一种基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统及其方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114493393A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202111475492.6G08B21/18(2006.01)(22)申请日2021.12.06G08B31/00(2006.01)G01D21/02(2006.01)(71)申请人南京市锅炉压力容器检验研究院G16Y10/40(2020.01)地址210009江苏省南京市建邺区嘉陵江G16Y20/10(2020.01)东街3号质监大厦7楼G16Y20/20(2020.01)(72)发明人赵军方学锋文耀华张伯君G16Y30/10(2020.01)王雯雯徐涛沈玉琳臧伟G16Y40/10(2020.01)庄熙斌马瑞文G16Y40/20(2020.01)(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限G16Y40/50(2020.01)公司32200专利代理师曹翠珍(51)Int.Cl.G06Q10/08(2012.01)H04W4/38(2018.01)H04W4/42(2018.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统及其方法(57)摘要本发明涉及一种基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统和方法，是在压力容器安装N类传感器，检测得到的并行实时数据经过统一适配得到并行数据流，经过存储、滑动窗处理获得了采样数据矩阵，随着窗口滑动，窗口数据矩阵特征值的变化过程，与不同健康状态的特征模型进行相关运算，即可获得实时数据模型与各种健康状态模型之间的似然比。对似然比数值进行长度为L个采样的累加后进行状态判决，输出监测状态信息数据流，接着对该数据量编码形成传输数据，通过传输通道发往监测系统平台。本发明实现了对多个不同类型传感器数据的多维度联合监测，具有高灵敏、低误报率、低网络流量依赖性及低功耗的特点。CN114493393ACN114493393A权利要求书1/2页1.一种基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统，其特征在于，包括人工智能现场计算平台，所述人工智能现场计算平台主要由现场物联网接口、传感数据接入模块、计算与存储模块、移动网络接入模块构成，计算与存储模块包括了多维度联合监测模块；其中：现场物联网接口根据需接入的N类压力容器传感器通信模式提供相应接口，自动获取传感器采集的并行实时数据；传感数据接入模块，按照多维度联合监测模块要求，对所获取并行实时数据进行采样和数据规格化后统一编码；经过统一编码后形成连续的N维数据流；通过传感数据接入模块，将各种不同类型传感器数据，映射在一个统一的多维数据空间内，具备了对各种不同类型传感器数值进行关联判断的基础；计算与存储模块，对上述N维数据流进行实时存储，同时采用多维度联合监测模块对该N维数据流进行模型处理，形成监测状态信息数据流，对所得到的监测状态信息数据流实时存储、并发送至移动网络接入模块；移动网络接入模块按照不同类型广域网络接入要求建立网络数据传输通道，对计算与存储模块发来的监测状态信息数据流进行编码形成传输数据，并将传输数据通过建立的传输通道发往监测系统平台。2.根据权利要求1所述的基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统，其特征在于所述多维度联合监测模块，包括数据窗口控制模块、数据模型建立模块、特征模型训练模块、实时模型似然比计算模块、实时监测状态判决模块，其中：数据窗口控制模块，根据采样速率和算法窗口长度L，控制收到的N维数据流在算法窗口按设定步长滑动，并将每次滑动的窗口内N×L维数据矩阵，提交给所述多维度联合监测算法数据模型建立模块；数据模型建立模块，根据数据窗口控制模块提交的N×L维数据矩阵，通过计算数据空间特征矢量，形成实时窗口数据模型，并将该实时窗口数据模型提交至实时模型似然比计算模块；实时模型似然比计算模块，计算收到的实时窗口数据模型与特征模型的模型空间似然比，并同时将该似然比值提交至实时监测状态判决模块和特征模型训练模块；实时监测状态判决模块，使用所述多维度联合监测模块设定的判决准则对收到的当前窗口数据模型似然比进行决判，生成长度为N的当前监测状态数据序列，并将该监测状态数据序列发送给移动网络接入模块；特征模型训练模块，采用所述多维度联合监测模块初始化训练完成的特征模型作为起点特征模型，在收到每一个窗口数据模型似然比值时根据模型空间分布校正本地特征模型。3.根据权利要求1所述的基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统，其特征在于，所述数据规格化包括时间校正和采样率统一。4.根据权利要求2所述的基于人工智能现场计算的多维度压力容器健康监测系统，其特征在于，数据窗口控制模块的算法窗口L≥N，具体计算窗口长度的选择取决于系统对监测准确性和计算平台算力的平