实时监控报警方法、装置、电子设备和存储介质

    专利查询2026-02-05  1


    本公开涉及安全计算领域,尤其涉及一种实时监控报警方法、装置、电子设备和存储介质。


    背景技术:

    1、随着生产要求的提高和技术水平的进步,以钢铁、冶金、能源、化工为代表的流程工业逐渐向大规模化、高复杂性发展,保证复杂工业过程的稳定正常运行对于降低生产成本、提高生产效率与效益等具有重要意义。而通过各种传感手段获取反映生产状况的各项过程变量(指标)数据,并通过对这些数据的分析,判别生产状态是否正常,是工业过程稳定生产的重要保障。在实际生产中,传统的过程监控方法主要依赖人工对少数关键指标进行阈值判断,但是随着生产过程复杂程度的提高,监测指标维度也不断增加,单纯依靠人工已无法满足监控要求。目前产生了一些基于报警策略自动进行报警监控的方式,但其主要通过在线计算监控统计量的实时值与控制限进行比较,当超过控制限时即进行报警,容易出现误报以及漏报的情况。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本公开提出了一种实时监控报警方法、装置、电子设备和存储介质,旨在对生产过程的安全进行准确的监控。

    2、根据本公开的第一方面,提供了一种实时监控报警方法,所述方法包括:

    3、按照预设时间周期多次获取生产过程中监控到的监控特征值,并在每次获取所述监控特征值时确定当前获取的监控特征值为目标特征值;

    4、确定所述目标特征值初始的窗口长度,并将在所述目标特征值之前窗口长度内获取的监控特征值作为参考特征值;

    5、根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的参考动作,所述奖励值根据对应参考特征值的参考动作确定,所述参考动作包括报警动作和正常动作;

    6、根据所述目标特征值对应的参考动作调整所述窗口长度,并根据调整后的窗口长度更新对应的参考特征值;

    7、根据更新后所述参考特征值对应的奖励值确定累计报警奖励和累计正常奖励,并根据所述累计报警奖励和累计正常奖励确定所述目标特征值对应的报警状态,所述报警状态包括报警和正常。

    8、在一种可能的实现方式中,所述确定所述目标特征值初始的窗口长度,包括:

    9、确定基于前一个目标特征值对应的参考动作调整后的窗口长度为当前所述目标特征值初始的窗口长度。

    10、在一种可能的实现方式中,所述根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的参考动作,包括:

    11、根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值;

    12、响应于所述报警置信上界值大于所述正常置信上界值,确定所述目标特征值对应的参考动作为报警动作;

    13、响应于所述正常置信上界值大于所述报警置信上界值,确定所述目标特征值对应的参考动作为正常动作。

    14、在一种可能的实现方式中,所述根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值,包括:

    15、统计每个所述参考特征值对应的奖励值中包括的报警奖励值和正常奖励值;

    16、根据每个所述报警奖励值和每个所述正常奖励值分别确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值。

    17、在一种可能的实现方式中,所述根据每个所述报警奖励值和每个所述正常奖励值分别确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值,包括:

    18、根据每个所述报警奖励值和对应的参考特征值的位置、以及预设的遗忘因子确定报警估计值;

    19、根据每个所述正常奖励值和对应的参考特征值的位置、以及所述遗忘因子确定正常估计值;

    20、根据所述遗忘因子、动态概率与统计得到的所述报警奖励值数量确定报警度量值,所述动态概率根据所述目标特征值对应的窗口长度确定;

    21、根据所述遗忘因子、所述动态概率与统计得到的所述正常奖励值数量确定正常度量值;

    22、计算所述报警度量值与预设的控制系数的乘积,与所述报警估计值的和作为报警置信上界值;

    23、计算所述正常度量值与预设的控制系数的乘积,与所述正常估计值的和作为正常置信上界值。

    24、在一种可能的实现方式中,所述根据每个所述报警奖励值和对应的参考特征值的位置、以及预设的遗忘因子确定报警估计值,包括:

    25、通过公式计算所述报警估计值,其中λ为遗忘因子,nk(a1)为统计得到的所述报警奖励值数量,i为报警估计值对应的参考特征值的位置,ra1为参考特征值对应的报警奖励值。

    26、在一种可能的实现方式中,所述根据每个所述正常奖励值和对应的参考特征值位置、以及所述遗忘因子确定正常估计值,包括:

    27、通过公式计算所述报警估计值,其中λ为遗忘因子,nk(a2)为统计得到的所述正常奖励值数量,i为正常估计值对应的参考特征值的位置,ra2为参考特征值对应的正常奖励值。

