本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、充放氣裝置是一種用于控制氣體充入和放出特定容器或系統(tǒng)的設(shè)備，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)容器內(nèi)氣壓的調(diào)節(jié)和控制，在工業(yè)、科研、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充氣過程中的氣壓數(shù)據(jù)，識(shí)別裝置出現(xiàn)的故障，及時(shí)處理這些問題可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率，減少能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。

2、對(duì)采集的充氣過程中的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)，無法直接根據(jù)采集的氣壓數(shù)據(jù)的值是否超出固定的范圍，來判斷氣壓數(shù)據(jù)的異常，會(huì)忽略氣壓上升過程中的速度異常，比如充氣管道輕微堵塞時(shí)，氣壓上升的速度慢。但是氣壓數(shù)據(jù)的值仍在閾值范圍內(nèi)，因此僅根據(jù)氣壓數(shù)據(jù)的值進(jìn)行異常判斷不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決充氣管道輕微堵塞時(shí)，氣壓上升的速度慢，但是氣壓數(shù)據(jù)的值仍在閾值范圍內(nèi)，因此僅根據(jù)氣壓數(shù)據(jù)的值進(jìn)行異常判斷不準(zhǔn)確的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，包括步驟：

4、采集氣壓數(shù)據(jù)序列以及標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線；對(duì)氣壓數(shù)據(jù)序列進(jìn)行劃分，得到若干個(gè)充氣氣壓曲線；獲取每個(gè)充氣氣壓曲線的異常情況；根據(jù)所述異常情況，獲取異常充氣氣壓曲線；獲取標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，并將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線分為各個(gè)段；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的各個(gè)段的擬合函數(shù)，獲取各異常充氣氣壓曲線的變化點(diǎn)；

5、將任意異常充氣氣壓曲線的任意變化點(diǎn)，記為當(dāng)前變化點(diǎn)，獲取當(dāng)前變化點(diǎn)為初始異常點(diǎn)的可能性；以及分別代表當(dāng)前變化點(diǎn)之后的變化點(diǎn)數(shù)量以及之前的變化點(diǎn)數(shù)量；以及分別代表當(dāng)前變化點(diǎn)之后的所有相鄰變化點(diǎn)的距離均值以及之前的所有相鄰變化點(diǎn)的距離均值；代表歸一化函數(shù)；獲取當(dāng)前變化點(diǎn)為截止異常點(diǎn)的可能性；根據(jù)所述初始異常點(diǎn)的可能性以及截止異常點(diǎn)的可能性，獲取各異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間；根據(jù)所述異常區(qū)間，判斷異常充氣氣壓曲線的故障類型。

6、本發(fā)明的創(chuàng)新性在于首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線與每個(gè)充氣氣壓曲線的充氣過程中氣壓上升的平均速率的差異以及曲線波動(dòng)的差異，獲取每個(gè)充氣氣壓曲線的異常情況，將沒有發(fā)生故障的充氣氣壓曲線排除，減少后續(xù)分析的計(jì)算量；接著根據(jù)充氣過程中氣壓曲線的規(guī)律，將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線分為三段后分別進(jìn)行曲線擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)段的擬合函數(shù)，用來獲取異常充氣氣壓曲線中的每個(gè)段中變化點(diǎn)，該步驟通過擬合函數(shù)可以描述標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線在不同階段的變化規(guī)律，為判斷異常充氣氣壓曲線是否符合正常模式提供參考依據(jù)；最后根據(jù)異常數(shù)據(jù)的連續(xù)性，對(duì)變化點(diǎn)為初始異常點(diǎn)或者截止異常點(diǎn)進(jìn)行分析，得到異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間，進(jìn)而進(jìn)行異常判斷，避免了僅根據(jù)氣壓數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行異常判斷時(shí)，忽略氣壓上升過程中的速度異常等情況。

