專利名稱：一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于 報警管理技術(shù)領域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法。
背景技術(shù)：
流程工業(yè)中報警系統(tǒng)起著很重要的作用。當一個報警激活后，操作員應查找報警原因，采取正確的行動，以消除異常，使裝置回到正常狀態(tài)。隨著集散控制系統(tǒng) DCS (Distributed Control System)的出現(xiàn)，報警設置變得更加容易，使得報警系統(tǒng)中報警數(shù)量急劇增加。由于報警系統(tǒng)缺乏有效地管理，異常工況下容易產(chǎn)生報警泛濫，對于操作員正確處理裝置異常起到負面作用。糟糕的報警系統(tǒng)帶給操作員的報警泛濫往往是導致事故的主要原因之一。歷史上，1994年德士古米爾福德港煉油廠爆炸、2005年BP公司德克薩斯城煉油廠爆炸事故等重大事故，都與缺乏有效管理的報警系統(tǒng)有一定關系。在實際流程工業(yè)報警系統(tǒng)中，錯誤或無效報警的過多出現(xiàn)給操作員正常操作帶來了嚴重地干擾，其不僅分散了操作員對裝置運行的注意力，而且掩蓋了重要、關乎裝置安全的報警。重復報警是錯誤或無效報警中最常見的表現(xiàn)形式，所以重復報警的處理對于流程工業(yè)中裝置正常運行具有很重要的意義。重復報警是指那些在短時間內(nèi)多次激活和消除的報警。產(chǎn)生重復報警的原因有很多，比如過程變量受到噪聲影響，使得變量值在報警限上下浮動，或者由于報警限設置不恰當，裝置運行波動時導致報警重復發(fā)生等。統(tǒng)計表明，在一個典型的化工裝置中，重復報警所導致的報警數(shù)量能夠占到報警總數(shù)的約50%，嚴重地干擾操作員正確處理裝置異常。重復報警處理方法主要有設置死區(qū)、延遲報警時間、報警擱置以及報警自動抑制等。報警自動抑制雖然能夠消除重復報警所導致的報警數(shù)量的增多，但也有其不足，即如果一個過程變量被長時間抑制，則操作員看不到其數(shù)據(jù)分布變化，而如果此變量的數(shù)據(jù)分布變化能夠反映一個異常，則對于操作員來說就因為報警自動抑制而導致了信息缺失，不利于異常的正確處理。在報警自動抑制的基礎上加入數(shù)據(jù)過濾，同時對于報警處理參數(shù)采用過程歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)化設計，可以解決報警自動抑制的不足，達到有效處理重復報警的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中提到的現(xiàn)有報警系統(tǒng)中存在噪聲干擾、報警限設置不當?shù)炔蛔悖景l(fā)明提出了一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是該方法包括以下步驟步驟1 利用變量過程歷史數(shù)據(jù)對變量的報警處理參數(shù)進行最優(yōu)化設計，并將求得的最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；步驟2 從實時數(shù)據(jù)庫或集散控制系統(tǒng)中采集實時過程數(shù)據(jù)；步驟3 從報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲取過濾窗口的參數(shù)，對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾； 步驟4:對數(shù)據(jù)過濾后的實時過程數(shù)據(jù)進行重復報警判定，若判定為重復報警，則進入步驟5 ；否則，顯示報警信息；步驟5 對判定為重復報警的報警進行報警自動抑制。所述步驟1具體為步驟1. 1 選取一段引起報警重復的過程歷史數(shù)據(jù)，對過程歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾；步驟1. 2 在步驟1. 1的基礎上，選擇過濾窗口和報警限，得到過濾窗口和報警上限的二維數(shù)組與過濾窗口和報警下限的二維數(shù)組；步驟1. 3 在步驟1. 2的基礎上，確定報警上限的目標函數(shù)和報警下限的目標函數(shù)，求出最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限，并將最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。所述對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾的方法為移動平均法、移動方差法、加權(quán)移動平均法或指數(shù)加權(quán)移動平均法。所述對過程歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾的方法為移動平均法、移動方差法、加權(quán)移動平均法或指數(shù)加權(quán)移動平均法。所述報警上限的目標函數(shù)為S(i) = mm\a-β· + (\-α)·|AMLMTf -AMLMT7i|}其中S⑴是目標函數(shù)；i為過濾窗口；α為權(quán)值，表征過濾窗口 i所占的權(quán)重；β為過濾窗口 i與報警限差值之間的權(quán)值；AMLMTf為過濾窗口 i對應的報警上限值；AMLMTh為報警上限值。所述報警下限的目標函數(shù)為S(i) = mm\a- β· + (\-α)· | AMLMT, - AMLMTl |}其中AMLMTf為過濾窗口 i對應的報警下限值；AMLMTl為報警下限值。所述過濾窗口和報警上限的二維數(shù)組為{(2，AMLMTf),···(;, AMLMIf)，···}。所述過濾窗□和報警下限的二維數(shù)組為{(2，AMLMT2l),···[u AMLMlf)，···}。本發(fā)明在原有報警自動抑制方法的基礎上加入數(shù)據(jù)過濾處理，即在判定重復報警之前，先對從集散控制系統(tǒng)DCS或?qū)崟r數(shù)據(jù)庫中采集到的實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾處理，以消除實時過程數(shù)據(jù)中的噪聲影響。其中數(shù)據(jù)過濾處理中過濾窗口大小及重復報警判定中報警限等報警處理參數(shù)均由過程歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)化設計得到，保證了報警處理參數(shù)的實用性和準確性。本發(fā)明能夠有效處理重復報警，減少重復報警發(fā)生的數(shù)量，達到流程工業(yè)集散控制系統(tǒng)DCS報警管理的目標。同時采用過程歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)化報警處理參數(shù)，保證了方法的 實用性和準確性。


圖1為實施例的方法的流程圖；圖2為實施例方法應用的引起報警重復的過程歷史數(shù)據(jù)段；

