[發(fā)明專利]一種基于貝葉斯網(wǎng)絡的核電主泵故障診斷方法

在審

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• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111664083A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 余文敏;侯修群;包彬彬;蔣慶磊;苗碧琪;李元姣;侯濤;張夢陽;于興濤;李凱陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中核武漢核電運行技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 陳早璟

本發(fā)明屬于設備故障智能診斷領域，具體涉及一種基于貝葉斯網(wǎng)絡的核電主泵故障診斷方法。本發(fā)明包括步驟一：確定貝葉斯網(wǎng)絡各節(jié)點信息；步驟二：確定貝葉斯網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)；步驟三：確定貝葉斯網(wǎng)絡的條件概率表；步驟四：貝葉斯診斷模型的輸入；步驟五：診斷模型的應用。該方法結(jié)合主泵歷史數(shù)據(jù)和人工經(jīng)驗對主泵傳感器故障、工藝參數(shù)波動引起的振動異常以及主泵本體故障三大類故障進行診斷，減少現(xiàn)場的誤報問題，提高主泵的檢維修效率，保證主泵安全、可靠地運行。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于設備故障智能診斷領域，具體涉及一種基于貝葉斯網(wǎng)絡的核電主泵故障診斷方法。

背景技術(shù)

核電主泵是壓水堆核電站的關(guān)鍵設備之一，主泵一旦出現(xiàn)故障，輕則影響生產(chǎn)，造成經(jīng)濟損失，重則機毀人亡，引發(fā)核泄漏，造成嚴重環(huán)境污染。因此，準確、快速地診斷出主泵故障對核電站安全、高效地運行起著重要的作用。

核電現(xiàn)場采用單參數(shù)門限報警的方法對主泵狀態(tài)進行監(jiān)測，該種方法存在大量的誤報，主要誤報來源于兩點：傳感器故障、工藝參數(shù)波動引起振動異常超過報警門限，有必要采用一種方法將這兩類故障識別出來。因此需要建立一種針對傳感器故障、工藝參數(shù)波動引起的振動異常以及主泵設備本體故障的診斷方法。

考慮到主泵設備積累了大量的歷史數(shù)據(jù)，若能將其應用于解決該問題，將有效改進診斷的準確性。基于以上分析，本發(fā)明提出了一種基于貝葉斯網(wǎng)絡的核主泵故障診斷方法。該方法結(jié)合主泵歷史數(shù)據(jù)和人工經(jīng)驗對主泵傳感器故障、工藝參數(shù)波動引起的振動異常以及主泵本體故障三大類故障進行診斷，減少現(xiàn)場的誤報問題，提高主泵的檢維修效率，保證主泵安全、可靠地運行。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)場采用的單參數(shù)門限報警方法對主泵設備是否本體故障存在誤報的問題，本發(fā)明提出一種基于貝葉斯網(wǎng)絡模型的主泵故障診斷方法，將由于傳感器故障和工藝參數(shù)波動導致的誤報診斷出來。本發(fā)明依據(jù)主泵各項監(jiān)測的特征指標作為征兆變量，經(jīng)貝葉斯網(wǎng)絡進行推理，推斷出最可能的故障類型。

本發(fā)明提出的基于貝葉斯網(wǎng)絡的主泵故障診斷方法包括以下5個步驟：

步驟1：確定貝葉斯網(wǎng)絡各節(jié)點信息。

本發(fā)明所提出的基于貝葉斯網(wǎng)絡的主泵故障診斷模型包含故障層和征兆層。

其中，步驟1所述“確定貝葉斯網(wǎng)絡各節(jié)點信息”，其內(nèi)容為：根據(jù)主泵相關(guān)信息，確定主泵的故障及相應征兆，從而確定貝葉斯網(wǎng)絡的故障層節(jié)點和征兆層節(jié)點。

其中，故障層節(jié)點包括傳感器故障、工藝參數(shù)波動引起的振動異常和主泵設備本體故障3大類故障；征兆層節(jié)點包括波動指標、多參數(shù)相關(guān)性指標、經(jīng)驗指標以及振動頻域指標4大類特征指標，以下將對4大類特征指標的征兆節(jié)點分別進行敘述。

其中，“波動指標”用于衡量各監(jiān)測測點的波動情況，波動指標的計算方法為一個采樣時長內(nèi)監(jiān)測測點數(shù)據(jù)與該段時間求得的皮爾遜相關(guān)系數(shù)的絕對值，其值范圍在[0,1]，值越大表明該監(jiān)測測點波動越劇烈，由于其值在[0,1]，因此可將其看做概率值作為貝葉斯網(wǎng)絡中征兆發(fā)生的概率。將存在波動的概率以集合P(A＝1)表示，如式1所示。

P(A＝1)＝{P(A₁＝1),P(A₂＝1),…,P(A_i＝1),…,P(A_N＝1)} (1)

式1中，A_i＝1表示主泵第i個監(jiān)測測點存在波動，P(A_i＝1)表示主泵第i個監(jiān)測測點存在波動的概率，N為主泵監(jiān)測測點的數(shù)量，P(A_i＝1)的計算方法見式2。