專利名稱：在發(fā)電設(shè)備運(yùn)行中檢測(cè)越界狀態(tài)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在發(fā)電設(shè)備運(yùn)行中檢測(cè)越界狀態(tài)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
大的機(jī)器，如發(fā)電設(shè)備，典型的是購(gòu)買、安裝、保養(yǎng)和運(yùn)行非常昂貴。因此，確定這些設(shè)備是否在預(yù)期的運(yùn)行參數(shù)內(nèi)運(yùn)行是重要的。設(shè)備在這些預(yù)期的參數(shù)范圍之外運(yùn)行可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損害，因此表明這樣的檢測(cè)狀態(tài)也是重要的。為了檢測(cè)這些狀態(tài)，典型地是利用傳感器來測(cè)量運(yùn)行參數(shù)，如各種單元的壓力、溫度等，如果通過特殊的測(cè)量，超出了為一特定參數(shù)預(yù)先設(shè)定的閾值，則表示故障。近來，故障檢測(cè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)變得很流行，以努力提高確定是否存在故障的準(zhǔn)確性。眾所周知的技術(shù)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多元狀態(tài)評(píng)估技術(shù)(MSET)以及模糊邏輯已經(jīng)用于該目的。所有的這些方法使用表示過去的正常運(yùn)行和故障狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)來監(jiān)控由設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生的以后的數(shù)據(jù)。如果以后的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)模型偏離太多，產(chǎn)生警告并表示故障。
以前的故障檢測(cè)方法在很多方面有優(yōu)勢(shì)，但它們?cè)谀承┓矫嬉灿腥鮿?shì)。特別是，以前的這些故障檢測(cè)方法典型地是依賴歷史數(shù)據(jù)來產(chǎn)生邊界的估計(jì)，該邊界位于可以認(rèn)為是故障的數(shù)據(jù)測(cè)量值和可以認(rèn)為是正常運(yùn)行狀態(tài)的那些測(cè)量值之間。然而，典型地是這些邊界估計(jì)相對(duì)不準(zhǔn)確。因此，由于這個(gè)不準(zhǔn)確，這些方法可能會(huì)潛在地將系統(tǒng)故障認(rèn)為是正常運(yùn)行狀態(tài)。同樣的，正常的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)僅僅由于它在歷史數(shù)據(jù)中沒有觀察到過而被認(rèn)為是故障。這種正常的、以前沒有觀察到的狀態(tài)這里被認(rèn)為是越界狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人發(fā)明了用來檢測(cè)代表正常運(yùn)行的越界狀態(tài)的方法和設(shè)備。特別是，本發(fā)明使用以下將進(jìn)一步描述的支持矢量機(jī)器(Support Vector Machine)(SVM)來產(chǎn)生改進(jìn)了的、來自發(fā)電設(shè)備的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的表示，該表示使應(yīng)該認(rèn)為是故障的測(cè)量值和代表正常運(yùn)行狀態(tài)的那些測(cè)量值之間的邊界更準(zhǔn)確地確定。在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種方法，其中SVM用來接受從多個(gè)與發(fā)電設(shè)備相連的獨(dú)立傳感器收集到的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生邊界，該邊界在支持矢量機(jī)器特征空間中基本上將第一類數(shù)據(jù)(如故障)和第二類數(shù)據(jù)(如正常運(yùn)行狀態(tài))分隔開來。收集運(yùn)行數(shù)據(jù)單元然后與歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)產(chǎn)生的邊界進(jìn)行比較。然后確定運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在特定類里面，如與故障有關(guān)的這一類。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了在發(fā)電設(shè)備中檢測(cè)故障的方法，其中一套由所述發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)的測(cè)量值組成的訓(xùn)練數(shù)據(jù)用來訓(xùn)練支持矢量機(jī)器。在所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中，一類被指定給每個(gè)數(shù)據(jù)單元，這樣將不同的類基本上分開的邊界產(chǎn)生了。


