基于报警时间序列挖掘的报警关联分析方法

发布时间：2021-03-31 04:15

　　报警系统是保障现代流程工业安全的重要环节,然而,目前工业过程中广泛存在的报警泛滥对报警系统的性能造成了较大的影响。而报警关联分析是寻找报警根源、抑制报警泛滥的有效方法之一。报警关联分析需要对海量的报警时序数据进行计算和处理,而目前的处理方法在运算效率方面还不够理想。此外,对于报警序列之间时间滞后的估计和表示也不够准确。为此,论文提出了一种基于报警时间序列挖掘的报警关联分析方法,主要研究内容如下:首先,论文研究了报警时间序列间相似度的匹配计算方法,针对这些方法在计算效率方面的不足,提出了报警时间序列的区块化处理方法。通过将报警数据的二进制数据转换为报警时间节点数据,有效了降低了算法的时间复杂度和空间复杂度。其次,针对目前报警关联分析方法中对时间滞后估计不够准确地问题,通过基于区块化序列的可变时间窗方法,使得每个时间窗都能包含一个完整的报警周期时间滞后,解决了时间窗的取值问题。并且通过对时间滞后的统计分析,生成了报警序列间的时间滞后域,更加准确地表示了报警间的时间滞后关系。最后,选取TE过程作为应用实例进行了研究,将所提方法与传统方法进行了比较,从结果可以看出,区块化方法有效地提升了的计算... 

【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】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图-}报赞生命周期

当检测到关联报警，一般有几种办法进行处理，例如，可以抑制因果组中的??衍生报警［３，３１］，或者重点关注一组报警中最重要的或最具信息量的报警［４１。这样??做可以大大地提高报警系统的性能，并为工厂的运行带来益处。比如，减少操作??员的响应时间来重点检测主要故障源。但是，随着现代流程工业的日益复杂化，??根据操作人员的工艺知识和操作经验来对相关报警进行分类是一项困难且耗时??的工作。??因此，在解决报警系统性能问题的过程中，对相关报警的关联性分析对于过??程安全管理至关重要［３２１。许多学者都对报警关联性分析进行过研宄，Ｊｉａｎｇ等１３３］??提出了一种利用邻接矩阵的根源报警分析方法，根据报警信息计算出邻接矩阵，??由此估计报警间的相互影响。Ａｋａｔｓｕｋａａ?＆?Ｎｏｄａｂ［：！￣提出了一种利用莱文斯坦距??离来分析连续报警间相似度的方法，通过计算两报警间的“编辑”操作，对报警间??的相似度进行估计。另外，格兰杰因果关系也是一种有效的报警关联分析方法。??Ｙｕａｎ等［３５１提出了利用潜变量选择带有显著振荡特征的方法，对振荡的源头和传??播途径诊断，然后应用时域和频域格兰杰因果关系进一步进行可靠性诊断。Ｘｕ??

图２－１报警阈值??Ｆｉｇ．２－１?Ａｌａｒｍ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ??从图２－１中可以看出，温度报警Ａ曲线在ｔｌ时刻达到高报警点，这时报警??系统向操作员发出报警通知，然后温度继续上升，在ｔ２时刻达到了新的报警点??——高高报警点。之后在ｔ３时刻，温度曲线离开高高报警区域并返回高报警区??域。最后，温度曲线在ｔ４时刻离开高报警区域返回正常状态，并向操作员发送??通知。图２－１中情况的事件序列如表２－１所示。??表２－１温度报警??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｌａｒｍｓ??时刻?ｍｍ?报警类型?报警状态??ｔｌ?报警Ａ?高报警?激活??１２?报警Ａ?高报警?非激活??ｔ２?报警Ａ?高尚报警?激活??ｔ３?报警Ａ?高高报警?非激活??ｔ３?报警Ａ?高报警?激活??ｔ４?报警Ａ?高报警?非激活??从表２－１可知，在报警事件中，报警变量每超过一个报警级别就会产生一个??事件。然后，操作员接受到这些信息后，需要根据报警信息对异常情况进行确认。??因此，报警的基本生命周期可以概括为：激活、确认和正常化。表２－２是根据表??２－１的数据，并引入操作员的确认过程。??１３??

【参考文献】：
期刊论文
[1]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]提升工业过程报警系统有效性的自适应管理策略[D]. 王佳.北京化工大学 2016



本文编号：3110770