本發(fā)明涉及油田設(shè)備管理領(lǐng)域，尤其涉及一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、通過傳感器對(duì)油田設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠在油田設(shè)備的狀態(tài)異常時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，從而可以有效地維護(hù)油田設(shè)備的安全運(yùn)行，保障石油的正常開采?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常會(huì)使用傳感器網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行油田設(shè)備的數(shù)據(jù)的采集，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相互之間的通信的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積的油田中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然而，這種監(jiān)測(cè)的方式依然存在一定的缺陷，這種方式一般都是直接將油田設(shè)備的分布范圍分為固定數(shù)量的多個(gè)局部范圍，然后分別在每個(gè)局部范圍中進(jìn)行分簇，這種分簇方式并沒有考慮到局部范圍的數(shù)量對(duì)傳輸效率的影響，容易導(dǎo)致局部范圍的數(shù)量過多，而局部范圍的數(shù)量越多，則油田設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)在傳輸至上位機(jī)的過程中，被轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)也越多，從而使得無法及時(shí)獲取油田設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于公開一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，解決背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，包括分簇控制模塊和多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；

4、分簇控制模塊用于根據(jù)分簇規(guī)則將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍分為多個(gè)局部范圍，以及用于分別獲取每個(gè)局部范圍中的成員節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)，生成分簇結(jié)果，將分簇結(jié)果發(fā)送至每個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；

5、無線傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)分簇結(jié)果獲取自身的角色類型以及自身所屬的簇；角色類型為非簇頭節(jié)點(diǎn)或簇頭節(jié)點(diǎn)；非簇頭節(jié)點(diǎn)用于獲取油田設(shè)備的監(jiān)測(cè)參數(shù)并傳輸至所在的簇的簇頭節(jié)點(diǎn)；

6、其中，根據(jù)分簇規(guī)則將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍分為多個(gè)局部范圍，包括：

7、建立控制函數(shù)：

8、

9、f(n)表示控制函數(shù)，n表示局部范圍的數(shù)量，areai表示第i個(gè)局部范圍的面積，aream表示所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍的面積，disti表示第i個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)與其它簇頭節(jié)點(diǎn)之間的平均距離；n的取值范圍為[1,n]，n表示無線傳感器節(jié)的總數(shù)；dma表示任意兩個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)之間的距離的最大值；α表示權(quán)重；

10、將使得控制函數(shù)取得最大值時(shí)n的值表示為m；

11、將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍分為m個(gè)局部范圍。

12、優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊；

13、簇頭節(jié)點(diǎn)用于獲取油田設(shè)備的監(jiān)測(cè)參數(shù)，以及用于將監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊。

14、優(yōu)選地，將監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊，包括：

15、簇頭節(jié)點(diǎn)將獲取的油田設(shè)備的監(jiān)測(cè)參數(shù)以及接收到的來自非簇頭節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊。

16、優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

17、數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊用于將接收到的監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

18、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

19、優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊；

20、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中新存入的監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行濾波處理，獲得濾波后的監(jiān)測(cè)參數(shù)。

21、優(yōu)選地，還包括故障診斷模塊；

22、故障診斷模塊用于對(duì)濾波后的監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行智能分析，獲取油田設(shè)備的診斷結(jié)果。

23、優(yōu)選地，還包括預(yù)警模塊；

24、預(yù)警模塊用于在診斷結(jié)果為存在異常時(shí)，向運(yùn)維人員發(fā)送告警信息。

25、優(yōu)選地，局部范圍的面積采用如下方式確定：

26、對(duì)所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍建立直角坐標(biāo)系；

27、獲取所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍在直角坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)的最大值x2、x軸坐標(biāo)的最小值x1、y軸坐標(biāo)的最大值y2和y軸坐標(biāo)的最小值y1；

28、用d表示待分割的區(qū)域；對(duì)于d中的任意一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y)，x的取值范圍為[x1,x2]且y的取值范圍為[y1,y2]；

29、則局部范圍的長(zhǎng)度為寬度為

30、優(yōu)選地，disti的獲取過程包括：

31、根據(jù)分簇規(guī)則，分別獲取每個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)；

32、第i個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)與其它簇頭節(jié)點(diǎn)之間的平均距離disti的計(jì)算公式為：

33、

34、dtoi,j表示第i個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)與集合dt中的第j個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)之間的距離，dt為除了第i個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)之外的所有簇頭節(jié)點(diǎn)的集合。

35、優(yōu)選地，根據(jù)分簇規(guī)則，分別獲取每個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)，包括：

36、分別計(jì)算每個(gè)局部范圍中的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的傳輸質(zhì)量值；

37、將傳輸質(zhì)量值最大的無線傳感器節(jié)點(diǎn)作為局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)，其余的無線傳感器節(jié)點(diǎn)作為局部范圍中的非簇頭節(jié)點(diǎn)。

38、有益效果：

39、本發(fā)明在利用傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)油田設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警的過程中，并不是采用固定數(shù)量的局部范圍，而是通過建立控制函數(shù)，將使得控制函數(shù)取得最大值的n的值作為最終確定的局部范圍的數(shù)量。這樣，便可以使得局部范圍的數(shù)量能夠隨著分簇規(guī)則以及無線傳感器節(jié)的狀態(tài)的變化而變化，可以更加有效地控制局部范圍的數(shù)量，避免局部范圍的數(shù)量過多，抑制監(jiān)測(cè)參數(shù)的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，更好地提高監(jiān)測(cè)參數(shù)的傳輸效率，有利于更加及時(shí)獲取到油田設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。

技術(shù)特征：

1.一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括分簇控制模塊和多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，將監(jiān)測(cè)參數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括故障診斷模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括預(yù)警模塊；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，局部范圍的面積采用如下方式確定：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，disti的獲取過程包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)分簇規(guī)則，分別獲取每個(gè)局部范圍中的簇頭節(jié)點(diǎn)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于油田設(shè)備管理領(lǐng)域，公開了一種油田設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能分析與故障預(yù)警系統(tǒng)，包括分簇控制模塊和多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；分簇控制模塊用于根據(jù)分簇規(guī)則將所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)的分布范圍分為多個(gè)局部范圍，以及用于分別獲取每個(gè)局部范圍中的成員節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)，生成分簇結(jié)果，將分簇結(jié)果發(fā)送至每個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)分簇結(jié)果獲取自身的角色類型以及自身所屬的簇；角色類型為非簇頭節(jié)點(diǎn)或簇頭節(jié)點(diǎn)；非簇頭節(jié)點(diǎn)用于獲取油田設(shè)備的監(jiān)測(cè)參數(shù)并傳輸至所在的簇的簇頭節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明可以更加有效地控制局部范圍的數(shù)量，避免局部范圍的數(shù)量過多，抑制監(jiān)測(cè)參數(shù)的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)，更好地提高監(jiān)測(cè)參數(shù)的傳輸效率。

技術(shù)研發(fā)人員：安豐永
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京智匯大成科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15