圖1表示在渦輪發(fā)電機(jī)中用于入口氣流測(cè)量數(shù)據(jù)的流入空間的一維圖；圖2表示用于測(cè)量圖1的渦輪發(fā)電機(jī)；圖3表示特征空間的二維圖，其中入口氣流表示成渦輪發(fā)電機(jī)的入口溫度函數(shù)；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的原理，可以用來執(zhí)行支持矢量機(jī)器計(jì)算的計(jì)算機(jī)圖；圖5表示圖3的二維圖，表示由SVM計(jì)算的邊界，并包封了一個(gè)判別區(qū)域；圖6表示圖5的判別區(qū)域，該判別區(qū)域與運(yùn)行數(shù)據(jù)、利用這種判別區(qū)域如何將運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類有關(guān)；和圖7是流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的實(shí)施步驟；以及圖8是另一個(gè)流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的方法的實(shí)施步驟。
具體實(shí)施例方式
如上所述，和發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)可以由在該設(shè)備的預(yù)期位置設(shè)置的傳感器收集得到。例如，在發(fā)電設(shè)備利用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)電過程中的一個(gè)單元的場(chǎng)合，可以在該發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同點(diǎn)處測(cè)量壓力和溫度。這些點(diǎn)處的傳感器可以分成兩個(gè)單獨(dú)的組測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的獨(dú)立傳感器，以及測(cè)量與內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)過程相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)或發(fā)電機(jī)輸出的從屬傳感器。例如，入口氣流和入口溫度是由輸入傳感器進(jìn)行測(cè)量得到的輸入測(cè)量。由于輸入測(cè)量是發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行過程的起點(diǎn)，輸入傳感器在這還表示為“過程驅(qū)動(dòng)傳感器”。通過輸入傳感器進(jìn)行的測(cè)量不能確定發(fā)電設(shè)備是否存在故障，因?yàn)檫@些傳感器與設(shè)備的任何運(yùn)行無關(guān)。因此，通過輸入傳感器進(jìn)行的測(cè)量只能在代表在界限范圍內(nèi)，這里定義為以前已經(jīng)觀察到的輸入狀態(tài)，或越界狀態(tài)，這里定義為以前沒有觀察到的輸入狀態(tài)。相反，從屬傳感器，進(jìn)行取決于由獨(dú)立傳感器測(cè)量到的輸入狀態(tài)的測(cè)量，如上述的入口氣流和入口溫度。從屬傳感器可以用來檢測(cè)狀態(tài)，該狀態(tài)可以表明在發(fā)電設(shè)備自身中已經(jīng)發(fā)生的故障。例如，測(cè)量運(yùn)行時(shí)內(nèi)部渦輪葉片溫度的傳感器是從屬傳感器，因?yàn)樗鼈兯M(jìn)行的測(cè)量將取決于入口氣流和溫度。
圖1表示由獨(dú)立傳感器，如在用來產(chǎn)生電能的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的入口處測(cè)量輸入氣流的傳感器收集到的數(shù)據(jù)圖。特別是，圖1表示在圖2渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)200的入口201在點(diǎn)202處的輸入氣流的測(cè)量。再來參考圖1，圖表101表示在圖2的點(diǎn)201處氣流測(cè)量值接近每秒7600立方英尺的曲線102。圖1的曲線102還表示為輸入空間，因?yàn)樗侨肟跉饬鞯囊痪S表示。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到那樣，這個(gè)數(shù)據(jù)，或這個(gè)數(shù)據(jù)的一部分，可以用來估計(jì)和表征以后的運(yùn)行測(cè)量。特別是，歷史數(shù)據(jù)可以用來確定估計(jì)的希望的運(yùn)行范圍。然后以后的運(yùn)行氣流測(cè)量可以和這個(gè)范圍進(jìn)行比較以確定那些測(cè)量是在希望的運(yùn)行界限之內(nèi)還是之外。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到那樣，發(fā)電設(shè)備的特定運(yùn)行特征的運(yùn)行范圍，如這種發(fā)電設(shè)備的入口氣流，可以通過估計(jì)上下限來確定，該上下限表示由該設(shè)備上的一個(gè)或多個(gè)傳感器測(cè)量得到的入口氣流的最高和最低測(cè)量值。這個(gè)范圍然后可以作為決策機(jī)制來將運(yùn)行中的入口氣流的以后的數(shù)據(jù)測(cè)量值進(jìn)行分類。當(dāng)和用來監(jiān)控發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)一起使用時(shí)，開發(fā)可以用作這種決策機(jī)制的范圍在這被認(rèn)為是訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)。特別是，如果發(fā)電設(shè)備的入口氣流的測(cè)量值在上限或下限之外，那么這個(gè)測(cè)量值可以劃為故障。