一种工业报警分析方法及系统与流程

本发明涉及一种报警方法及系统，尤其涉及一种工业报警分析方法及系统。

背景技术：

1、在工业生产中，由于设备运行状态异常、生产过程出现问题或者其他不正常情况，导致系统自动产生报警信号，以提示工作人员及时采取应对措施避免事故的发生或者减少事故损失。工业报警通常是由各种传感器和监测装置通过数字化技术实现的，这些传感器和监测装置可以监测温度、压力、液位、流量等参数，并将其转换为电信号发送至控制系统，当监测到异常情况时就会触发报警信号。工业报警是工业生产安全保障体系的重要组成部分，它能够提高生产过程的安全性和可靠性，避免和减少事故的发生，保护人员和设备的安全。理想情况下，工业报警数据量小，然而在实际环境中，可能会出现报警信号频繁触发的情况，系统产生过多的工业报警，使操作员难以决策，甚至会对生产安全造成威胁。现有技术难以保证报警发生的真实时序，同时难以合理产生用于分析的报警序列、难以应对大量报警数据，在进行序列分析时容易受到报警顺序的影响。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的是提供一种工业报警分析方法及系统，在保障报警真实时序的基础上，通过可变方式产生报警序列，进而对工业报警展开分析，给出分析结果，辅助操作员决策。

2、技术方案：本发明包括：部署主节点和采集节点；产生报警数据；主节点和采集节点对报警数据进行操作；生成报警序列：将ra1内每条报警的报警变量和报警类型拼接起来，按原顺序形成新的序列放入res1；将rb1内每条报警的报警类型按原顺序形成新的序列放入res2，同时记录新序列首尾所对应的是第几条报警，更新start1的值为start1+l1，更新start2的值为start2+l2；计算报警序列支持度；计算报警序列相似度。

3、所述报警序列按如下方式生成：

4、初始化两个窗口w1和w2，窗口宽度分别为s1和s2，窗口最大宽度分别为ms1和ms2，窗口每次移动距离为l1和l2(l1≤ms1，l2≤ms2),两个窗口的起始位置start1＝start2＝a1；

5、分别记录下窗口w1和w2内的报警，结果为ra1和rb1；设ra1大小为t1、rb1大小为t2，报警窗口度量值的计算方式如下：

6、

7、

8、式(1)和式(2)中totali表示窗口内报警类型type为i的报警数目，t1、t2分别表示窗口w1和w2内的报警类型总数；更新start1的值为start1+l1，更新start2的值为start2+l2；

9、将窗口w1和w2分别移动到start1和start2的位置，分别记录下位于两个窗口内的报警，同时按照式(1)和式(2)计算新的值ny1和ny2，并更新窗口w1和w2的设置。

10、所述窗口w1和w2的设置按如下方式更新：

11、若ny1>y1,则将窗口w1的每次移动距离更新为l1＝l1-1,l1的最小值为1，将窗口w1的宽度更新为s1＝s1+2，若ny2>y2,则将窗口w2的每次移动距离更新为l2＝l2-1,l2的最小值为1；

12、若ny1＝y1，则保持窗口w1的设置不变；若ny2＝y2，则也保持窗口w2的设置不变；

13、若ny1<y1,则将窗口w1的每次移动距离更新为l1＝min(l1+2,ms1),将窗口w1的宽度更新为s1＝s1-2，若ny2<y2,则将窗口w2的每次移动距离更新为l2＝min(l2+2,ms2)；

14、重复上述步骤，直到窗口w1和w2分别包含a中最后一条报警，得到最终的报警序列集res1和res2。

15、所述计算报警序列支持度，具体为：对于res1中的报警序列b和c，若b中出现的所有元素也在c中出现，且出现的先后顺序一致，则序列c支持序列b，设num1是序列集res1中支持b的序列数，num2是序列集中的报警总数，则序列b的支持度为

16、

17、所述计算报警序列支持度中，设定阈值min_sup，通过以下方式生成报警模式：

18、1)计算res1中每个报警的支持度，去除支持度小于min_sup的报警，得到长度为1的模式集；

19、2)将上一步中得到的长度为1的报警模式进行拼接，得到长度为2的报警模式集，计算每个报警模式的支持度，去除支持度小于min_sup的报警模式；

20、3)对于长度大于等于2的报警模式，通过组合具有公共前缀的模式生成长度更长的报警模式，并计算其支持度，去除支持度小于min_sup的报警模式；

21、4)重复步骤3)，直到无法产生新的报警模式序列。

22、所述计算报警序列相似度，具体为：报警序列集res2＝{r1，r2，r3，…，rm}满足ri＝{ri1，ri2，…，rin}(i∈m)，为每个rin设定等级，并计算res2中报警序列之间的相似度sim；具体计算方法为：sim初始值为0，遍历两个报警序列，若两个报警序列对应位置的报警相同，则将sim加1，否则sim保持不变。

23、所述部署主节点和采集节点，具体为：主节点定期探测采集节点在线情况，同时保持采集节点和主节点的时间同步。

24、所述产生报警数据，具体为：主节点根据采集节点所处的区域制定报警规则，针对不同的采集节点下发不同的报警规则，采集节点按照报警规则产生报警。

25、所述主节点和采集节点对报警数据进行操作，具体为：采集节点按照报警规则将报警数据压缩去重后定时上传给主节点，主节点按照每条报警产生的时间先后顺序排列各采集节点的报警数据。

26、一种工业报警分析系统，包括：

27、主节点和采集节点部署模块：主节点定期探测采集节点在线情况，同时保持采集节点和主节点的时间同步；

28、报警数据产生模块：主节点根据采集节点所处的区域制定报警规则，针对不同的采集节点下发不同的报警规则，采集节点按照报警规则产生报警；

29、主节点和采集节点对报警数据的操作模块：采集节点按照报警规则将报警数据压缩去重后定时上传给主节点，主节点按照每条报警产生的时间先后顺序排列各采集节点的报警数据；

30、报警序列生成模块：将ra1内每条报警的报警变量和报警类型拼接起来，按原顺序形成新的序列放入res1；将rb1内每条报警的报警类型按原顺序形成新的序列放入res2，同时记录新序列首尾所对应的是第几条报警；更新start1的值为start1+l1，更新start2的值为start2+l2；

31、报警序列支持度计算模块：对于res1中的报警序列b和c，若b中出现的所有元素也在c中出现，且出现的先后顺序一致，则序列c支持序列b，设num1是序列集res1中支持b的序列数，num2是序列集中的报警总数，则序列b的支持度为

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33、报警序列相似度计算模块：报警序列集res2＝{r1，r2，r3，…，rm}满足ri＝{ri1，ri2，…，rin}(i∈m)，为每个rin设定等级，并计算res2中报警序列之间的相似度sim

34、有益效果：本发明能够在保障报警真实时序的基础上，通过可变方式产生报警序列，进而对工业报警展开分析，给出分析结果，辅助操作员决策；通过设置主节点和采集节点并同步其时间，解决产生报警的真实时序难以记录的问题；通过主节点下发规则给采集节点，降低了报警数据量；针对工控报警特性，定义了报警序列产生方法，可以有效处理报警的动态变化问题。