[發明專利]檢測配送網絡、特別是飲用水配送網絡中的異常的方法

在審

• 申請號: 201580039816.8
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN106796157A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: F·坎帕;A·鄧貝爾;G·庫森諾
• 申請（專利權）人: 蘇伊士集團
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 周博俊

技術領域

本發明涉及一種用于檢測配送網絡，特別是牛頓流體的配送網絡，更特別地飲用水供應網絡中的異常的方法。

背景技術

操作性能處于飲用水供應系統管理的核心地位。借助在飲用水的運輸及配送網絡上的液壓(hydraulic)異常的檢測和定位工具，可以顯著改善性能等級。

本發明可以被用于全部牛頓流體網絡，例如供熱和空氣調節城市網絡。

對于異常檢測，已知被飲用水網絡的運營者廣泛使用的基于統計技術的異常檢測方法，諸如網絡區域的最小流率分析之類。這些方法并非總是允許表示異常的特征，也并非總是允許定位異常。

還已知基于液壓模型的檢測方法。這些基于液壓方程式的方法使用網絡的建模，所述建模并非總是可用的。異常的檢測和定位將數學工具和物理測量結合起來，這意味著實施恰當的儀器密度。

發明內容

本發明的目的是提出一種異常檢測方法，該異常檢測方法性能良好，同時對輸入數據要求很低并且在信息處理的能力方面相對節約。

根據本發明，一種用于檢測配送網絡中的異常的方法，特別是牛頓流體的配送網絡，更特別地飲用水供應網絡，所述配送網絡裝配有傳感器，在所述方法中，針對每個傳感器獲取由時間間隔分開的物理測量結果的時間序列，其特征在于以下步驟：

-定義時間窗口，每個時間窗口對應于多個時間間隔，

-在每個時間窗口中從每個時間序列提取操作特征，

-針對每個時間窗口形成至少一個當前向量，所述至少一個當前向量把操作特征、與網絡相關的結構數據以及時間窗口特有的形勢特征作為坐標，

-將當前向量與對應于先前時間窗口的先前向量進行比較，并且先前向量的形勢特征和結構數據與當前向量的形勢特征和結構數據相似，

-在當前向量與所述先前向量顯著不相似的情況下，指示異常。

為了將當前向量與先前向量進行比較，定義對應于最小不同程度的靈敏度參數，超過該靈敏度參數，當前向量被看作顯著不相似。

時間序列的兩個測量結果之間的時間間隔例如是數分鐘，例如3分鐘。

時間窗口典型地是一天或一周。因此，時間序列典型地包括多個測量結果。可以有利地針對不同持續時間的時間窗口同時實施所述方法。

在時間窗口期間，由傳感器測量的并構成時間序列的參數經受變化，例如，根據諸如小時、一周中的天、季節、天氣等之類的形勢參數，根據例如閥門的閉合、泵的停止之類的網絡的結構數據，并且還根據在網絡上的一個或更多個異常而經受變化。

根據本發明，形成具有代表時間序列的維度、代表形勢參數的維度、和代表結構數據的維度的向量。

本發明的基礎思路是，如果代表形勢參數以及結構數據的維度已經被恰當地選擇，那么具有基本相同的針對形勢和結構維度的坐標的向量應當也具有基本相同的針對操作維度的坐標。在相反情況下，指示異常。

考慮到在每個時間序列中典型地大量數字值，如果全部這些數字值中的每一個變為向量的相應維度的坐標，那么本方法應當處理具有非常大維度數目的向量。因此，本發明的另一個基礎思路在于從每個時間序列提取特征，并隨后為向量的坐標使用這些特征。

從時間序列提取的特征可以包括最大值、最小值和/或平均值、和/或甚至基本頻率，所述基本頻率特別地是通過將時間序列分解成傅里葉級數來獲得的。一些形勢參數或結構數據(例如環境溫度或閥門的狀態)還可以按時間序列的形式可用，所述時間序列被處理以便從中提取構成代替原始數據或測量結果的向量的坐標的特征。

為了特征提取，甚至可以聚合測量結果的時間序列。可以例如進行根據遠程讀取已知的消耗的疊加，并因此獲得唯一總測量結果，或甚至總消耗的時間序列，例如在一周的時間窗口的情況下，按天的測量結果。

以有利的方式，一些形勢特征至少部分地基于來自經驗的假設。例如，可以設置針對個體的取決于小時、周中的天、季節、外部溫度、降雨、住房的居住者的數目等的水消耗的趨勢。

在有利的實施方式中，在異常情況下，將當前向量與具有相似的形勢特征和結構數據并且操作特征也與當前向量盡可能接近的至少一個先前向量進行比較，并且指示至少一個操作特征，對于該操作特征，當前向量具有與所述至少一個先前向量相比的大偏差。

優選地，通過異常的特征表示軟件來處理已經導致指示至少一個異常的情況。當這種軟件進一步利用已經可用的關于具有異常值的參數(或向量的坐標)的信息僅處理被挑選作為異常的情況時，這種軟件以非常高效率的方式運行。