例如，參考圖1，如果第一個(gè)2500測(cè)量值(如，圖1中渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的入口氣流區(qū)域105內(nèi)的那些測(cè)量值用來確定一個(gè)范圍，那么可以表示運(yùn)行數(shù)據(jù)測(cè)量值的、其余的5100測(cè)量值(也就是，圖1中區(qū)域106的那些測(cè)量值)可以和由第一個(gè)2500測(cè)量值確定的范圍進(jìn)行比較。這里，使用由圖1中第一個(gè)2500測(cè)量值表示的數(shù)據(jù)，入口氣流的估計(jì)運(yùn)行范圍可以從67立方英尺每秒(測(cè)得的最低入口氣流)到79立方英尺每秒(測(cè)得的最高入口氣流)。在這種情況下，在實(shí)際操作中，如果測(cè)量值超過79立方英尺每秒或低于67立方英尺每秒，該測(cè)量值可表示故障。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到那樣，處于這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)化得到的運(yùn)行范圍之外可能是是否應(yīng)該表示故障的相對(duì)不準(zhǔn)確的測(cè)量，并可能導(dǎo)致認(rèn)識(shí)不到的故障，或者可能導(dǎo)致被表示為故障的越界狀態(tài)。
在很多情況下，通過繪制觀察到的測(cè)量值，可以得到預(yù)期運(yùn)行范圍的更準(zhǔn)確的表示，其中觀察到的測(cè)量值作為一個(gè)或多個(gè)附加變量的函數(shù)。例如，圖3是從圖1的輸入空間到高維特征空間303觀察到的第一個(gè)2500入口氣流測(cè)量值的繪制圖，該繪制圖由縱軸301和橫軸302限定，并作為獲得那些測(cè)量值時(shí)、以攝氏度表示的入口溫度的函數(shù)。如由圖3可以看到那樣，不是用單一的、一維的入口氣流測(cè)量值范圍來作為決策機(jī)制，在特征空間上的這些測(cè)量值形成二維區(qū)域，該二維區(qū)域既是入口氣流也是入口溫度的函數(shù)。每個(gè)由入口溫度測(cè)量值和入口氣流測(cè)量值組成的二維測(cè)量值，在這兒作為一個(gè)矢量。由于這些矢量是二維的，運(yùn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量值是否應(yīng)該認(rèn)為是故障的確定可以比由一維數(shù)據(jù)測(cè)量值獲得的更準(zhǔn)確。這是因?yàn)?，不是僅僅用入口氣流的特點(diǎn)來作為氣流值的范圍，該范圍還由特定的溫度值來限定。如果入口溫度在希望的溫度范圍之外，從圖1的第一個(gè)2500數(shù)據(jù)點(diǎn)確定的希望的運(yùn)行氣流值范圍之內(nèi)的入口氣流測(cè)量值可能還存在故障。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以使用任何數(shù)量的維數(shù)來為這些故障確定創(chuàng)造更高維的量。
不管所使用的維數(shù)，能夠增加檢測(cè)故障準(zhǔn)確性的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地確定通過數(shù)據(jù)繪制形成的區(qū)域的邊界，如前面已經(jīng)討論過的從輸入空間(如圖1的)到高維特征空間(如圖3的)的入口氣流和溫度數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，非常希望能夠利用支持矢量機(jī)器(SVM)來監(jiān)控發(fā)電設(shè)備。SVM是一種算法，該算法能夠用高精度以歷史數(shù)據(jù)模式確定邊界。眾所周知，SVM是最初由Vladimir Vapnik(見，如，V.Vapnik，統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論，John Wiley，NY，NY，1998；以及Cristianini和Shawe-Taylor，支持矢量機(jī)器的介紹，2000)發(fā)展起來的監(jiān)督學(xué)習(xí)算法。SVM將學(xué)習(xí)的一般問題轉(zhuǎn)化為在類之間或給定的矢量類的子類構(gòu)件之間進(jìn)行判別。SVM算法通過將輸入空間中的一套訓(xùn)練數(shù)據(jù)，如歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，繪制成特征空間，然后通過在那個(gè)空間中設(shè)置一個(gè)將不同的類和/或數(shù)據(jù)的子類分離的平面，或邊界來運(yùn)行。一旦SVM確定這個(gè)平面/邊界，該SVM就能通過將它繪制到特征空間然后確定例子存在于分離的邊界的哪一側(cè)來預(yù)測(cè)新矢量的分類，該新矢量不是訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一部分。由于存在多個(gè)候選邊界時(shí)，SVM能選擇最佳的分離邊界，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)SVM比以前劃分?jǐn)?shù)據(jù)的方法準(zhǔn)確得多。尤其是，SVM在一套訓(xùn)練數(shù)據(jù)之間確定邊界，該邊界在該套訓(xùn)練數(shù)據(jù)內(nèi)從一個(gè)分類到另一個(gè)分類保持最大的裕度。這樣最大裕度邊界選擇的確定導(dǎo)致以前沒看到的例子(V.Vapnik，統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論，John Wiley，NY，NY，1998)的分類的最佳預(yù)測(cè)。SVM通常眾所周知，發(fā)展起來的理論以及SVM的使用在這兒不再討論。
