[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114637788A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 任慧琴;李向軍;任慧玲;曾明媚;鄧俊;吳良奇;王曉珍
• 申請（專利權）人: 華東交通大學;南昌大學
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F16/25;G06N20/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 劉金明

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)挖掘技術領域，具體為一種基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)，包括ETL模塊、預警模塊、系統(tǒng)管理模塊和模型定制模塊，所述ETL模塊、預警模塊、系統(tǒng)管理模塊和模型定制模塊之間通過信號連接；其中，ETL模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)清洗單元和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲單元，數(shù)據(jù)采集單元包括日志格式分析、有效值判定和數(shù)據(jù)讀取；數(shù)據(jù)清洗單元包括剔除無效特征和時間分割處理；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲單元包括數(shù)據(jù)庫，其結(jié)構合理，該系統(tǒng)智能快速，能夠準確地排給出運行故障類型，為采集故障的維護提供技術保障，提高了解決故障的效率。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)挖掘技術領域，具體為一種基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)。

背景技術

數(shù)據(jù)挖掘技術目前在國內(nèi)外廣泛應用于電子商務、金融、交通、安全監(jiān)控等行業(yè)。根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，主要有針對結(jié)構化數(shù)據(jù)的挖掘分析和針對非結(jié)構化數(shù)據(jù)的挖掘分析.其中，結(jié)構化數(shù)據(jù)挖掘比較成熟的應用有基于物品相關度的推薦系統(tǒng)，在金融行業(yè)有對于某些指數(shù)的預測系統(tǒng)，在銷售行業(yè)中通過用戶行為的挖掘分析對用戶進行分類和預測等。同時，對于非結(jié)構化數(shù)據(jù)，可以進行文本分析，自然語言處理，圖形圖像提取和識別分析等多方面的應用。

目前數(shù)據(jù)挖掘分析技術已經(jīng)存在且發(fā)展多年，形成了一套比較成熟的理論體系且已經(jīng)有了廣泛的應用實踐。隨著機器學習、深度學習算法的演進和其他相關學科的進步以及硬件設備性能的提高，分布式數(shù)據(jù)處理能力的提升，現(xiàn)在的系統(tǒng)能夠更高效地處理海量數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)挖掘可以做的事情也越來越多，越來越復雜。用戶可以根據(jù)自身的需要定制特點鮮明的數(shù)據(jù)挖掘工具或系統(tǒng)，通過挖掘分析數(shù)據(jù)中潛在的信息提高生產(chǎn)工作效率。

目前石油天然氣行業(yè)的設備故障預警大多還是根據(jù)傳統(tǒng)DCS(DistributedControl System)單點檢測，上下限預警的方式進行。即根據(jù)設備參數(shù)設置參數(shù)安全閾，超過或低于此閾被視為可能發(fā)生故障。這種預測方式的缺點很明顯，首先，當參數(shù)報警時可能已經(jīng)發(fā)生了故障或者距離發(fā)生故障的狀態(tài)已經(jīng)很近，工程師無法及時采取有效措施制止這種故障發(fā)生，同時參數(shù)超出按區(qū)閾很可能會引起設備計劃外的停機，這種停機帶來的影響往往很難控制；其次，這種方法高度依賴設備廠商的支持，維修檢修只能依賴設備廠商，故障修復成本極高。此外，實際生產(chǎn)中多種設備都是相互聯(lián)系的，一種設備的異常通常也會影響其他設備，而DCS預警方式僅僅是對單獨的某一型設備進行檢測無法對多種設備的故障進行聯(lián)合預警。因此DCS式設備故障檢測方式已經(jīng)無法滿足用戶的需求。

為此，我們提出一種新型的基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于現(xiàn)有技術中存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)智能快速，能夠準確地排給出運行故障類型，為采集故障的維護提供技術保障，提高了解決故障的效率。

為解決上述技術問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術方案：

一種基于數(shù)據(jù)挖掘的故障預警系統(tǒng)，其包括ETL模塊、預警模塊、系統(tǒng)管理模塊和模型定制模塊，所述ETL模塊、預警模塊、系統(tǒng)管理模塊和模型定制模塊之間通過信號連接；

其中，

ETL模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)清洗單元和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲單元，數(shù)據(jù)采集單元包括日志格式分析、有效值判定和數(shù)據(jù)讀取；數(shù)據(jù)清洗單元包括剔除無效特征和時間分割處理；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲單元包括數(shù)據(jù)庫；

預警模塊包括參數(shù)預測單元、故障匹配單元和輸出結(jié)果單元，參數(shù)預測單元包括模型訓練和模型選擇以及模型評估；故障匹配單元包括故障數(shù)據(jù)生產(chǎn)和相似性匹配；結(jié)果輸出單元包括顯示終端；