本申請(qǐng)涉及信息技術(shù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法及裝置。
背景技術(shù)：
：本部分的描述僅提供與本申請(qǐng)公開相關(guān)的背景信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。報(bào)警信號(hào)作為目前油氣生產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)，例如石油加工過程中的催化裂化、催化重整生產(chǎn)系統(tǒng)等的重要組成部分，其可以有效地監(jiān)控油氣生產(chǎn)過程的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)油氣生產(chǎn)系統(tǒng)在某一個(gè)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時(shí)，報(bào)警信號(hào)將以聲光等形式被觸發(fā)。收到聲光報(bào)警信號(hào)后，操作者可以采取必要措施以阻止異常的進(jìn)一步惡化，使油氣生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行范圍。目前油氣生產(chǎn)系統(tǒng)面臨的問題是報(bào)警報(bào)警信號(hào)較多，實(shí)際上，操作者每小時(shí)可能面臨數(shù)以百計(jì)的報(bào)警。如何較為準(zhǔn)確地找到油氣生產(chǎn)過程中引發(fā)報(bào)警信號(hào)的根原因是亟待解決的問題。應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本申請(qǐng)的
背景技術(shù)：
部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本申請(qǐng)實(shí)施方式的目的是提供一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法及裝置，能夠較為準(zhǔn)確地找到油氣生產(chǎn)過程中引發(fā)報(bào)警信號(hào)的根原因。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案。一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法，包括：在接收到報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系，獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑；其中，每個(gè)所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑至少包括引發(fā)所述報(bào)警信號(hào)的目標(biāo)監(jiān)控變量以及指向所述目標(biāo)監(jiān)控變量的起始監(jiān)控變量；獲取所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中相鄰所述監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以及每個(gè)所述監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率；基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)和所述擾動(dòng)變化率，獲取對(duì)應(yīng)地所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)；根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)，確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑；將所述目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為所述報(bào)警信號(hào)的根原因。一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置，包括：第一獲取模塊，用于在接收到報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系，獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑；其中，每個(gè)所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑至少包括引發(fā)所述報(bào)警信號(hào)的目標(biāo)監(jiān)控變量以及指向所述目標(biāo)監(jiān)控變量的起始監(jiān)控變量；第二獲取模塊，用于獲取所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中相鄰所述監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以及每個(gè)所述監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率；第三獲取模塊，用于基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)和所述擾動(dòng)變化率，獲取對(duì)應(yīng)地所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)；第一確定模塊，用于根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)，確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑；第二確定模塊，用于將所述目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為所述報(bào)警信號(hào)的根原因。由以上本申請(qǐng)實(shí)施方式提供的技術(shù)方案可見，本申請(qǐng)通過根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑，利用預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中包括的監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和擾動(dòng)變化率確定至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)，進(jìn)而確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑，并將目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為報(bào)警信號(hào)的根原因，能夠快速準(zhǔn)確地找到油氣生產(chǎn)過程中引發(fā)報(bào)警信號(hào)的根原因。