本發(fā)明的一個(gè)示意性實(shí)施例用SVM來形成邊界，該邊界圍繞繪制成圖3所示的特征空間的數(shù)據(jù)。在訓(xùn)練SVM時(shí)，算法f(x)基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)產(chǎn)生，該訓(xùn)練數(shù)據(jù)給輸入矢量x置信度，輸入矢量x在由訓(xùn)練數(shù)據(jù)限定的范圍內(nèi)。函數(shù)f(x)是限定了決策區(qū)域R＝{x∶f(x)≥T}的邊界，其中T是決策閾值，這樣如果f(x)≥T，輸入矢量x被分在決策區(qū)域內(nèi)，如果f(x)＜T，則被分在決策區(qū)域之外。尤其是，f(x)被定義為內(nèi)積f(x)＝hTΦ(x)(方程式1)其中Φ(x)是從輸入空間到特征空間的映象；h是特征空間中的解向量，又，T是決策閾值。從輸入空間到特征空間的該映象函數(shù)可以是多元的，這取決于特征空問的維數(shù)。然而，該映象的顯函數(shù)在使用SVM時(shí)是不需要的，因?yàn)樵谔卣骺臻g內(nèi)找到分離邊界的算法可以完全在輸入空間內(nèi)以矢量的形式和在特征空間內(nèi)以點(diǎn)積的形式來描述。因此，SVM甚至可以不明顯表示空間，僅僅通過定義函數(shù)來定位邊界，該函數(shù)稱之為核函數(shù)，該函數(shù)在特征空間扮演點(diǎn)積的角色。該項(xiàng)技術(shù)避免了在潛在的高維特征空間內(nèi)明顯代表矢量的計(jì)算負(fù)擔(dān)。這里，說明性的，高斯核exp[||xi-xj||22σ2]]]>(方程式2)可以用作核函數(shù)，其中xi和xj是輸入空間內(nèi)的任何兩個(gè)矢量，而σ是高斯核的寬度。使用方程式2的核函數(shù)，SVM將決策區(qū)域的體積邊界最小化，這樣誤警報(bào)率大大降低。使用這樣的SVM，越界檢測(cè)也可以大大提高。尤其是，為確定發(fā)電設(shè)備上的獨(dú)立傳感器處收集到的數(shù)據(jù)是否存在越界狀態(tài)，計(jì)算方程式1的評(píng)價(jià)函數(shù)，如果f(x)≥T＝1，那么確定x在范圍內(nèi)。否則，x為越界。
本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，使用如上所述的SVM的監(jiān)控系統(tǒng)可以在可編程計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，該可編程計(jì)算機(jī)適合用來執(zhí)行計(jì)算程序步驟以計(jì)算SVM的函數(shù)值。參考圖4，該監(jiān)控系統(tǒng)400可以在適合于接收、儲(chǔ)存和傳輸數(shù)據(jù)的任何合適的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)如上述電話本信息。尤其是，說明性的監(jiān)控400可以具有，如，控制整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)400運(yùn)行的處理器402(或多個(gè)處理器)。這些運(yùn)行由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器403中的計(jì)算機(jī)程序指令來定義，由處理器402來執(zhí)行。存儲(chǔ)器403可以是任何類型的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，包括無限制的電的、磁的或光的媒質(zhì)。而且，雖然圖4中示出一個(gè)存儲(chǔ)單元403，但是可以理解，存儲(chǔ)單元403可以由多個(gè)存儲(chǔ)單元組成，這些存儲(chǔ)單元包括任何類型的存儲(chǔ)器。監(jiān)控系統(tǒng)400還包括示例性的調(diào)制解調(diào)器401和網(wǎng)絡(luò)接口404。監(jiān)控系統(tǒng)400還示例性地包括存儲(chǔ)媒質(zhì)，如用來存儲(chǔ)例如數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器405，該數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序適于根據(jù)以上所述的本發(fā)明原理來使用。最后，監(jiān)控系統(tǒng)400還示例性地包括一個(gè)或多個(gè)輸入/輸出裝置，該裝置在圖4中表示為終端406，用來和，例如技術(shù)人員或數(shù)據(jù)庫(kù)管理員相互作用。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，尋址監(jiān)控系統(tǒng)400實(shí)際上只是示意性的，根據(jù)本發(fā)明的原理，在計(jì)算機(jī)中各種硬件和軟件組件可以同等便利地使用。
圖5表示基于圖1的第一個(gè)2500數(shù)據(jù)點(diǎn)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，由上述的SVM計(jì)算出的邊界501。該邊界說明基于希望的發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)的決策區(qū)域。通過將運(yùn)行數(shù)據(jù)與使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)由SVM產(chǎn)生的決策區(qū)域的邊界相比較，運(yùn)行數(shù)據(jù)因此可以劃分為在決策區(qū)域內(nèi)或決策區(qū)域外。圖6表示圖1的其余的5100非訓(xùn)練數(shù)據(jù)點(diǎn)如何與圖5的決策區(qū)域和邊界相比較。