本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、壓縮機作為許多工業(yè)過程中的關(guān)鍵設備，其正常運行對保障生產(chǎn)效率和安全至關(guān)重要，而壓縮機內(nèi)密封系統(tǒng)的完整性直接影響到壓縮機的運行狀態(tài)和安全性，一旦密封系統(tǒng)失效，可能導致氣體泄漏、效率下降，甚至引發(fā)安全事故。通過監(jiān)測密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)并解決密封系統(tǒng)存在的問題，如泄漏、堵塞等，從而提高壓縮機的運行效率。

2、徐克圣，大連交通大學學報，2007年12月第28卷第四期，在該學報中提出了一種自動獲得k值的聚類算法，該學報中diana算法是基于層次的聚類算法，采用一種自頂向下的策略，首先將所有對象置于一個類中，然后后逐漸細分為越來越小的類，直到每個對象自稱一類，達到終止條件后即可停止。

3、由于壓縮機的壓力數(shù)據(jù)常常受到環(huán)境變化、操作條件和負載變化等因素的影響，這意味著壓力值可能會隨時間發(fā)生顯著變化，導致壓力數(shù)據(jù)分布在不同時間段表現(xiàn)出不同的特征，而diana算法作為一種層次聚類算法，通過反復分裂簇來形成層次樹結(jié)構(gòu)，這種分裂方式使得算法能夠細致地分析壓力數(shù)據(jù)中的變化，無論是由于系統(tǒng)的正常隨機波動，還是由于外部擾動導致的異常波動。但是，diana算法每次僅選擇一個類簇進行分裂，因此單一分裂可能導致異常數(shù)據(jù)被淹沒，從而延誤系統(tǒng)故障的檢測和響應時間，增加設備損壞風險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決diana算法每次僅選擇一個類簇進行分裂，而單一分裂可能導致異常數(shù)據(jù)被淹沒，從而延誤系統(tǒng)故障的檢測和響應時間，增加設備損壞風險的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，包括步驟：

4、采集壓力數(shù)據(jù)；使用diana算法對壓力數(shù)據(jù)進行聚類，將任意輪聚類的任意一個類簇記為當前類簇；獲取當前類簇的異常程度，所述異常程度為當前類簇內(nèi)的整體距離與當前類簇內(nèi)的局部距離的比值；獲取當前類簇的波動幅度；

5、獲取當前類簇的分裂閾值，代表當前類簇的波動幅度；代表當前類簇的異常程度；代表第一超參數(shù)；代表第二超參數(shù)；exp()代表以自然常數(shù)為底數(shù)的指數(shù)函數(shù)；根據(jù)所述分裂閾值的獲取方法，對壓力數(shù)據(jù)進行聚類分裂，得到最終聚類結(jié)果；根據(jù)最終聚類結(jié)果對壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)進行異常監(jiān)測。

6、本發(fā)明的創(chuàng)新性在于對diana算法進行改進，在其每一輪的聚類過程中，根據(jù)類簇的分裂閾值對類簇是否進行分類進行判斷，通過對不同類簇設置不同的分裂閾值，可以根據(jù)每個類簇的特性靈活調(diào)整分裂策略，從而提升對異常情況的檢測能力。可以有效減少因過度或不足分裂導致的誤報和漏報，從而提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，使得操作人員能夠更準確地判斷系統(tǒng)的狀態(tài)。

7、優(yōu)選的，所述當前類簇內(nèi)的整體距離的獲取步驟為：

8、；

9、式中，q代表當前類簇內(nèi)的整體距離；代表當前類簇中的數(shù)據(jù)個數(shù)；代表當前類簇中數(shù)據(jù)的標準差；代表當前類簇中第i個數(shù)據(jù)與當前類簇中心數(shù)據(jù)之間的歐式距離；代表當前類簇中數(shù)據(jù)的四分位距；代表當前類簇中最大的數(shù)據(jù)值；代表當前類簇中最小的數(shù)據(jù)值。

10、類簇內(nèi)的整體距離越大，說明類簇中數(shù)據(jù)越分散，即類簇越異常，因此可以根據(jù)類簇內(nèi)的整體距離，獲取類簇的異常程度。

11、優(yōu)選的，所述當前類簇內(nèi)的局部距離的獲取步驟為：

12、；

13、式中，代表當前類簇內(nèi)的局部距離；代表當前類簇中的數(shù)據(jù)個數(shù)；代表當前類簇中第i個數(shù)據(jù)與其所有鄰近點之間的歐式距離的均值。

14、便于后續(xù)根據(jù)類簇內(nèi)的局部距離，獲取類簇的異常程度。

15、優(yōu)選的，所述獲取當前類簇的波動幅度，包括：

16、獲取當前類簇中每個數(shù)據(jù)的波動特征；

17、；

18、式中，代表當前類簇的波動幅度；代表當前類簇中的數(shù)據(jù)個數(shù)；代表當前類簇中第i個數(shù)據(jù)的波動特征；代表當前類簇所有數(shù)據(jù)的波動特征的最大值；代表當前類簇中所有數(shù)據(jù)的波動特征的最小值。

