[發(fā)明專利]一種基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多屬性特征融合的管道狀態(tài)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910198288.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN110046651B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜洪權(quán);高建民;夏鋒社;高智勇;王榮喜;周濤;劉東程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多屬性特征融合的管道狀態(tài)識(shí)別方法，其特征在于，基于管道狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建狀態(tài)識(shí)別框架，使得框架內(nèi)包括正常、堵塞和泄漏狀態(tài)模式，基于狀態(tài)識(shí)別框架包含的狀態(tài)模式，提取管道運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)特征；采用綜合考慮敏感性與波動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)上述數(shù)據(jù)特征進(jìn)行選擇，將獲得的特征作為狀態(tài)識(shí)別框架的證據(jù)體，按照對(duì)管道待識(shí)別狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得管道待識(shí)別狀態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)證據(jù)體，獲取證據(jù)體的基本概率值，利用D-S證據(jù)理論合成規(guī)則，對(duì)當(dāng)前狀態(tài)的所有證據(jù)信息進(jìn)行融合分析，確定當(dāng)前狀態(tài)屬于識(shí)別框架中的類型，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道運(yùn)行狀態(tài)的識(shí)別與判斷；獲取狀態(tài)識(shí)別框架的證據(jù)體的步驟如下：

S201、對(duì)狀態(tài)模式數(shù)據(jù)A_i進(jìn)行特征提取，令T_i代表方根幅值、絕對(duì)平均值、均方根值、方差、偏斜度指標(biāo)、峭度指標(biāo)、波形指標(biāo)、峰值指標(biāo)、脈沖指標(biāo)和裕度指標(biāo)，A_i數(shù)據(jù)特征可表示為：

其中，J是特征種類個(gè)數(shù)；n是窗口數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；

S202、構(gòu)建基于敏感性與波動(dòng)性的綜合特征評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)T₁～T₁₀進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括以下步驟：

(a)設(shè)共有N類狀態(tài)模式，計(jì)算第c類第j個(gè)特征的類內(nèi)距離d_c,j(j)：

其中，i＝1,2...M_c,j＝1,2...J,c＝1,2...C，M_c為第c類的樣本個(gè)數(shù)；J為特征個(gè)數(shù)；C為類別個(gè)數(shù)；q_i,c,j為第c類第i個(gè)樣本第j個(gè)特征的特征值，為第c類第j個(gè)特征的特征值平均值；

(b)計(jì)算第j個(gè)特征C個(gè)類的類內(nèi)距離的四分位均值，將d_c,j(j)按照從小到大的順序排列，并記錄其下標(biāo)為n∈[1,N]，

其中，為第j個(gè)特征C個(gè)類的類內(nèi)距離的四分位均值；

計(jì)算類內(nèi)距離的差異性參數(shù)

(c)計(jì)算第c類第j個(gè)特征的四分位平均值：

計(jì)算第j個(gè)特征C個(gè)類的類間距離的平均值

c,e＝1,2...C,c＞e

其中，u_e,j、u_c,j為第e和第c個(gè)類第j個(gè)特征的四分位均值；

計(jì)算類間距離的差異性參數(shù)

根據(jù)正則化法則，計(jì)算出基于距離評(píng)估比例系數(shù)λ_j：

(d)計(jì)算類間距離與類內(nèi)距離的比值a_j：

(e)計(jì)算特征的敏感度評(píng)估參數(shù)Sen：

其中，Sen為敏感度指標(biāo)；

(f)波動(dòng)性指標(biāo)Vol定義為：

其中，F(xiàn)_ij為數(shù)據(jù)的信號(hào)特征；N為設(shè)備狀態(tài)個(gè)數(shù)；n為每種狀態(tài)下的樣本數(shù)；C_i,i＝1,..m為同類狀態(tài)樣本的平均值，綜合考慮特征的敏感性指標(biāo)和波動(dòng)性指標(biāo)，提出基于敏感性與波動(dòng)性的綜合特征評(píng)價(jià)指標(biāo)Com如下：

獲得能夠表征管道運(yùn)行狀態(tài)的特征指標(biāo)：m₁，m₂，……m_k，其中k小于等于10，作為證據(jù)體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多屬性特征融合的管道狀態(tài)識(shí)別方法，其特征在于，構(gòu)建狀態(tài)識(shí)別框架的步驟如下：

S101、設(shè)管道運(yùn)行狀態(tài)有N種狀態(tài)Θ＝{A₁,A₂,...A_N}；

S102、獲取識(shí)別框架中N種狀態(tài)模式下的數(shù)據(jù)樣本A，并以r個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為一個(gè)處理窗口，以Tc個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)為步長(zhǎng)進(jìn)行滑動(dòng)窗口處理，設(shè)獲得n個(gè)窗口數(shù)據(jù)，得到識(shí)別框架Θ。