由于圖5中表示的數(shù)據(jù)由獨(dú)立傳感器收集，如在圖2中的點(diǎn)202，由邊界501限定的決策區(qū)域502內(nèi)的數(shù)據(jù)被劃為范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，區(qū)域502外的數(shù)據(jù)被劃為越界。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明原理的方法流程圖。在步驟701，接收一套包括發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)的測(cè)量值的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。該訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以包含所述的發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)的測(cè)量值。接著，在步驟702，一類被指定給所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)單元。最后，在步驟703，在特征空間內(nèi)的邊界產(chǎn)生了，該邊界將指定為一類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與指定為其它類型的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分隔開來。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明原理的另一個(gè)流程圖。特別是，在步驟801，收集運(yùn)行數(shù)據(jù)單元，在步驟802，該單元與邊界相比較。最后，在步驟803，確定運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在所述第一類數(shù)據(jù)中。
上面詳細(xì)描述的說明書可以理解為在每個(gè)方面是說明性的和示意性的，但不是限制性的，本發(fā)明在此所公開的范圍并不由說明書決定，但相反地，根據(jù)專利法允許的整個(gè)寬度，由作為解釋的權(quán)利要求所決定的。容易理解，在此所示的和所說明的實(shí)施例只是示意性地說明本發(fā)明的原理，在不偏離本發(fā)明范圍和精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做各種改進(jìn)。在不偏離本發(fā)明范圍和精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)施各種其他特征的組合。
權(quán)利要求
1.在具有監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備中檢測(cè)越界狀態(tài)的方法，所述監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)支持矢量機(jī)器特征空間，該特征空間具有一個(gè)將第一類數(shù)據(jù)和第二類數(shù)據(jù)基本上分隔開的邊界，所述方法包括接收來自和所述設(shè)備相連的獨(dú)立傳感器的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元；將所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元和所述邊界進(jìn)行比較；以及如果所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元位于所述的第二類數(shù)據(jù)內(nèi)，確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元表示所述的設(shè)備處于越界狀態(tài)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述的設(shè)備包括發(fā)電設(shè)備。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述的支持矢量機(jī)器從訓(xùn)練數(shù)據(jù)的多個(gè)單元中產(chǎn)生邊界。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元包括由多個(gè)傳感器中的一個(gè)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，所述的一個(gè)傳感器位于所述設(shè)備上的多個(gè)位置中的一個(gè)位置。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述設(shè)備上的所述多個(gè)位置中的所述一個(gè)位置包括獨(dú)立傳感器的位置。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元包括一個(gè)矢量。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述的第二類為指定給超出所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一類。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述的第一類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的一類。