從而能夠?yàn)椴僮髡呒皶r(shí)消除報(bào)警根源提供可靠依據(jù)，緩解操作者的工作壓力，同時(shí)合理處理油氣生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要報(bào)警，盡可能地避免因此造成的嚴(yán)重后果。附圖說明為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施方式中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式的一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的流程圖；圖2為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式的監(jiān)控變量因果關(guān)系示意圖；圖3為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中建立監(jiān)控變量因果關(guān)系的步驟流程圖；圖4為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式中確定任意兩個(gè)監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和傳播方向的步驟流程圖；圖5為本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的流程圖；圖6為本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的流程圖；圖7為本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的流程圖；圖8為本申請(qǐng)另一個(gè)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的流程圖；圖9為一個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景中監(jiān)控變量因果關(guān)系的示意圖；圖10為一個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景中一個(gè)監(jiān)控變量的線性擬合圖；圖11為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式的一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置的模塊圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施方式，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。圖1為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施方式的一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法。雖然本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦率鰧?shí)施方式或流程圖所述的方法操作步驟，但是基于常規(guī)或者無需創(chuàng)造性的勞動(dòng)，在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步驟。此外，所述方法在邏輯性上不存在必要因果關(guān)系的步驟中，這些步驟的執(zhí)行順序不限于本申請(qǐng)實(shí)施方式中所提供的執(zhí)行順序。步驟S10：在接收到報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系，獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑；其中，每個(gè)所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑至少包括引發(fā)所述報(bào)警信號(hào)的目標(biāo)監(jiān)控變量以及指向所述目標(biāo)監(jiān)控變量的起始監(jiān)控變量。在本實(shí)施方式中，報(bào)警信號(hào)可以為在生產(chǎn)系統(tǒng)中某一個(gè)或某幾個(gè)監(jiān)控變量發(fā)生異常時(shí)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)。其具體可以表現(xiàn)為能夠引發(fā)報(bào)警裝置例如聲/光報(bào)警器操作。生產(chǎn)系統(tǒng)中涉及多個(gè)監(jiān)控變量，舉例為，油氣生產(chǎn)中可能涉及的溫度、壓力等監(jiān)控變量。監(jiān)控變量具體表現(xiàn)為時(shí)間序列數(shù)據(jù)，他們之間存在時(shí)滯和關(guān)聯(lián)性。這樣，一個(gè)監(jiān)控變量發(fā)生異常變化，通常可以引起其他監(jiān)控變量的變化，從而多個(gè)監(jiān)控變量之間具有一定的因果關(guān)系。通常，引發(fā)報(bào)警信號(hào)的監(jiān)控變量一般是最先超出預(yù)設(shè)操作范圍的變量，但該監(jiān)控變量不一定是引起報(bào)警信號(hào)的根本原因。因此，當(dāng)接收到報(bào)警信號(hào)后，可以根據(jù)監(jiān)控變量因果關(guān)系，通過分析傳播路徑辨識(shí)報(bào)警信號(hào)的根原因從而消除報(bào)警。如圖2所示，示意性的示出了一個(gè)監(jiān)控變量因果關(guān)系。該監(jiān)控變量因果關(guān)系涉及x1…x6六個(gè)監(jiān)控變量，在一個(gè)示意性的場(chǎng)景中，假設(shè)監(jiān)控變量x3異常引發(fā)了報(bào)警信號(hào)，但由于引發(fā)監(jiān)控變量x3異常的傳播路徑有2個(gè)：x1→x2→x3，x4→x5→x3，那么引發(fā)監(jiān)控變量x3異常的監(jiān)控變量x1或x4，才是該報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生的根本原因。如此，監(jiān)控變量x3即為引發(fā)報(bào)警信號(hào)的目標(biāo)監(jiān)控變量，而監(jiān)控變量x1或x4即為指向目標(biāo)監(jiān)控變量的起始監(jiān)控變量。在本實(shí)施方式中，目標(biāo)監(jiān)控變量為直接引發(fā)報(bào)警信號(hào)的監(jiān)控變量，而起始監(jiān)控變量為相應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中的第一個(gè)監(jiān)控變量。