圖3為實施例方法應用的目標函數(shù)曲線；圖4為實施例方法應用的一段實時過程數(shù)據(jù)分布；圖5為實施例方法應用的過濾后實時過程數(shù)據(jù)分布。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。本發(fā)明的一個目的，是在報警自動抑制的基礎上加入數(shù)據(jù)過濾，同時對于報警處理參數(shù)采用過程歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)化設計，從而克服了如果某報警被長時間自動抑制導致的對操作員信息缺失問題。在確定報警處理參數(shù)時，采用過程歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)化設計，保證了方法的實用性和準確性。本發(fā)明的步驟為步驟1 利用變量過程歷史數(shù)據(jù)對變量的報警處理參數(shù)進行最優(yōu)化設計，并將求得的最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。；步驟2 從實時數(shù)據(jù)庫或集散控制系統(tǒng)中采集實時過程數(shù)據(jù)；步驟3 從報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲取過濾窗口的參數(shù)，對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾；步驟4:對數(shù)據(jù)過濾后的實時過程數(shù)據(jù)進行重復報警判定，若判定為重復報警，則進入步驟5 ；否則，顯示報警信息；步驟5 對判定為重復報警的報警進行報警自動抑制。本發(fā)明方法的具體步驟如下1.對變量的報警處理參數(shù)最優(yōu)化設計，并將報警處理最優(yōu)化參數(shù)存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中，為后續(xù)數(shù)據(jù)過濾及重復報警判定部分提供相應參數(shù)支持。a)對于某一變量，首先選取一段典型的引起報警重復的過程歷史數(shù)據(jù)段，同時從移動平均法、移動方差法、加權(quán)移動平均法以及指數(shù)加權(quán)移動平均法等方法中選擇一種數(shù)據(jù)過濾方法，用來對過程歷史數(shù)據(jù)段進行過濾處理，以獲取最優(yōu)化的過濾窗口。移動平均法公式如下
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是該方法包括以下步驟步驟1 利用變量過程歷史數(shù)據(jù)對變量的報警處理參數(shù)進行最優(yōu)化設計，并將求得的最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中； 步驟2 從實時數(shù)據(jù)庫或集散控制系統(tǒng)中采集實時過程數(shù)據(jù)； 步驟3 從報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲取過濾窗口的參數(shù)，對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾； 步驟4:對數(shù)據(jù)過濾后的實時過程數(shù)據(jù)進行重復報警判定，若判定為重復報警，則進入步驟5;否則，顯示報警信息；步驟5 對判定為重復報警的報警進行報警自動抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述步驟 1具體為步驟1.1 選取一段引起報警重復的過程歷史數(shù)據(jù)，對過程歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾； 步驟1. 2 在步驟1. 1的基礎上，選擇過濾窗口和報警限，得到過濾窗口和報警上限的二維數(shù)組與過濾窗口和報警下限的二維數(shù)組；步驟1. 3 在步驟1. 2的基礎上，確定報警上限的目標函數(shù)和報警下限的目標函數(shù)，求出最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限，并將最優(yōu)化的過濾窗口、最優(yōu)化的報警上限和最優(yōu)化的報警下限存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾的方法為移動平均法、移動方差法、加權(quán)移動平均法或指數(shù)加權(quán)移動平均法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述對過程歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾的方法為移動平均法、移動方差法、加權(quán)移動平均法或指數(shù)加權(quán)移動平均法。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述報警上限的目標函數(shù)為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述報警下限的目標函數(shù)為
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述過濾窗□和報警上限的二維數(shù)組為{(2，AMLMTf),···(;, AMLMIf)，···}。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法，其特征是所述過濾窗□和報警下限的二維數(shù)組為{(2，AMLMT2l),···(;, AMLMlfp··}。
全文摘要
本發(fā)明公開了報警管理技術(shù)領域中的一種基于數(shù)據(jù)過濾的重復報警處理方法。本發(fā)明利用變量過程歷史數(shù)據(jù)對變量的報警處理參數(shù)進行最優(yōu)化設計，并將求得的報警處理最優(yōu)化參數(shù)存入報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中；然后，從實時數(shù)據(jù)庫或集散控制系統(tǒng)中采集實時過程數(shù)據(jù)；之后，從報警參數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲取過濾窗口的參數(shù)，對實時過程數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)過濾；最后，對數(shù)據(jù)過濾后的實時過程數(shù)據(jù)進行重復報警判定，若判定為重復報警，則對判定為重復報警的報警進行報警自動抑制，否則，顯示報警信息。本發(fā)明消除了實時過程數(shù)據(jù)中的噪聲影響，減少了重復報警發(fā)生的數(shù)量，達到了流程工業(yè)報警管理的目標。
文檔編號G08B29/18GK102436720SQ20111030034
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者朱劍鋒, 趙勁松 申請人:清華大學