9.檢測(cè)設(shè)備中越界狀態(tài)的方法，包括接收一套由一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立傳感器收集到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括所述設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)的測(cè)量值；指定一類給所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)單元；以及在特征空間中產(chǎn)生邊界，所述的邊界基本上將指定給一類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與指定為其它類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分隔開來。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述的設(shè)備包括發(fā)電設(shè)備。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述的測(cè)量值包括由位于所述設(shè)備多個(gè)位置上的多個(gè)傳感器收集到的數(shù)據(jù)單元。
12.權(quán)利要求9的方法，還包括收集運(yùn)行數(shù)據(jù)單元；將所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元與所述的特征空間進(jìn)行比較；以及確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在所述的一類內(nèi)。
13.權(quán)利要求9的方法，其中在所述的多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器包括獨(dú)立傳感器。
14.權(quán)利要求9的方法，其中所述的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括多個(gè)矢量。
15.權(quán)利要求9的方法，其中所述的產(chǎn)生邊界步驟包括用高斯核估計(jì)所述的邊界。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述的高斯核定義為exp[-||xi-xj||22σ2]]]>其中xi和xj是輸入空間內(nèi)的兩個(gè)矢量，而σ是高斯核的寬度。
17.權(quán)利要求9的方法，其中所述的其他類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍外的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一些類。
18.權(quán)利要求9的方法，其中所述的一類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍內(nèi)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一類。
19.權(quán)利要求12的方法，其中所述的確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在所述的一類內(nèi)的步驟包括確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否表示所述設(shè)備處于越界狀態(tài)。
20.在具有監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備中檢測(cè)越界狀態(tài)的設(shè)備，所述監(jiān)控系統(tǒng)適合于存儲(chǔ)支持矢量機(jī)器特征空間，該特征空間具有一個(gè)將第一類數(shù)據(jù)和第二類數(shù)據(jù)基本上分隔開的邊界，所述設(shè)備包括用來接收來自和所述設(shè)備相連的獨(dú)立傳感器的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元的裝置；用來將所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元和所述邊界進(jìn)行比較的裝置；以及如果所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元位于所述的第二類數(shù)據(jù)內(nèi)，用來確定所述的單元表示所述的設(shè)備處于越界狀態(tài)的裝置。
21.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的設(shè)備包括發(fā)電設(shè)備。
22.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的支持矢量機(jī)器適合于從多個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)單元產(chǎn)生所述的邊界。
23.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元包括由多個(gè)傳感器中的一個(gè)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，所述的一個(gè)傳感器位于所述設(shè)備上的多個(gè)位置中的一個(gè)位置。
24.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中所述設(shè)備上的所述多個(gè)位置中的所述一個(gè)位置包括獨(dú)立傳感器的位置。
25.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元包括一個(gè)矢量。
26.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的第二類為指定給超出所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一類。