如圖2所示，在預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑x1→x2→x3，x4→x5→x3中，監(jiān)控變量x3為目標(biāo)監(jiān)控變量，監(jiān)控變量x1和x4為分別為起始監(jiān)控變量。在本實(shí)施方式中，起始監(jiān)控變量指向目標(biāo)監(jiān)控變量可以為，起始監(jiān)控變量直接指向目標(biāo)監(jiān)控變量。此時(shí)，該預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中只包括起始監(jiān)控變量和目標(biāo)監(jiān)控變量。舉例為：x1→xn?；蛘?，也可以為，起始監(jiān)控變量通過其他中間監(jiān)控變量間接指向目標(biāo)監(jiān)控變量。此時(shí)，該預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中包括起始監(jiān)控變量和目標(biāo)監(jiān)控變量，以及至少一個(gè)位于兩者之間的中間監(jiān)控變量。舉例為：x1→x2→x3→xn。請(qǐng)參閱圖3，在一個(gè)實(shí)施方式中，建立監(jiān)控變量因果關(guān)系包括如下步驟：步驟S101：獲取至少兩個(gè)監(jiān)控變量，每個(gè)所述監(jiān)控變量包括多個(gè)監(jiān)控參數(shù)；步驟S102：根據(jù)多個(gè)所述監(jiān)控參數(shù)，確定任意兩個(gè)所述監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和傳播方向；步驟S103：基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)和所述傳播方向，建立所述監(jiān)控變量因果關(guān)系。在本實(shí)施方式中，獲取監(jiān)控變量的方式具體可以為設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置，例如溫度傳感器、壓力傳感器等。如上文描述，監(jiān)控變量具體表現(xiàn)為時(shí)間序列數(shù)據(jù)。因此，監(jiān)控變量包括的監(jiān)控參數(shù)一般為時(shí)間的單值函數(shù)。舉例為，一個(gè)監(jiān)控變量x包括m個(gè)監(jiān)控參數(shù)，即可以為x＝{x1,x2,…,xm}。在本實(shí)施方式中，關(guān)聯(lián)系數(shù)可以說明兩個(gè)監(jiān)控變量之間相互影響的程度。當(dāng)兩個(gè)監(jiān)控變量的關(guān)聯(lián)系數(shù)較小，可以說明當(dāng)其中一個(gè)監(jiān)控變量發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)監(jiān)控變量可能并不發(fā)生變化或者變化很小。這樣，在監(jiān)控變量因果關(guān)系中，兩者將不會(huì)在一個(gè)傳播路徑中。如圖2所示，監(jiān)控變量x1與監(jiān)控變量x4/x5/x6不在一個(gè)傳播路徑上，說明監(jiān)控變量x1與監(jiān)控變量x4/x5/x6之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)較小，監(jiān)控變量x1變化，監(jiān)控變量x4/x5/x6不變化或變化很小。進(jìn)一步地，關(guān)聯(lián)系數(shù)的正負(fù)反映了監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。具體的，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)大于0，兩個(gè)監(jiān)控變量具有正相關(guān)關(guān)系，即一個(gè)監(jiān)控變量的增加可能引起另一監(jiān)控變量的增加。反之，如果關(guān)聯(lián)系數(shù)小于0，兩個(gè)監(jiān)控變量具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，即一個(gè)監(jiān)控變量的增加可能引起另一監(jiān)控變量的減小。在本實(shí)施方式中，傳播方向可以說明兩個(gè)監(jiān)控變量的因果關(guān)系。如圖2所示，在傳播路徑x1→x2→x3中，監(jiān)控變量x1變化引起監(jiān)控變量x2變化，監(jiān)控變量x2變化緊接著引發(fā)監(jiān)控變量x3變化。那么，監(jiān)控變量x1為監(jiān)控變量x2的因變量，監(jiān)控變量x2為監(jiān)控變量x3的因變量?；蛘?，反之，監(jiān)控變量x3為監(jiān)控變量x2的果變量，監(jiān)控變量x2為監(jiān)控變量x1的果變量。因此，得知任意兩個(gè)監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和傳播方向，即可以構(gòu)建監(jiān)控變量間的因果關(guān)系。請(qǐng)參閱圖4，在一個(gè)實(shí)施方式中，確定任意兩個(gè)監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和傳播方向包括如下步驟：步驟S1021：根據(jù)第一預(yù)設(shè)規(guī)則，確定任意兩個(gè)所述監(jiān)控變量之間的最大互相關(guān)值和最小互相關(guān)值，以及所述最大互相關(guān)值和所述最小互相關(guān)值對(duì)應(yīng)地第一預(yù)選時(shí)滯值和第二預(yù)選時(shí)滯值；其中，所述第一預(yù)設(shè)規(guī)則與預(yù)選時(shí)滯值相關(guān)聯(lián)，所述預(yù)選時(shí)滯值位于由任意兩個(gè)所述監(jiān)控變量的時(shí)間序列長(zhǎng)度所確定的域內(nèi)；步驟S1022：根據(jù)第二預(yù)設(shè)規(guī)則，基于所述最大互相關(guān)值和所述最小互相關(guān)值，確定所述關(guān)聯(lián)系數(shù)；步驟S1023：根據(jù)第三預(yù)設(shè)規(guī)則，基于所述最大互相關(guān)值和所述最小互相關(guān)值，以及所述第一預(yù)選時(shí)滯值和所述第二預(yù)選時(shí)滯值，確定任意兩個(gè)所述監(jiān)控變量之間最終時(shí)滯值；步驟S1024：根據(jù)第四預(yù)設(shè)規(guī)則，基于所述最終時(shí)滯值，確定所述傳播方向。在本實(shí)施方式中，第一預(yù)設(shè)規(guī)則如下：其中：x,y為監(jiān)控變量；N為監(jiān)控變量x,y時(shí)間序列長(zhǎng)度，即包括的監(jiān)控參數(shù)的個(gè)數(shù)；μx，μy為監(jiān)控變量x,y的均值；σx,σy為監(jiān)控變量x,y的標(biāo)準(zhǔn)差；φxy(k)為監(jiān)控變量x,y的互相關(guān)值；k為預(yù)選時(shí)滯值。