【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高炉煤气管网压力控制，具体而言，涉及一种能够提高压力预警及时性与准确性的压力预警方法及系统。
技术介绍
1、压力预警监测是高炉煤气管网监测最重要的内容，煤气调度人员需要时刻注意管网压力的变化，当管网压力过低或过高时都需要通知相应单位做出生产调整，以期将管网压力维持在合适的区间范围。现阶段高炉煤气压力预警研究领域的相关内容较少，仅有的一些研究应用只考虑阈值因素影响。
2、现有技术中的压力预警方法主要基于传感器采集的压力信号数据，通过阈值判别条件进行分析和处理，以判断检测时的压力是否存在超出预设的压力阈值情况。
3、这些方法存在一些局限：（1）在处理大量传感器数据时，采用每分钟只保留一个值的方法，从而避免在处理大量数据时可能面临计算复杂度高的问题，这种方式导致实时性较差、并且丢失分钟内的趋势信息；（2）在判断阈值是否超限时，仅使用实时值作为判断依据，对于复杂的压力变化模式可能存在误判或预警延迟的情况。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法及系统，以改善现有技术实时性差、丢失分钟内的趋势信息，以及可能存在误判或预警延迟的缺陷。
2、本申请的实施例采用如下技术方案：
3、一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、步骤一：压力数据获取，从实时数据库中获取最近设定第一时间段的压力时序数据，并进行异常值处理；对处理后的数据，每第二时间段取均值重采样；p>
5、步骤二：使用滑动窗口移动平均方法计算得到当前时刻在最近第三时间段、最近第四时间段及最近第五时间段内的均值；
6、根据计算得到的均值识别上升趋势或下降趋势，并统计趋势持续时长；
7、根据计算得到的均值识别上升或下降趋势，并统计趋势持续时长，构建趋势目标值与持续时长的函数关系；
8、步骤三：根据目标值与持续时长的函数关系，计算得到在当前趋势速率下，达到目标值的用时；根据实际业务场景规则，分段设置阈值区间，并根据实时值与阈值的关系判断是否触发预警机制。
9、上述技术方案中，在步骤一中，异常值处理包括跳变处理和缺失值处理。
10、上述技术方案中，在步骤一中，跳变处理为：比较当前值与前一个值差值的绝对值、后一个值差值的绝对值，若两个绝对值同时相差过大，则该时刻的压力值修改为两者均值；缺失与0值同样使用跳变的两者均值填充。
11、上述技术方案中，在步骤一中，数据重采样第二时间段时长远小于第一时间段。
12、上述技术方案中，在步骤二中，滑动窗口的移动平均方法中，各段时长关系为，第三时间段小于第四时间段，第四时间段小于第五时间段；第二时间段远小于第三时间段。
13、优选第一时间段为单位为小时，优选第二时间段单位为秒，优选第三时间单位为分钟。
14、上述技术方案中，在步骤二中，识别上升趋势或下降趋势的规则配置为：若当前均值大于前一均值，则标记为上升；若当前均值小于前一均值，则标记为下降。
15、上述技术方案中，在步骤二中，构建趋势目标值 y与趋势持续时长的函数关系为：
16、；
17、其中 x为当前实时压力值， y为提前设定的目标值， k为当前时刻前两次压力变化速率，为当前时刻前2个单位时间的压力值，该单位时间为所述的第二时间段；为x对应的持续时间或趋势持续时长在当前时刻的具体值，为所求变量值。
18、上述技术方案中，在步骤三中，分段设置阈值区间构成的实时值与阈值关系配置如下：
19、设置阈值区间[注意值下限，注意值上限，报警值下限]，阈值区间内各阈值从小到大排列，当实时值＜注意值下限时，不触发预警机制，当注意值下限＜实时值＜注意值上限时，触发预警机制；当实时值＞ 报警值下限时，立即推送报警信息。
20、本专利技术还提供一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警系统，其特征在于，包括：
21、数据获取模块，用于从实时数据库中获取压力时序数据；
22、数据处理模块，用于对获取的数据进行异常值处理和数据重采样；所述数据处理模块包括滑动窗口的移动平均计算功能；
23、趋势识别模块，根据计算得到的均值识别上升或下降趋势，并统计趋势持续时长，构建趋势目标值与持续时长的函数关系；根据目标值与持续时长的函数关系，计算得到在当前趋势速率下，达到目标值的用时；
24、预警判断模块，根据实际业务场景规则，分段设置阈值区间，并根据实时值与阈值的关系判断是否触发预警机制。
25、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时，用于实现上述基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法。
