[發(fā)明專利]一種振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211725133.6
• 申請(qǐng)日: 2022-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN116089795A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬棟梁;張一名;陳輝;裴蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北金融學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F18/10
• 分類號(hào): G06F18/10;G06F18/213;G06F18/25;G06N3/0464
• 代理公司: 保定運(yùn)維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13133
• 代理人: 李顯鋒

本發(fā)明涉及電力能源電子計(jì)算信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分；硬件部分包括振動(dòng)信號(hào)采集裝置及計(jì)算信息存儲(chǔ)裝置；軟件部分包括一維信號(hào)預(yù)處理模塊、特征增強(qiáng)融合模塊、二維皮亞諾映射模塊、相位一致性篩選模塊、灰度特征對(duì)比優(yōu)化模塊以及卷積網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練模塊。本發(fā)明中的振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)，從樣本映射空間轉(zhuǎn)換的角度來對(duì)實(shí)際的故障信號(hào)進(jìn)行實(shí)際的處理，可以提高實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備故障信號(hào)的特征識(shí)別能力，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械故障缺陷數(shù)據(jù)的高效分類處理和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。本發(fā)明還提供了一種振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力能源電子計(jì)算信息技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)處理風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別電子設(shè)備元件是現(xiàn)代社會(huì)電力能源應(yīng)用中不可或缺的物質(zhì)支撐。在目前通常的電站轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)處理中，通常采用定期人工巡檢的方式來進(jìn)行，即通過振動(dòng)探針來對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)健康狀態(tài)的定期監(jiān)測(cè)和故障狀態(tài)判斷。而已有針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)保護(hù)裝置，即為轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備安裝相應(yīng)的振動(dòng)探頭進(jìn)行設(shè)備保護(hù)，例如TSI系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、ETS系統(tǒng)等。但是該類系統(tǒng)不會(huì)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的強(qiáng)弱狀態(tài)持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通常會(huì)為振動(dòng)信號(hào)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)閾值，達(dá)到振動(dòng)信號(hào)的保護(hù)邏輯條件之后，隨即觸發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的停機(jī)保護(hù)動(dòng)作指令。因?yàn)樵擃惐Ｗo(hù)系統(tǒng)裝置無法對(duì)振動(dòng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)的設(shè)備狀態(tài)預(yù)警，電站系統(tǒng)中如何快速有效的將潛在存在的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械缺陷狀態(tài)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并將相應(yīng)潛在的缺陷風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的辨識(shí)和預(yù)警，是影響發(fā)電系統(tǒng)正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。尤其是在核電站的運(yùn)行設(shè)備系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中，需要考慮當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重事故情況時(shí)，如何快速有效的將堆芯內(nèi)余熱通過循環(huán)冷卻水帶走，進(jìn)而避免發(fā)生熔堆等嚴(yán)重事故。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生振動(dòng)缺陷故障導(dǎo)致被迫停運(yùn)后，需要機(jī)組設(shè)備檢修維護(hù)人員對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行解體檢查，并依次檢查處理受損的軸承設(shè)備并撰寫相應(yīng)的故障處理事件報(bào)告。由于各個(gè)不同類型的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備之間存在著不同程度的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，因此，如何能實(shí)現(xiàn)電站轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備故障信息的智能動(dòng)態(tài)識(shí)別及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警防護(hù)，打破轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備故障處理數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，是電力系統(tǒng)未來實(shí)現(xiàn)智慧發(fā)電應(yīng)該解決的一個(gè)主要的問題。

隨著能源大數(shù)據(jù)振動(dòng)信號(hào)處理算法和深度學(xué)習(xí)分析性能的不斷提高，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式的故障狀態(tài)診斷是未來智慧電站技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。但是能源大數(shù)據(jù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理的過程分析，由于所涉及的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備型號(hào)種類的差異化以及實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械故障振動(dòng)特點(diǎn)的復(fù)雜特殊性，目前仍然沒有被設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在實(shí)際的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)檢修過程之中。針對(duì)目前已有的振動(dòng)信號(hào)的深度學(xué)習(xí)算法處理，主要有小波變換處理法、堆疊自編碼特征識(shí)別、最大分類差異的域自適應(yīng)方法等。在這些算法中，仍然存在著一些問題。例如每一類故障的樣本數(shù)量必須保持相對(duì)一致，否則容易發(fā)生采樣誤差。且上述該類算法依賴于實(shí)際輸入的故障信號(hào)樣本，通常故障信號(hào)樣本以標(biāo)準(zhǔn)的軸承故障振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行人為故障實(shí)驗(yàn)來獲取得到的。該類故障樣本跟實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的機(jī)械故障特征具有明顯的差異性。因此單純的算法改進(jìn)不能解決樣本故障的差異問題。因此從樣本映射空間轉(zhuǎn)換的角度來對(duì)實(shí)際的故障信號(hào)進(jìn)行實(shí)際的處理，可以提高實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備故障信號(hào)的特征識(shí)別能力。進(jìn)而提高轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械故障缺陷數(shù)據(jù)的高效分類處理和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，是未來轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修及高效的風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)預(yù)警的發(fā)展趨勢(shì)之一，具有較為廣闊的應(yīng)用前景和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決目前電站轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的故障風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別處理能力不足，不能在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障狀態(tài)的早期進(jìn)行狀態(tài)預(yù)警檢查進(jìn)而導(dǎo)致故障設(shè)備被迫停運(yùn)所面臨的檢修時(shí)間不充分的問題，旨在提供一種具有可靠的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)處理的高維映射轉(zhuǎn)換以及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)。

本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種振動(dòng)信號(hào)二維映射的數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分；