第二預(yù)設(shè)規(guī)則可以包括：當(dāng)最大互相關(guān)值與最小互相關(guān)值的加和大于或等于0時(shí)，將最大互相關(guān)值作為所述關(guān)聯(lián)系數(shù)；當(dāng)最大互相關(guān)值與最小互相關(guān)值的加和小于0時(shí)，將最小互相關(guān)值作為所述關(guān)聯(lián)系數(shù)。第三預(yù)設(shè)規(guī)則可以包括：當(dāng)最大互相關(guān)值與最小互相關(guān)值的加和大于或等于0時(shí)，將第一預(yù)選時(shí)滯值作為所述最終時(shí)滯值；當(dāng)最大互相關(guān)值與最小互相關(guān)值的加和小于0時(shí)，將第二預(yù)選時(shí)滯值作為所述最終時(shí)滯值。第四預(yù)設(shè)規(guī)則可以包括：當(dāng)最終時(shí)滯值λx,y>0時(shí)，傳播方向?yàn)檎騻鞑ィ从杀O(jiān)控變量x指向監(jiān)控變量y；當(dāng)最終時(shí)滯值λx,y<0時(shí)，傳播方向?yàn)榉聪騻鞑?，即由監(jiān)控變量y指向監(jiān)控變量x。具體的，最大互相關(guān)值記為φmax，最小互相關(guān)值記為φmin?？梢杂扇缦鹿酱_定φmax和φmin：第一預(yù)選時(shí)滯值記為kmax，第二預(yù)選時(shí)滯值記為kmin，監(jiān)控變量x,y間的關(guān)聯(lián)系數(shù)記為ρx,y，最終時(shí)滯值為λx,y。關(guān)聯(lián)系數(shù)ρx,y和最終時(shí)滯值為λx,y由如下公式確定：當(dāng)λx,y>0時(shí)，意味著傳播方向?yàn)閤→y；否則，傳播方向?yàn)閥→x。由于關(guān)聯(lián)系數(shù)由統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算得到，每?jī)蓚€(gè)監(jiān)控變量可得到一確定值，但它們之間的關(guān)聯(lián)水平無法通過統(tǒng)計(jì)方法確定。因此，請(qǐng)參閱圖5，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括：步驟S104：對(duì)任意兩個(gè)所述監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行顯著性判斷；步驟S105：根據(jù)判斷結(jié)果，對(duì)所述關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行修正。具體的判斷方法為，當(dāng)關(guān)聯(lián)系數(shù)的絕對(duì)值大于或等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，關(guān)聯(lián)系數(shù)不變；其中，第一預(yù)設(shè)閾值與時(shí)間序列長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)；當(dāng)關(guān)聯(lián)系數(shù)的絕對(duì)值小于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將關(guān)聯(lián)系數(shù)替換為0。其中，第一預(yù)設(shè)閾值可以為1.85N-0.41+2.37N-0.53。當(dāng)|ρx,y|≥1.85N-0.41+2.37N-0.53，關(guān)聯(lián)系數(shù)通過顯著性檢驗(yàn)；否則，關(guān)聯(lián)系數(shù)沒有通過顯著性檢驗(yàn)，兩個(gè)監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)性將沒有意義，此時(shí)將關(guān)聯(lián)系數(shù)由0進(jìn)行替換。進(jìn)一步地，如果最大互相關(guān)值φmax和最小互相關(guān)值φmin的值接近，兩個(gè)監(jiān)控變量間的因果關(guān)系就會(huì)變得模糊，方向性難以確定。因此，請(qǐng)參閱圖6，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括：步驟S106：對(duì)所述傳播方向進(jìn)行差異性判斷；步驟S107：根據(jù)判斷結(jié)果，對(duì)所述最終時(shí)滯值進(jìn)行修正。具體的判斷方法為，根據(jù)最大互相關(guān)值和最小互相關(guān)值，確定傳播方向指數(shù)；當(dāng)傳播方向指數(shù)大于或等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，時(shí)滯值不變；其中，第二預(yù)設(shè)閾值與時(shí)間序列長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)；當(dāng)傳播方向指數(shù)小于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將最終時(shí)滯值替換為0。其中，傳播方向指數(shù)記為ψx,y，第二預(yù)設(shè)閾值為0.46N-0.16。當(dāng)ψx,y≥0.46N-0.16，說明兩個(gè)監(jiān)控變量間的因果關(guān)系明確；否則，兩個(gè)監(jiān)控變量間的因果關(guān)系模糊，此時(shí)將最終時(shí)滯值由0進(jìn)行替換。當(dāng)確定任意兩個(gè)監(jiān)控變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和傳播方向后，可以構(gòu)造關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣P和時(shí)滯矩陣Λ，以便于構(gòu)建監(jiān)控變量因果關(guān)系。根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)ρi,j和最終時(shí)滯值λi,j的正負(fù)，建立監(jiān)控變量因果關(guān)系，如圖2或圖9所示。監(jiān)控變量因果關(guān)系具體可以表現(xiàn)為由有向弧和代表監(jiān)控變量的節(jié)點(diǎn)組成。有向弧由原因監(jiān)控變量指向結(jié)果監(jiān)控變量，如果λi,j>0，有向弧由i指向j；如果λi,j<0，有向弧由j指向i。如果ρi,j<0，兩個(gè)監(jiān)控變量具為負(fù)相關(guān)關(guān)系，用虛線弧表示兩監(jiān)控變量負(fù)相關(guān)；如果ρi,j>0，兩個(gè)監(jiān)控變量具有正相關(guān)關(guān)系，用實(shí)線弧表示兩監(jiān)控變量正相關(guān)。