一種煉化過程參數(shù)動態(tài)報(bào)警閾值的生成方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油煉化故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種煉化過程參數(shù)動態(tài)報(bào)警闊 值的生成方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，作為典型的過程工業(yè)，煉化過程工藝復(fù)雜且生產(chǎn)裝置數(shù)量及種類繁多。在煉 化過程中，一旦發(fā)生故障將影響到煉化過程及W外的其他裝置。甚至有可能引發(fā)一些重大 事故。因此，對煉化過程中的生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測格外重要。
[0003] 目前，大多數(shù)煉化工業(yè)采用靜態(tài)模型參數(shù)闊值方法對生產(chǎn)過程進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，而 基于靜態(tài)模型參數(shù)闊值的方法理論上都建立在W下假設(shè)之上：即建模數(shù)據(jù)基本涵蓋所有正 常煉化工況的數(shù)據(jù)空間，煉化工況過程是穩(wěn)態(tài)不變的。但是，實(shí)際的煉化過程中大多數(shù)都存 在緩慢而正常的漂移，即慢時(shí)變特征，此外實(shí)際煉化過程具有多工況非穩(wěn)態(tài)過渡特征，因此 靜態(tài)參數(shù)報(bào)警闊值在生產(chǎn)工況變化后將不再適用，若繼續(xù)應(yīng)用原始的靜態(tài)參數(shù)報(bào)警闊值， 則容易引發(fā)大范圍的誤報(bào)警和漏報(bào)警。另外，在大多數(shù)的煉化工業(yè)中，參數(shù)報(bào)警闊值一般采 用人工調(diào)節(jié)，即裝置生產(chǎn)負(fù)責(zé)人根據(jù)當(dāng)前的工藝情況適當(dāng)調(diào)整報(bào)警闊值W規(guī)避冗余報(bào)警或 根據(jù)操作需要縮小或擴(kuò)大報(bào)警闊值范圍。人工參數(shù)闊值設(shè)置往往會導(dǎo)致報(bào)警闊值更新不及 時(shí)或誤更新，從而引發(fā)新的誤報(bào)警和漏報(bào)警或者降低異常監(jiān)測的靈敏性。
[0004] 可見，當(dāng)前采用靜態(tài)模型參數(shù)闊值方法，并由人工調(diào)節(jié)參數(shù)報(bào)警闊值已經(jīng)不能滿 足復(fù)雜多變的煉化工業(yè)生產(chǎn)過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種煉化過程參數(shù)動態(tài)報(bào)警闊值的生成方法及裝置，W解決 當(dāng)前采用靜態(tài)模型參數(shù)闊值方法，并由人工調(diào)節(jié)參數(shù)報(bào)警闊值，容易引發(fā)誤報(bào)警或漏報(bào)警， 且容易降低異常監(jiān)測的靈敏度的問題。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種煉化過程參數(shù)動態(tài)報(bào)警闊值的生成方法，包括：
[0008] 獲取煉化過程生產(chǎn)裝置的參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)；
[0009] 確定所述參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)所對應(yīng)的滑動窗口長度和步長；
[0010] 根據(jù)所述滑動窗口長度和步長，確定參數(shù)的初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并自所述初始?xì)v 史訓(xùn)練數(shù)據(jù)每隔一個(gè)步長時(shí)間更新一次歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù);所述初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)為確定歷史 訓(xùn)練數(shù)據(jù)的初始時(shí)刻之前的一滑動窗口長度的參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)；
[0011] 對所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行列向的歸一化處理，形成歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)；
[0012] 根據(jù)所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行核密度估計(jì)，生成每個(gè)參數(shù)的概率 密度函數(shù)；
[0013] 根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)，確定每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)；
[0014] 根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)W及預(yù)先設(shè)置的報(bào)警闊值置信度，確定每個(gè)參 數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值。
[0015] 具體的，根據(jù)所述滑動窗口長度和步長，確定參數(shù)的初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并自所述 初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)每隔一個(gè)步長時(shí)間更新一次歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，包括：
[0016] 確定所述參數(shù)的初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)矩陣為：
；其中，Io為 歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)長度;m為所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的過程變量個(gè)數(shù)；
[0017] 在每隔一個(gè)步長D時(shí)間更新一次所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù) 為：
Ik為第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的長度。
[0018] 具體的，對所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行列向的歸一化處理，形成歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)， 包括：
[0019] 根據(jù)公式：
[0020]
[0021] 確定所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù);其中，Xi,/為所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)中第i行第 巧U的數(shù)據(jù);Xi,功歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)Xk中第i行第巧揃數(shù)據(jù);Xmin(j)為第巧U歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最 小值;Xmax(j)為第j列歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最大值。
[0022] 具體的，根據(jù)所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行核密度估計(jì)，生成每個(gè)參 數(shù)的概率密度函數(shù)，包括：
[0023] 根據(jù)公式：
[0024]
[0025] 對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行核密度估計(jì)，生成每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)f (X);
[0026] 其中，
；1功第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的長度；