7、優(yōu)選的，所述獲取每個(gè)充氣氣壓曲線的異常情況，包括：

8、；

9、式中，代表第i個(gè)充氣氣壓曲線的異常情況；代表第?i?條充氣氣壓曲線中末尾氣壓數(shù)據(jù)的數(shù)值；代表第i個(gè)充氣氣壓曲線中第一個(gè)氣壓數(shù)據(jù)的值；代表第i個(gè)充氣氣壓曲線所對(duì)應(yīng)的時(shí)間跨度；代表標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線中末尾氣壓數(shù)據(jù)的數(shù)值；代表標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線中第一個(gè)氣壓數(shù)據(jù)的值；代表標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線所對(duì)應(yīng)的時(shí)間跨度；||代表絕對(duì)值符號(hào)；norm()代表歸一化函數(shù)；代表標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的方差；代表第i個(gè)充氣氣壓曲線的方差。

10、后續(xù)將沒有發(fā)生故障的充氣氣壓曲線排除，減少后續(xù)分析的計(jì)算量。

11、優(yōu)選的，所述獲取異常充氣氣壓曲線，包括：

12、預(yù)設(shè)異常情況閾值a，若任意充氣氣壓曲線的異常情況大于或等于異常情況閾值a，將該充氣氣壓曲線記為異常充氣氣壓曲線；得到若干個(gè)異常充氣氣壓曲線。

13、優(yōu)選的，所述獲取標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的關(guān)鍵點(diǎn)，包括：

14、預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)n；獲取標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線中每個(gè)數(shù)據(jù)的上升程度；將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線中上升程度最大的n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，記為上升點(diǎn)；將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線中上升程度最小的n的點(diǎn)，記為穩(wěn)定點(diǎn)；將任意一個(gè)上升點(diǎn)與任意一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)，記為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)組合，得到若干個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)組合；

15、將每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)組合之間的所有數(shù)據(jù)的斜率的標(biāo)準(zhǔn)差的倒數(shù)，作為每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)組合的優(yōu)選程度，將優(yōu)選程度最大值對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)組合，作為標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

16、根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線分段后擬合，能更加準(zhǔn)確的反應(yīng)出充氣過程中每個(gè)階段的氣壓情況，進(jìn)而使得后續(xù)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)段的擬合函數(shù)對(duì)異常充氣氣壓曲線中的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行異常判斷時(shí)更加準(zhǔn)確。

17、優(yōu)選的，所述獲取各異常充氣氣壓曲線的變化點(diǎn)，包括：

18、獲取標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的序數(shù)，記為目標(biāo)序數(shù)，將第?j?個(gè)異常充氣氣壓曲線中每個(gè)目標(biāo)序數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，記為第?j?個(gè)異常充氣氣壓曲線的分段點(diǎn)，根據(jù)第?j個(gè)異常充氣氣壓曲線的分段點(diǎn)，將第?j?個(gè)異常充氣氣壓曲線分為各個(gè)段；使用最小二乘法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)段進(jìn)行曲線擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)段的擬合函數(shù)以及擬合誤差均值；將第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的第一段中每個(gè)數(shù)據(jù)代入標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的第一段的擬合函數(shù)中，得到第一段中每個(gè)數(shù)據(jù)的擬合誤差；將第一段中擬合誤差大于標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的第一段的擬合誤差均值的數(shù)據(jù)，記為第j個(gè)異常充氣氣壓曲線中第一段的目標(biāo)點(diǎn)；將第j個(gè)異常充氣氣壓曲線中每個(gè)段的目標(biāo)點(diǎn)，記為第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的變化點(diǎn)。

19、優(yōu)選的，所述獲取當(dāng)前變化點(diǎn)為截止異常點(diǎn)的可能性，包括：

20、；

21、式中，代表當(dāng)前變化點(diǎn)為截止異常點(diǎn)的可能性；代表當(dāng)前變化點(diǎn)之后的變化點(diǎn)數(shù)量；代表當(dāng)前變化點(diǎn)之前的變化點(diǎn)數(shù)量；代表當(dāng)前變化點(diǎn)之后的所有相鄰變化點(diǎn)的距離均值；代表當(dāng)前變化點(diǎn)之前的所有相鄰變化點(diǎn)的距離均值；代表歸一化函數(shù)。