步驟S20：獲取所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中相鄰所述監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以及每個(gè)所述監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率。獲取相鄰監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)見上文描述，在此不再贅述。請(qǐng)參閱圖7，在一個(gè)實(shí)施方式中，獲取監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率包括如下步驟：步驟S201：對(duì)所述監(jiān)控變量在預(yù)設(shè)時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行線性擬合，形成線性回歸方程；步驟S202：將所述線性回歸方程的斜率作為所述監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率。具體的，如果監(jiān)控變量x和y間的最終時(shí)滯值為λx,y，擾動(dòng)可能在時(shí)刻tκ發(fā)生并經(jīng)過λx,y時(shí)刻從監(jiān)控變量x傳播到監(jiān)控變量y。因此對(duì)于監(jiān)控變量x，可以以時(shí)刻tκ為中心，在時(shí)間間隔為[tκ-m,tκ+m](時(shí)間序列長(zhǎng)度為2m+1)的變量值xi可以用于構(gòu)建線性回歸方程進(jìn)行線性擬合如下式，該線性回歸方程的斜率即為監(jiān)控變量x的擾動(dòng)變化率。xi'＝aitk+bi,k＝tκ-m,…,tκ,…,tκ+m,i＝1,…,n其中，n為監(jiān)控變量的個(gè)數(shù)，m為從監(jiān)控變量包括的N個(gè)監(jiān)控參數(shù)中取出的監(jiān)控參數(shù)的個(gè)數(shù)，其值小于N。在一個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景中，N取300，n可以取17，m可以取60。如果監(jiān)控變量的變化過小且趨于平穩(wěn)，擾動(dòng)變化率將太小而不能對(duì)其它變量產(chǎn)生影響。因此，請(qǐng)參閱圖8，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法還包括：步驟S203：對(duì)所述監(jiān)控變量進(jìn)行趨勢(shì)性判斷；步驟S204：根據(jù)判斷結(jié)果，對(duì)所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑進(jìn)行修正。具體的判斷方法為，當(dāng)擾動(dòng)變化率大于或等于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將監(jiān)控變量在對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中予以保留；當(dāng)擾動(dòng)變化率小于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將監(jiān)控變量從對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中剔除。舉例為，當(dāng)一個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑為x1→x2→x3，當(dāng)監(jiān)控變量x1的擾動(dòng)變化率大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將監(jiān)控變量x1在該預(yù)選傳播路徑進(jìn)行保留；或者，當(dāng)監(jiān)控變量x1的擾動(dòng)變化率小于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，將監(jiān)控變量x1在該預(yù)選傳播路徑進(jìn)行剔除，得到修正后的預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑為x2→x3。在本實(shí)施方式中，第三預(yù)設(shè)閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，本申請(qǐng)對(duì)此不作限定。舉例為，第三預(yù)設(shè)閾值為1.5*10-4。步驟S30：基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)和所述擾動(dòng)變化率，獲取對(duì)應(yīng)地所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)。在本實(shí)施方式中，可以根據(jù)下式確定權(quán)重系數(shù)：其中，R(k)為第g條預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)；ρi,j為監(jiān)控變量i,j間的關(guān)聯(lián)系數(shù)；ai為監(jiān)控變量i的擾動(dòng)變化率；G為第g條預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中的路徑個(gè)數(shù)，例如，預(yù)選傳播路徑x1→x2→x3中的路徑個(gè)數(shù)有兩個(gè)，分別為：x1→x2和x2→x3；簡(jiǎn)言之，G為預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中有向弧的個(gè)數(shù)；α為調(diào)整參數(shù)，可以設(shè)為3*103。步驟S40：根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)，確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑。在本實(shí)施方式中，可以將數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)max{R(g)}對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑作為目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑。進(jìn)一步地，為了提高對(duì)目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑的判定準(zhǔn)確率，有必要確定數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)max{R(g)}所對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑包括的監(jiān)控變量的變化趨勢(shì)即擾動(dòng)變化率與監(jiān)控變量間的正負(fù)相關(guān)關(guān)系即關(guān)聯(lián)系數(shù)是否一致。