    28、在一种可能的实现方式中,所述根据所述遗忘因子、动态概率与统计得到的所述报警奖励值数量确定报警度量值,包括:

    29、通过公式计算所述报警度量值,其中p为动态概率值。

    30、在一种可能的实现方式中,所述根据所述遗忘因子、所述动态概率与统计得到的所述正常奖励值数量确定正常度量值,包括:

    31、通过公式计算所述正常度量值,其中p为动态概率值。

    32、在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标特征值对应的参考动作调整所述窗口长度,包括:

    33、响应于所述目标特征值对应的参考动作和前一个目标特征值对应的参考动作相同,确定将所述窗口长度延长1;

    34、响应于所述目标特征值对应的参考动作和前一个目标特征值对应的参考动作不相同,根据预设的缩放参数对所述窗口长度进行缩放。

    35、在一种可能的实现方式中,所述根据预设的缩放参数对所述窗口长度进行缩放,包括:

    36、计算所述窗口长度与所述缩放参数的积,并取整得到候选长度;

    37、响应于所述候选长度大于预设的最短长度,确定所述候选长度为调整后的窗口长度;

    38、响应于所述候选长度小于所述最短长度,确定所述最短长度为调整后的窗口长度。

    39、在一种可能的实现方式中,所述方法还包括:

    40、根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值。

    41、在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值,包括:

    42、响应于所述参考动作为报警动作,通过公式1/(1+estat-stat_ucl)计算所述目标特征值对应的奖励值,其中stat为目标特征值,stat_ucl为预设的特征值阈值。

    43、在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值,还包括:

    44、响应于所述参考动作为正常动作,通过公式1-1/(1+estat-stat_ucl)计算所述目标特征值对应的奖励值。

    45、根据本公开的第二方面,提供了一种实时监控报警装置,所述装置包括:

    46、目标特征值确定模块,用于按照预设时间周期多次获取生产过程中监控到的监控特征值,并在每次获取所述监控特征值时确定当前获取的监控特征值为目标特征值;

    47、参考特征值确定模块,用于确定所述目标特征值初始的窗口长度,并将在所述目标特征值之前窗口长度内获取的监控特征值作为参考特征值;

    48、动作确定模块,用于根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的参考动作,所述奖励值根据对应参考特征值的参考动作确定,所述参考动作包括报警动作和正常动作;

    49、窗口调整模块,用于根据所述目标特征值对应的参考动作调整所述窗口长度,并根据调整后的窗口长度更新对应的参考特征值;

    50、监控报警模块,用于根据更新后所述参考特征值对应的奖励值确定累计报警奖励和累计正常奖励,并根据所述累计报警奖励和累计正常奖励确定所述目标特征值对应的报警状态,所述报警状态包括报警和正常。

    51、在一种可能的实现方式中,所述参考特征值确定模块,进一步用于:

    52、确定基于前一个目标特征值对应的参考动作调整后的窗口长度为当前所述目标特征值初始的窗口长度。

    53、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    54、根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值;

    55、响应于所述报警置信上界值大于所述正常置信上界值,确定所述目标特征值对应的参考动作为报警动作;

    56、响应于所述正常置信上界值大于所述报警置信上界值,确定所述目标特征值对应的参考动作为正常动作。

    57、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    58、统计每个所述参考特征值对应的奖励值中包括的报警奖励值和正常奖励值;

    59、根据每个所述报警奖励值和每个所述正常奖励值分别确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值。

    60、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    61、根据每个所述报警奖励值和对应的参考特征值的位置、以及预设的遗忘因子确定报警估计值;

    62、根据每个所述正常奖励值和对应的参考特征值的位置、以及所述遗忘因子确定正常估计值;

    63、根据所述遗忘因子、动态概率与统计得到的所述报警奖励值数量确定报警度量值,所述动态概率根据所述目标特征值对应的窗口长度确定;

    64、根据所述遗忘因子、所述动态概率与统计得到的所述正常奖励值数量确定正常度量值;

    65、计算所述报警度量值与预设的控制系数的乘积,与所述报警估计值的和作为报警置信上界值;

    66、计算所述正常度量值与预设的控制系数的乘积,与所述正常估计值的和作为正常置信上界值。

    67、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    68、通过公式计算所述报警估计值,其中λ为遗忘因子,nk(a1)为统计得到的所述报警奖励值数量,i为报警估计值对应的参考特征值的位置,ra1为参考特征值对应的报警奖励值。

    69、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    70、通过公式计算所述报警估计值,其中λ为遗忘因子,nk(a2)为统计得到的所述正常奖励值数量,i为正常估计值对应的参考特征值的位置,ra2为参考特征值对应的正常奖励值。