19、類簇的波動幅度越大，說明類簇需要被分裂，便于后續(xù)根據(jù)類簇的波動幅度，獲取類簇的分裂閾值。

20、優(yōu)選的，所述獲取當前類簇中每個數(shù)據(jù)的波動特征，包括：

21、獲取當前類簇的中心數(shù)據(jù)與其他每個類簇的中心數(shù)據(jù)的歐式距離，將歐式距離最小值對應的該類簇，記為當前類簇的最近鄰類簇；

22、將當前類簇中第i個數(shù)據(jù)到當前類簇中心數(shù)據(jù)的距離以及當前類簇中第i個數(shù)據(jù)到其最近鄰類簇的中心數(shù)據(jù)的距離，作為當前類簇中第i個數(shù)據(jù)的波動特征向量，將當前類簇中第i個數(shù)據(jù)的波動特征向量的模，作為當前類簇中第i個數(shù)據(jù)的波動特征。

23、便于根據(jù)類簇中每個數(shù)據(jù)的波動特征，獲取類簇的波動幅度。

24、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述分裂閾值的獲取方法，對壓力數(shù)據(jù)進行聚類分裂，得到最終聚類結(jié)果，包括：

25、預設聚類輪次t，根據(jù)聚類輪次，使用diana算法對壓力數(shù)據(jù)進行聚類，在任意輪聚類中，獲取每個類簇的方差以及每個類簇的分裂閾值，若該輪聚類的任意類簇的方差大于或等于該輪聚類的該類簇的分裂閾值時，選擇該輪聚類的該類簇中距離該類簇中心最遠的數(shù)據(jù)作為該輪聚類的該類簇的分裂點，將該輪聚類的該類簇分裂為兩個子類，得到該輪聚類的聚類結(jié)果，將最后一輪的聚類結(jié)果記為最終聚類結(jié)果。

26、優(yōu)選的，所述根據(jù)最終聚類結(jié)果對壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)進行異常監(jiān)測，包括：

27、預設數(shù)據(jù)個數(shù)，若最終聚類結(jié)果中任意類簇中的數(shù)據(jù)個數(shù)小于預設數(shù)據(jù)個數(shù)時，最終聚類結(jié)果中該類簇為異常類簇，此時觸發(fā)預警機制并提醒相關(guān)人員進行處理，實現(xiàn)壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測。

28、第二方面，本發(fā)明提供一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

29、一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法。

30、通過采用上述技術(shù)方案，將上述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法生成計算機程序，并存儲于存儲器中，以被處理器加載并執(zhí)行，從而根據(jù)存儲器及處理器制作終端設備，方便使用。

31、本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明的目的在于對diana算法進行改進，在其每一輪的聚類過程中，根據(jù)類簇的分裂閾值對類簇是否進行分類進行判斷，通過對不同類簇設置不同的分裂閾值，可以根據(jù)每個類簇的特性靈活調(diào)整分裂策略，從而提升對異常情況的檢測能力。可以有效減少因過度或不足分裂導致的誤報和漏報，從而提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，使得操作人員能夠更準確地判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，進一步地，類簇的分裂閾值的獲取考慮了類簇內(nèi)的整體距離與類簇內(nèi)的局部距離，使得到的類簇的分裂閾值更加準確。

技術(shù)特征：

1.一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述當前類簇內(nèi)的整體距離的獲取步驟為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述當前類簇內(nèi)的局部距離的獲取步驟為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述獲取當前類簇的波動幅度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述獲取當前類簇中每個數(shù)據(jù)的波動特征，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述分裂閾值的獲取方法，對壓力數(shù)據(jù)進行聚類分裂，得到最終聚類結(jié)果，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)最終聚類結(jié)果對壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)進行異常監(jiān)測，包括：

8.一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。方法包括步驟：采集壓力數(shù)據(jù)，使用DIANA算法對壓力數(shù)據(jù)進行聚類，將任意輪聚類的任意一個類簇記為當前類簇，獲取當前類簇內(nèi)的整體距離以及當前類簇內(nèi)的局部距離；基于所述整體距離以及局部距離，獲取當前類簇的異常程度；獲取當前類簇的波動幅度，根據(jù)類簇的波動幅度以及類簇的異常程度，獲取類簇的分裂閾值；根據(jù)類簇的分裂閾值的獲取方法，對壓力數(shù)據(jù)進行聚類，得到最終聚類結(jié)果，根據(jù)最終聚類結(jié)果對壓縮機密封系統(tǒng)的壓力數(shù)據(jù)進行異常監(jiān)測；本發(fā)明在聚類過程中實現(xiàn)多個類簇同時進行分裂，從而提升異常檢測的靈敏度和準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：曹火光,馮學仙,賴興雨,王祥
受保護的技術(shù)使用者：固耐重工（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9