22、便于準(zhǔn)確的定位異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間。

23、優(yōu)選的，所述獲取各異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間，包括：

24、將第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的所有變化點(diǎn)為初始異常點(diǎn)的可能性中的最大值所對(duì)應(yīng)的變化點(diǎn)記為初始異常點(diǎn)，將第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的初始異常點(diǎn)之后的所有變化點(diǎn)為截止異常點(diǎn)的可能性中的最大值對(duì)應(yīng)的變化點(diǎn)，作為截止異常點(diǎn)，將所述初始異常點(diǎn)與截止異常點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)，作為第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間。

25、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述異常區(qū)間，判斷異常充氣氣壓曲線的故障類型，包括：

26、使用最小二乘法對(duì)第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間中所有數(shù)據(jù)的擬合誤差進(jìn)行直線擬合，得到擬合直線的斜率，將擬合直線的斜率進(jìn)行歸一化處理后，記為第j個(gè)異常充氣氣壓曲線的異常值；

27、若所述異常值大于0.3，裝置的氣源壓力過高或者充氣閥門的開度異常增大；若所述異常值小于-0.3，裝置的充氣源壓力不足、充氣管道堵塞或閥門開度不夠；若所述異常值在[0.3-0.3]之間，裝置的氣源本身氣壓存在波動(dòng)、閥門的開關(guān)控制不穩(wěn)定。

28、故障類型的判斷更加準(zhǔn)確。

29、優(yōu)選的，所述對(duì)氣壓數(shù)據(jù)序列進(jìn)行劃分，得到若干個(gè)充氣氣壓曲線，包括：

30、采集每個(gè)采樣時(shí)刻下氣體充放裝置的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，氣體充放裝置為充氣狀態(tài)時(shí)，氣體充放裝置的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)為1，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)序列將氣壓數(shù)據(jù)序列，劃分為若干個(gè)充氣氣壓曲線，所述每個(gè)充氣氣壓曲線中每個(gè)氣壓數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻下氣體充放裝置的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)均相同。

31、第二方面，本發(fā)明提供一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

32、一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法。

33、通過采用上述技術(shù)方案，將上述的一種用于氣體充放裝置的氣壓數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法生成計(jì)算機(jī)程序，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，以被處理器加載并執(zhí)行，從而根據(jù)存儲(chǔ)器及處理器制作終端設(shè)備，方便使用。

34、本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明的目的在于獲取每個(gè)充氣氣壓曲線的異常情況，進(jìn)而將沒有發(fā)生故障的充氣氣壓曲線排除，減少后續(xù)分析的計(jì)算量；接著根據(jù)充氣過程中氣壓曲線的規(guī)律，將標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線分為三段后分別進(jìn)行曲線擬合，能準(zhǔn)確的反應(yīng)氣壓充氣過程中每個(gè)階段的氣壓情況，進(jìn)而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線的每個(gè)段的擬合函數(shù)，用來獲取異常充氣氣壓曲線中的每個(gè)段中變化點(diǎn)，該步驟通過擬合函數(shù)可以描述標(biāo)準(zhǔn)充氣氣壓曲線在不同階段的變化規(guī)律，為判斷異常充氣氣壓曲線是否符合正常模式提供參考依據(jù)；最后根據(jù)異常數(shù)據(jù)的連續(xù)性，對(duì)變化點(diǎn)為初始異常點(diǎn)或者截止異常點(diǎn)進(jìn)行分析，得到異常充氣氣壓曲線的異常區(qū)間，進(jìn)而進(jìn)行異常判斷，避免了僅根據(jù)氣壓數(shù)據(jù)的數(shù)值進(jìn)行異常判斷時(shí)，忽略氣壓上升過程中的速度異常等情況。