27.權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述的第一類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的一類。
28.檢測(cè)設(shè)備中越界狀態(tài)的設(shè)備，包括用于接收一套由一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立傳感器收集到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的裝置，所述的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括所述設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)的測(cè)量值；用于指定一類給所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的每個(gè)單元的裝置；以及用于在特征空間中產(chǎn)生邊界的裝置，所述的邊界基本上將指定給一類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)與指定為其它類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)分隔開來。
29.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的設(shè)備包括發(fā)電設(shè)備。
30.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的測(cè)量值包括由位于所述設(shè)備多個(gè)位置上的多個(gè)傳感器收集到的數(shù)據(jù)單元。
31.權(quán)利要求28的設(shè)備，還包括用于收集運(yùn)行數(shù)據(jù)單元的裝置；用于將所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元與所述的特征空間進(jìn)行比較的裝置；以及用于確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在所述的一類內(nèi)的裝置。
32.權(quán)利要求30的設(shè)備，其中所述的多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器包括獨(dú)立傳感器。
33.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括多個(gè)矢量。
34.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的產(chǎn)生裝置包括用高斯核估計(jì)所述邊界的裝置。
35.權(quán)利要求34的設(shè)備，其中所述的高斯核定義為exp[-||xi-xj||22σ2]]]>其中xi和xj是輸入空間內(nèi)的兩個(gè)矢量，而σ是高斯核的寬度。
36.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的其他類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍外的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一些類。
37.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述的一類為指定給位于所述設(shè)備正常運(yùn)行范圍內(nèi)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的一類。
38.權(quán)利要求31的設(shè)備，其中所述的用來確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在所述的一類內(nèi)的裝置包括用來確定所述的運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否表示所述設(shè)備處于越界狀態(tài)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用來檢測(cè)表示正常運(yùn)行的越界狀態(tài)的方法和設(shè)備，用支持矢量機(jī)器來產(chǎn)生改進(jìn)的來自發(fā)電設(shè)備的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)的表示，該表示使應(yīng)該認(rèn)為是故障的測(cè)量值和那些表示是正常運(yùn)行狀態(tài)的測(cè)量值之間的邊界的確定更準(zhǔn)確。為了產(chǎn)生邊界，該邊界在支持矢量機(jī)器特征空間中將第一類數(shù)據(jù)(如故障)和第二類數(shù)據(jù)(如正常運(yùn)行狀態(tài))基本上隔離開來，SVM接收從與發(fā)電設(shè)備相連的多個(gè)獨(dú)立傳感器收集到的數(shù)據(jù)。收集運(yùn)行數(shù)據(jù)單元并將這些運(yùn)行數(shù)據(jù)單元和由歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)產(chǎn)生的邊界進(jìn)行比較。然后確定運(yùn)行數(shù)據(jù)單元是否在特定的類中，如與越界狀態(tài)相關(guān)的類。
文檔編號(hào)G01D1/14GK1763479SQ20051010981
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
發(fā)明者C·元, Z·卡塔爾特佩, C·諾伊鮑爾 申請(qǐng)人:西門子共同研究公司