具體的，如果對(duì)應(yīng)于數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)max{R(g)}的預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中的監(jiān)控變量變化趨勢(shì)與監(jiān)控變量間的正負(fù)相關(guān)關(guān)系一致，擾動(dòng)最可能從該預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中的第一個(gè)監(jiān)控變量開始傳播，即為報(bào)警信號(hào)的根原因。那么即可以將該預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑作為目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑。如果不一致，根據(jù)排序規(guī)則，依次考慮數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)max{R(g)}后面的傳播路徑是否滿足要求，直到找出滿足要求的路徑確定報(bào)警信號(hào)的根原因。直至確定關(guān)聯(lián)系數(shù)和擾動(dòng)變化率的正負(fù)性相同，且數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑，將符合上述條件的預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑作為所述目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑。步驟S50：將所述目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為所述報(bào)警信號(hào)的根原因。在本實(shí)施方式中，確定了目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑后，即可以將目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑后中的起始監(jiān)控變量，即該傳播路徑中第一監(jiān)控變量作為報(bào)警信號(hào)的根原因。本申請(qǐng)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法，通過根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑，利用預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中包括的監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和擾動(dòng)變化率確定至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)，進(jìn)而確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑，并將目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為報(bào)警信號(hào)的根原因，能夠快速準(zhǔn)確地找到油氣生產(chǎn)過程中引發(fā)報(bào)警信號(hào)的根原因。從而能夠?yàn)椴僮髡呒皶r(shí)消除報(bào)警根源提供可靠依據(jù)，緩解操作者的工作壓力，同時(shí)合理處理油氣生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要報(bào)警，盡可能地避免因此造成的嚴(yán)重后果。下面結(jié)合實(shí)際中一個(gè)具體工程來詳細(xì)說明本申請(qǐng)實(shí)施方式的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的技術(shù)方案。在本實(shí)施例中，以常減壓過程為研究對(duì)象進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)從在中國(guó)某一石化公司的真實(shí)常減壓過程中收集，17個(gè)監(jiān)控變量(來源于現(xiàn)場(chǎng)裝置平穩(wěn)率統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳)如表1被挑選用于監(jiān)控變量因果關(guān)系的建立?？紤]采樣間隔為5秒，時(shí)間序列長(zhǎng)度N設(shè)置為300。表1監(jiān)控變量描述利用本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，計(jì)算得到17個(gè)監(jiān)控變量的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣P和時(shí)滯矩陣Λ如下，并構(gòu)建該17個(gè)監(jiān)控變量的因果關(guān)系如圖9所示。其中，關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣P和時(shí)滯矩陣Λ中位于對(duì)角線上的-代表0，其他行列為空白的元素為0，其代表關(guān)聯(lián)系數(shù)或時(shí)滯值較小，由0進(jìn)行替換修正。一個(gè)發(fā)生在該石化公司的異常擾動(dòng)被作為案例來驗(yàn)證本申請(qǐng)方法的有效性和準(zhǔn)確性。某日，該石化公司操作人員發(fā)現(xiàn)常壓塔頂循環(huán)流量和常壓塔底溫度異常升高，隨后常壓塔頂溫度和常二線餾出溫度也相繼升高，最終常壓塔底溫度和常二線餾出溫度超過了正常的操作范圍從而觸發(fā)報(bào)警。因此，假設(shè)常壓塔底溫度(x5)和常二線餾出溫度(x12)的報(bào)警被觸發(fā)。為了辨識(shí)報(bào)警的根原因，根據(jù)圖9確定的監(jiān)控變量的因果關(guān)系，4個(gè)可能導(dǎo)致報(bào)警的擾動(dòng)傳播路徑被挑選作為可能的傳播路徑：x6→x4→x12，x9→x12，x10→x12，x1→x2→x4→x12。隨后在這些傳播路徑中的各監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率通過構(gòu)建線性回歸方程進(jìn)行線性擬合而獲得，如圖10所示為監(jiān)控變量x1的線性擬合曲線。擾動(dòng)變化率和這些傳播路徑中監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)如表2所示。