    71、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    72、通过公式计算所述报警度量值,其中p为动态概率值。

    73、在一种可能的实现方式中,所述动作确定模块,进一步用于:

    74、通过公式计算所述正常度量值,其中p为动态概率值。

    75、在一种可能的实现方式中,所述窗口调整模块,进一步用于:

    76、响应于所述目标特征值对应的参考动作和前一个目标特征值对应的参考动作相同,确定将所述窗口长度延长1;

    77、响应于所述目标特征值对应的参考动作和前一个目标特征值对应的参考动作不相同,根据预设的缩放参数对所述窗口长度进行缩放。

    78、在一种可能的实现方式中,所述窗口调整模块,进一步用于:

    79、计算所述窗口长度与所述缩放参数的积,并取整得到候选长度;

    80、响应于所述候选长度大于预设的最短长度,确定所述候选长度为调整后的窗口长度;

    81、响应于所述候选长度小于所述最短长度,确定所述最短长度为调整后的窗口长度。

    82、在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:

    83、奖励值计算模块,用于根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值。

    84、在一种可能的实现方式中,所述奖励值计算模块,进一步用于:

    85、响应于所述参考动作为报警动作,通过公式1/(1+estat-stat_ucl)计算所述目标特征值对应的奖励值,其中stat为目标特征值,stat_ucl为预设的特征值阈值。

    86、在一种可能的实现方式中,所述奖励值计算模块,进一步用于:

    87、响应于所述参考动作为正常动作,通过公式1-1/(1+estat-stat_ucl)计算所述目标特征值对应的奖励值。

    88、根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备,包括:处理器;用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时,实现上述方法。

    89、根据本公开的第四方面,提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其中,所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

    90、根据本公开的第五方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质,当所述计算机可读代码在电子设备的处理器中运行时,所述电子设备中的处理器执行上述方法。

    91、在本公开实施例中,按照预设时间周期多次获取生产过程中监控到的监控特征值作为目标特征值,确定目标特征值初始的窗口长度并确定目标特征值之前窗口长度内获取的监控特征值为参考特征值。根据每个参考特征值对应的奖励值确定目标特征值对应的参考动作。根据目标特征值对应的参考动作调整窗口长度以更新参考特征值。根据更新后参考特征值对应的奖励值确定累计报警奖励和累计正常奖励以确定目标特征值对应的报警状态。本公开通过设置奖励值的方式,根据已经确定过报警状态的特征值确定下一周期的报警状态。该方式在确定报警状态时考虑一个阶段的多个监控特征值,避免因瞬时特征值变化产生误报。

    92、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。


    技术特征:

    1.一种实时监控报警方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述目标特征值初始的窗口长度,包括:

    3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的参考动作,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述参考特征值对应的奖励值确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值,包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述报警奖励值和每个所述正常奖励值分别确定所述目标特征值对应的报警置信上界值和正常置信上界值,包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述报警奖励值和对应的参考特征值的位置、以及预设的遗忘因子确定报警估计值,包括:

    7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述根据每个所述正常奖励值和对应的参考特征值位置、以及所述遗忘因子确定正常估计值,包括:

    8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述根据所述遗忘因子、动态概率与统计得到的所述报警奖励值数量确定报警度量值,包括:

    9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述根据所述遗忘因子、所述动态概率与统计得到的所述正常奖励值数量确定正常度量值,包括:

    10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标特征值对应的参考动作调整所述窗口长度,包括:

    11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述根据预设的缩放参数对所述窗口长度进行缩放,包括:

    12.根据权利要求1-11中任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值,包括:

    14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标特征值和所述参考动作计算对应的奖励值,还包括:

    15.一种实时监控报警装置,其特征在于,所述装置包括:

    16.一种电子设备,其特征在于,包括:

    17.一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至14中任意一项所述的方法。


    技术总结
    本公开涉及一种实时监控报警方法、装置、电子设备和存储介质,按照预设时间周期多次获取生产过程中监控到的监控特征值作为目标特征值,确定目标特征值初始的窗口长度并确定目标特征值之前窗口长度内获取的监控特征值为参考特征值。根据每个参考特征值对应的奖励值确定目标特征值对应的参考动作。根据目标特征值对应的参考动作调整窗口长度以更新参考特征值。根据更新后参考特征值对应的奖励值确定累计报警奖励和累计正常奖励以确定目标特征值对应的报警状态。本公开通过设置奖励值的方式,根据已经确定过报警状态的特征值确定下一周期的报警状态。该方式在确定报警状态时考虑一个阶段的多个监控特征值,避免因瞬时特征值变化产生误报。

    技术研发人员:张统帅,叶昊
    受保护的技术使用者:清华大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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