26、综上，本专利技术提供了一种基于阈值与状态持续时长的压力趋势预警方法及系统，旨在解决现有技术中的错误预警问题，提高压力预警的及时性与准确性。特别是由于管网压力受产生与消耗影响，压力变化模式频繁且复杂，由于现有阈值预警模型没有考虑压力状态，如区分上升或下降的趋势不同影响，因此会出现迟报、误报等情况。
27、相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
28、本专利技术将预设压力阈值、压力趋势识别及压力趋势持续时间联合考虑，形成一种基于阈值和状态趋势分析的压力预警方法，该方法包括数据获取与预处理、趋势状态识别与统计、分段阈值趋势预警算法。系统包括数据获取模块、数据处理模块、趋势识别模块和预警判断模块。可以有效提高压力趋势预警模型的及时性与准确性，弥补高炉煤气压力预警方法研究的缺失与不足。
29、本专利技术不仅适用于管网气体压力的趋势预警，还广泛的适用于与阈值、趋势预警相关的物理量预警场景，如水压、电压等。
30、本专利技术旨在解决现有技术中的错误预警问题，通过结合压力趋势识别及压力趋势持续时间，解决了现有技术为避免数据处理量大每分钟只保留一个值导致实时性较差、并且容易丢失分钟内的趋势信息的问题。
31、通过对压力重采样得到一段时间内的均值，缓解数据波动情况，并结合压力趋势进一步精确判断是否需要报警，解决了误报和报警不及时问题，使得预警结果更准确可靠，提高压力预警的及时性与准确性。
32、提前给出预警：根据均值压力、趋势、持续时间共同判断，比现有技术提前一分半钟产生报警信息，给了用户反应和措施准备时间，进一步精确判断是否需要报警。且由于趋势压力平衡综合考虑，还能有效缓解压力波动的影响。
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1.一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，异常值处理包括跳变处理和缺失值处理。
3.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，跳变处理为：比较当前值与前一个值差值的绝对值、后一个值差值的绝对值，若两个绝对值同时相差过大，则该时刻的压力值修改为两者均值；缺失与0值同样使用跳变的两者均值填充。
4.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，数据重采样第二时间段时长远小于第一时间段。
5.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤二中，滑动窗口的移动平均方法中，各段时长关系为，第三时间段小于第四时间段，第四时间段小于第五时间段；第二时间段远小于第三时间段。
6.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤二中，识别上升趋势或下降趋势的规则配置为：若当前均值大于前一均值
7.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤二中，构建趋势目标值与趋势持续时长的函数关系为：
8.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤三中，分段设置阈值区间构成的实时值与阈值关系配置如下：
9.一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被运行时，用于实现上述权利要求1-8任一项所述基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，异常值处理包括跳变处理和缺失值处理。
3.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，跳变处理为：比较当前值与前一个值差值的绝对值、后一个值差值的绝对值，若两个绝对值同时相差过大，则该时刻的压力值修改为两者均值；缺失与0值同样使用跳变的两者均值填充。
4.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤一中，数据重采样第二时间段时长远小于第一时间段。
5.根据权利要求1所述的基于阈值与状态趋势分析的压力预警方法，其特征在于，在步骤二中，滑动窗口的移动平均方法中，各段时长关系为，第三时间段小于第四时间段，第四时间段小...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐徐，关为生，孙磊，杨世飞，邹小勇，臧道志，韩华，
申请(专利权)人：南京凯奥思数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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