. 2016(03)
[3]基于解释结构模型与李克特量表的多变量关联报警的系统合理化方法（英文）[J]. 高慧慧,徐圆,顾祥柏,林晓勇,朱群雄. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(12)
[4]过程工业报警系统可视化监控技术及应用[J]. 高慧慧,徐圆,朱群雄. 化工学报. 2015(01)
[5]过程工业报警系统研究进展[J]. 朱群雄,高慧慧,刘菲菲,彭荻,徐圆,顾祥柏. 计算机与应用化学. 2014(02)
[6]智能报警管理若干研究问题[J]. 杨帆,萧德云. 计算机与应用化学. 2011(12)
[7]SDG建模及其应用的进展[J]. 杨帆,萧德云. 控制理论与应用. 2005(05)
[8]A New Fuzzy Clustering-Ranking Algorithm and Its Application in Process Alarm Management[J]. 朱群雄,耿志强. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2005(04)
博士论文
[1]前馈神经网络结构设计研究及其复杂化工过程建模应用[D]. 贺彦林.北京化工大学 2016
硕士论文
[1]流程工业数据驱动报警分析[D]. 刘菲菲.北京化工大学 2015
本文编号：3052740
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