d為預(yù)先設(shè)置的空間維數(shù)；
為高斯核函數(shù)， 為第j個(gè)參數(shù)的歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)均值。
[0027] 具體的，根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)，確定每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)，包 括：
[002引根據(jù)公式：
[0029]
[0030] 確定每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)F(X)。
[0031] 具體的，根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)W及預(yù)先設(shè)置的報(bào)警闊值置信度，確 定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值，包括：
[0032] 根據(jù)公式：
[0033] F(X)=曰
[0034] 確定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的第一參數(shù)值Si;其中，a為預(yù)先設(shè)置的報(bào)警闊值置信度； [00巧]根據(jù)公式：
[0036] Xl = Sl X (Xmax( j )-Xmin( j ) )+Xmin( j )
[0037] 確定第j個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值下限XI;其中，Xmin(j)為第j列歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的 最小值;Xmax(j)為第j列歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最大值。
[0038] 具體的，根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)W及預(yù)先設(shè)置的報(bào)警闊值置信度，確 定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值，還包括：
[0039] 根據(jù)公式：
[0040] F(x) = l-a
[0041] 確定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的第二參數(shù)值S2;
[0042] 根據(jù)公式：
[0043] X2 = S2 X (Xmax( j )-Xmin( j ) )+Xmin( j )
[0044] 確定第j個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值上限X2。
[0045] -種煉化過程參數(shù)動態(tài)報(bào)警闊值的生成裝置，包括：
[0046] 歷史數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取煉化過程生產(chǎn)裝置的參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)；
[0047] 滑動窗口長度和步長確定單元，用于確定所述參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)所對應(yīng)的滑動窗口 長度和步長；
[004引歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)更新單元，用于根據(jù)所述滑動窗口長度和步長，確定參數(shù)的初始?xì)v 史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，并自所述初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)每隔一個(gè)步長時(shí)間更新一次歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù);所述 初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)為確定歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的初始時(shí)刻之前的一滑動窗口長度的參數(shù)的歷史 數(shù)據(jù)；
[0049] 歸一化處理單元，用于對所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行列向的歸一化處理，形成歸一化 歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)；
[0050] 核密度估計(jì)單元，用于根據(jù)所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行核密度估 計(jì)，生成每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)；
[0051] 概率分布函數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)，確定每個(gè)參數(shù) 的概率分布函數(shù)；
[0052] 報(bào)警闊值確定單元，用于根據(jù)所述每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)W及預(yù)先設(shè)置的報(bào)警 闊值置信度，確定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的報(bào)警闊值。
[0053] 此外，所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)更新單元，具體用于：
[0054] 確定所述參數(shù)的初始?xì)v史訓(xùn)練數(shù)據(jù)矩陣為：
其中，Io為 歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)長度;m為所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的過程變量個(gè)數(shù)；
[0055] 在每隔一個(gè)步長D時(shí)間更新一次所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù) 為：
Ik為第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的長度。
[0化6] 此外，所述歸一化處理單元，具體用于：
[0化7]根據(jù)公式：
[0化引
[0059] 確定所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù);其中，Xi,/為所述歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)中第i行第 j列的數(shù)據(jù);Xi,功歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)Xk中第i行第j列的數(shù)據(jù);Xmin(j)為第j列歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最 小值;Xmax(j)為第j列歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最大值。
[0060] 此外，所述核密度估計(jì)單元，具體用于：
[0061] 根據(jù)公式：
[0062]
[0063] 對每個(gè)參數(shù)進(jìn)行核密度估計(jì)，生成每個(gè)參數(shù)的概率密度函數(shù)f (X);
[0064] 其中，
；1功第k次更新后的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的長度； d為預(yù)先設(shè)置的空間維數(shù)；
為高斯核函數(shù)
為第j個(gè)參數(shù)的歸一化歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)均值。
[0065] 此外，所述概率分布函數(shù)確定單元，具體用于：
[0066] 根據(jù)公式：
[0067]
[0068] 確定每個(gè)參數(shù)的概率分布函數(shù)F(X)。
[0069] 另外，所述報(bào)警闊值確定單元，具體用于：
[0070] 根據(jù)公式：
[0071] F(X)=曰
[0072] 確定每個(gè)參數(shù)所對應(yīng)的第一參數(shù)值Si;其中，a為預(yù)先設(shè)置的報(bào)警闊值置信度；
[0073