[發明專利]一種基于硬件結構樹的設備分層健康狀態評估方法和裝置

有效

• 申請號: 202011396465.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112395774B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 張士剛;駱彥廷;沈國際;李磊;羅旭;楊擁民;葛哲學
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N7/01;G06F111/08
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請涉及一種基于硬件結構樹的設備分層健康狀態評估方法和裝置。所述方法以設備的硬件結構樹中的硬件為節點，根據硬件的組成關系得到節點間的有向邊，根據硬件間健康狀態條件概率值設置有向邊的健康狀態轉移概率參數，根據節點和有向邊得到設備的分層健康狀態評估模型。將測得的節點健康狀態值輸入模型，根據有向邊的健康狀態轉移概率參數逐層計算節點健康狀態為健康或故障的概率值，根據各個節點的健康狀態概率值得到設備的健康狀態評估結果。本申請僅需設置有向邊的參數就能得到設備健康評估結果，能夠有效地避免設備復雜時引起的組合爆炸問題，簡化設備健康狀態評估過程，并提高其可行性。

技術領域

本申請涉及設備健康評估技術領域，特別是涉及一種基于硬件結構樹的設備分層健康狀態評估方法和裝置。

背景技術

監控并及時獲知設備的運行健康狀況對規避設備運行風險和進行設備維修決策具有重要的意義，對于復雜且安全性要求較高的設備來說尤其如此。目前對于設備的故障診斷方法大多是通過傳感器等方式監測低層級硬件的健康/故障狀態。對于在設備中處于較高層級的硬件，由于其健康狀態可能取決于多個較低層級的硬件，因此無法通過對較高層級硬件的監測數據直接判斷其當前的健康狀態是健康還是故障，也無法得知其健康狀態為健康或故障的概率。

在實際的運維過程中，設備運維人員主要關注的是較高層級硬件以及設備整體的健康狀態，并需要根據這類健康狀態決定設備的使用或維修策略。因此，需要構建科學的設備硬件分層健康狀態評估模型來提供上述數據。然而，由于高層級的設備硬件的健康狀態與低層級硬件健康狀態關聯，因此計算時低層級硬件的健康狀態的組合方式將呈指數級增長。例如，對于一個由n個子部件組成的硬件，如果使用子部件和其組成的硬件之間的健康狀態條件概率值來建立對應的分層健康狀態評估模型，需要設置2ⁿ-1個參數值。由于參數數量和設備/硬件中的子部件數量成指數級關系，在設備復雜、硬件規模較大時，在構建模型時會發生組合爆炸問題，使得分層健康狀態評估模型中需要設置大量的參數，使健康狀態評估過程難以實施。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠避免組合爆炸的一種基于硬件結構樹的設備分層健康狀態評估方法和裝置。

一種基于硬件結構樹的設備分層健康狀態評估方法，包括：

獲取待評估設備的硬件結構樹數據，以硬件結構樹數據中的硬件為節點，根據硬件的組成關系得到節點間的有向邊，根據預設的硬件間健康狀態條件概率值得到有向邊的健康狀態轉移概率參數，根據節點和有向邊得到待評估設備的分層健康狀態評估模型。

將預設的節點健康狀態值輸入分層健康狀態評估模型，根據有向邊的健康狀態轉移概率參數逐層計算節點的節點健康狀態概率值。節點健康狀態概率值包括節點健康概率值和節點故障概率值。

根據分層健康狀態評估模型中節點的節點健康狀態概率值，得到待評估設備的健康狀態評估結果。

其中一個實施例中，獲取待評估設備的硬件結構樹數據，以硬件結構樹數據中的硬件為節點，根據硬件的組成關系得到節點間的有向邊，根據預設的硬件間健康狀態條件概率值得到有向邊的健康狀態轉移概率參數，根據節點和有向邊得到待評估設備的分層健康狀態評估模型的步驟包括：

獲取待評估設備的硬件結構樹數據，根據硬件結構樹數據中的硬件得到節點。

獲取硬件結構樹數據中的第n級硬件，以及組成第n級硬件的第n-1級硬件，得到從第n-1級硬件對應的節點指向第n級硬件的有向邊，根據預設的硬件間健康狀態條件概率值得到有向邊的健康狀態轉移概率參數。

根據節點和有向邊得到待評估設備的分層健康狀態評估模型。

其中一個實施例中，將預設的節點健康狀態值輸入分層健康狀態評估模型，根據有向邊的健康狀態轉移概率參數逐層計算節點的節點健康狀態概率值的步驟包括：