因?yàn)閤1的擾動(dòng)變化率低于閾值1.5*10-4，不能對(duì)其他監(jiān)控變量造成影響，因而監(jiān)控變量x1從相應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中被移除。然后預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑x1→x2→x4→x12變?yōu)閤2→x4→x12。表2所有相關(guān)路徑中變量的擾動(dòng)變化率和關(guān)聯(lián)系數(shù)變量路徑中前一個(gè)監(jiān)控變量擾動(dòng)變化率(*10-4)兩變量間相關(guān)系數(shù)x9→x121.60340.9336x10→x12-1.98570.8511x4→x125.76150.5489x2→x45.1495-0.6032x1→x2-1.0526-0.9428x6→x46.21260.3247根據(jù)由監(jiān)控變量因果關(guān)系辨識(shí)的預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑，可能的預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的排序如表3所示。數(shù)值最大的權(quán)重系數(shù)對(duì)應(yīng)地預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑，即最可能導(dǎo)致報(bào)警的擾動(dòng)傳播路徑為x2→x4→x12。在這條路徑中，監(jiān)控變量x2和x4的擾動(dòng)變化率均為正值，但是兩個(gè)監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)為負(fù)值。因此，兩監(jiān)控變量的變化趨勢(shì)與他們之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系不一致。因此考慮下一條預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑x6→x4→x12。在這條路徑中，監(jiān)控變量x6、x4和x12的擾動(dòng)變化率均為正值，x6和x4的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以及x4和x12的關(guān)聯(lián)系數(shù)均為正值，傳播路徑中監(jiān)控變量的變化趨勢(shì)與它們之間的正相關(guān)關(guān)系一致。因此，擾動(dòng)最可能從該路徑中的第一個(gè)變量x6向后傳播?；谒孀R(shí)的傳播路徑，有效的措施應(yīng)該被采取以消除x12的報(bào)警，隨后根據(jù)同樣的方法考慮x5。表3可能傳播路徑排序排序可能傳播路徑R(k)1x2→x4→x120.38732x6→x4→x120.32063x10→x120.24634x9→x120.2203推理結(jié)果表明：“常壓塔頂循環(huán)流量x6的異常增加”導(dǎo)致常壓塔頂溫度x4的增加，隨后導(dǎo)致常二線餾出溫度x12的增加，報(bào)警被觸發(fā)。通過以上分析可以得出該推理結(jié)果與實(shí)際情況一致，證實(shí)了所提方法的可行性?；谕粯?gòu)思，本申請(qǐng)實(shí)施方式還提供了一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置，如下面的實(shí)施方式所述。由于油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置解決問題的原理，以及能夠取得的技術(shù)效果與油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法相似，因此油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置的實(shí)施可以參見上述油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的術(shù)語“模塊”，可以是基于軟件實(shí)現(xiàn)，也可以是基于硬件實(shí)現(xiàn)，還可以是以軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。請(qǐng)參閱圖11，本實(shí)施方式提供的一種油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置可以包括：第一獲取模塊10，第二獲取模塊20，第三獲取模塊30，第一確定模塊40以及第二確定模塊50。所述第一獲取模塊10可以用于在接收到報(bào)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先建立的監(jiān)控變量因果關(guān)系，獲取至少兩個(gè)預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑；其中，每個(gè)所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑至少包括引發(fā)所述報(bào)警信號(hào)的目標(biāo)監(jiān)控變量以及指向所述目標(biāo)監(jiān)控變量的起始監(jiān)控變量；所述第二獲取模塊20可以用于獲取所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑中相鄰所述監(jiān)控變量間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以及每個(gè)所述監(jiān)控變量的擾動(dòng)變化率；所述第三獲取模塊30可以用于基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)和所述擾動(dòng)變化率，獲取對(duì)應(yīng)地所述預(yù)選擾動(dòng)傳播路徑的權(quán)重系數(shù)；所述第一確定模塊40可以用于根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)，確定目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑；所述第二確定模塊50可以用于將所述目標(biāo)擾動(dòng)傳播路徑中的起始監(jiān)控變量作為所述報(bào)警信號(hào)的根原因。本實(shí)施方式提供的油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源裝置與本申請(qǐng)油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法相對(duì)應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)油氣生產(chǎn)系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)根原因精確溯源方法的技術(shù)效果，在此不再贅述。在20世紀(jì)90年代，對(duì)于一個(gè)技術(shù)的改進(jìn)可以很明顯地區(qū)分是硬件上的改進(jìn)(例如，對(duì)二極管、晶體管、開關(guān)等電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn))還是軟件上的改進(jìn)(對(duì)于方法流程的改進(jìn))。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的很多方法流程的改進(jìn)已經(jīng)可以視為硬件電路結(jié)構(gòu)的直接改進(jìn)。設(shè)計(jì)人員幾乎都通過將改進(jìn)的方法流程編程到硬件電路中來得到相應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)。因此，不能說一個(gè)方法流程的改進(jìn)就不能用硬件實(shí)體模塊來實(shí)現(xiàn)。例如，可編程邏輯器件(ProgrammableLogicDevice，PLD)(例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA))就是這樣一種集成電路，其邏輯功能由用戶對(duì)器件編程來確定。由設(shè)計(jì)人員自行編程來把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不需要請(qǐng)芯片制造廠商來設(shè)計(jì)和制作專用的集成電路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成電路芯片，這種編程也多半改用“邏輯編譯器(logiccompiler)”軟件來實(shí)現(xiàn)，它與程序開發(fā)撰寫時(shí)所用的軟件編譯器相類似，而要編譯之前的原始代碼也得用特定的編程語言來撰寫，此稱之為硬件描述語言(HardwareDescriptionLanguage，HDL)，而HDL也并非僅有一種，而是有許多種，如ABEL(AdvancedBooleanExpressionLanguage)、AHDL(AlteraHardwareDescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(CornellUniversityProgrammingLanguage)、HDCal、JHDL(JavaHardwareDescriptionLanguage)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardwareDescriptionLanguage)等。目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)與Verilog2。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬件描述語言稍作邏輯編程并編程到集成電路中，就可以較容易得到實(shí)現(xiàn)該邏輯方法流程的硬件電路。為了描述的方便，描述以上裝置時(shí)以功能分為各種模塊分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本申請(qǐng)時(shí)可以把各模塊的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請(qǐng)可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請(qǐng)的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來。在一個(gè)典型的配置中，計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施方式或者實(shí)施方式的某些部分所述的方法。該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在內(nèi)存中，內(nèi)存可能包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的非永久性存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲(chǔ)器(ROM)或閃存(flashRAM)。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括永久性和非永久性、可移動(dòng)和非可移動(dòng)媒體可以由任何方法或技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)。信息可以是計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序的模塊或其它數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)的例子包括，但不限于相變內(nèi)存(PRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、其它類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、快閃記憶體或其它內(nèi)存技術(shù)、只讀光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其它光學(xué)存儲(chǔ)、磁盒式磁帶，磁帶磁磁盤存儲(chǔ)或其它磁性存儲(chǔ)設(shè)備或任何其它非傳輸介質(zhì)，可用于存儲(chǔ)可以被計(jì)算設(shè)備訪問的信息。按照本文中的界定，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括短暫電腦可讀媒體(transitorymedia)，如調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)和載波。本說明書中的各個(gè)實(shí)施方式均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施方式重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施方式的不同之處。尤其，對(duì)于裝置實(shí)施方式而言，由于其功能基本相似于方法實(shí)施方式，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施方式的部分說明即可。雖然通過實(shí)施方式描繪了本申請(qǐng)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請(qǐng)有許多變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的精神。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3