一种基于物联网传感数据的噪点过滤系统及智能预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气物联网、统计学、油田工业技术领域，具体涉及一种基于物联网传 感数据的噪点过滤系统及智能预警系统。
【背景技术】
[0002] 目前，在油气处理工艺流程中，油气处理站采用DCS(Distributed Control System，分布式控制系统）实时监控油气处理过程，通过对监控到的数据进行分析，从而判 断油气处理过程的运行健康状况。然而，在采集实时监测数据，即传感数据时，例如，液位、 温度等参数数据，由于扰动的存在，如，信号不稳定或其他干扰因素，容易导致采集到异常 监测数据，从而降低了对油气处理过程的运行健康状况的分析结果的准确性。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于物联网传感数据的噪点过滤系统 及智能预警系统，可有效解决上述问题。
[0004] 本发明采用的技术方案如下：
[0005] 本发明提供一种基于物联网传感数据的噪点过滤系统，包括：
[0006] 第一获取模块，对于某一监测点的某一监测参数，获得该监测参数在最近历史时 间内的k个监测历史数据；
[0007] 稳态计算模块，采用统计学方法，计算k个监测历史数据的稳态指标e，具体为：
[0008] (1)对于k个监测历史数据，首先计算方差S2的值、均方相继差S 2的值、均方容 差的值，计算公式分别为：
[0012] (2)计算稳态指标e的值，计算方法为：
[0013] 若
[0014] 其中，各参数含义为：
[0015] k:监测点历史值的数量
[0016] X1:历史值
[0017] I:监测点所有历史数据的平均值
[0018] T :观测点的容差，0彡T彡1 ;
[0019] (3)稳态指标e的计算值反应监测参数在该监测点的稳态变化情况，如果稳态指 标e达到设定阈值，则得出该监测参数在该监测点为稳定状态数据；
[0020] 第二获取模块，当通过所述稳态计算模块，得到该监测参数在该监测点为稳定状 态数据之后，获取最新的该监测参数的q个监测数据；以q个监测数据为计算对象，用于判 断q个监测数据是否存在噪点数据；
[0021] 容忍度设定模块，用于根据现场工艺，人工设定容忍度范围；
[0022] 振幅计算模块，用于计算最新监测数据的振幅A ;其中，对于q个监测数据，将各监 测数据按监测时间从近到远排列，分别记为：W1、W2…Wq ;其中，W1为最新监测数据；
[0023] 贝lj :A = WlAWl-(W2+W3...+WqV(q_l))*100% ;
[0024] 扰动判断模块，用于判断监测数据W1是否为噪点，具体判断步骤为：
[0025] S1，判断A是否大于容忍度设定模块所设定的容忍度范围，如果大于，则得出监测 数据W1为噪点的结论；如果不大于，则执行S2 ;
[0026] S2,判断当前是否发生数据不变情况，如果发生，则推断出当前发生传输故障或传 感器故障，进行故障报警；如果未发生，则得出该监测点当前输出的监测参数为正常有效的 监测参数。
[0027] 优选的，所述扰动判断模块通过以下方法判断是否发生数据不变情况：
[0028] 计算q个监测数据的稳态指标e，判断稳态指标e是否大于设定值，如果大于，则 表明监测数据过于稳定，发生数据不变情况。
[0029] 本发明还提供一种智能预警系统，包括：
[0030] 采集工具，用于采集油气处理站各处理工艺中的实时监测数据；
[0031] 噪点过滤系统，用于判断所述采集工具采集到的所述实时监测数据是否为噪点数 据，如果是，则过滤，如果不是，则启动执行后续模块；
[0032] 实时数据库，用于接收并实时存储所述噪点过滤系统过滤后的正常的所述实时监 测数据；
[0033] 数据存储模块，用于存储所述实时数据库接收到的与所述预警对象相关的实时监 测数据；
[0034] 预警规则设定模块，用于设定预警规则，其中，所述预警规则包括关键参数预警规 贝1J、设备预警规则和流程预警规则；
[0035] 状态识别模块，用于将所述数据存储模块存储的所述实时监测数据与所述预警规 则设定模块所设定的预警规则进行对比分析，判断所述实时监测数据是否出现异常，如果 出现异常，则得出异常的所述实时监测数据所反应的故障；
[0036] 预警模式选择模块，用于当所述状态识别模块识别出所述故障时，选择本次需要 预警的预警模式；其中，所述预警模式包括关键参数预警模式、设备预警模式和流程预警模 式；
[0037] 预警专家知识库，用于以知识的形式存储流程、设备、关键参数、故障、故障原因和 故障处理措施的对应关系；
[0038] 正向推理机，用于接收所述预警模式选择模块所选择的预警模式，基于所述预警 模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，得到与所 述故障对应的故障原因和故障处理措施；
[0039] 预警模块，用于将所述故障、所述故障原因和所述故障处理措施整合为预警信息， 并进行预警；
[0040] 修正模块，用于对所述预警模块的预警进行修正；
[0041] 预警记录模块，用于记录经修正的预警信息，所述预警信息包括故障、故障原因和 故障处理措施之间的对应关系；
[0042] 更新模块，用于将所述预警记录模块所记录的预警信息添加到所述预警专家知识 库。
[0043] 优选的，所述流程预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程的流程 运行状态进行预警；
[0044] 所述设备预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中所包含的关键 设备的运行状态进行预警；
[0045] 所述关键参数预警模式是指：对油气处理站包含的每个生产系统流程中的关键设 备的各个关键检测参数的状态进行预警。
[0046] 优选的，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识。
[0047] 优选的，所述预警专家知识库采用多叉树的表达形式，存储所述知识，具体为：
[0048] 以油田作业区名称作为根节点；
[0049] 以所述油田作业区名称所包含的流程名称作为第1层节点；
[0050] 以所述流程名称包含的设备名称作为第2层节点；
[0051] 以所述设备名称包含的关键参数名称作为第3层节点；
[0052] 以所述关键参数名称涉及到的故障名称作为第4层节点；
[0053] 以所述故障名称涉及到的故障原因信息作为第5层节点；
[0054] 以所述故障原因信息涉及到的故障处理措施作为第6层节点。
[0055] 优选的，所述正向推理机具体包括：
[0056] 第一遍历模块，用于基于所述预警模式，以所述状态识别模块识别出的故障为遍 历条件，遍历所述预警专家知识库，得到与所述故障对应的所有可能的故障原因；
[0057] 其中，如果为流程预警模式，则对油气处理站包含的各生产系统流程进行运行状 态跟踪，对于每个所述生产系统流程，将任意一个生产系统流程记为生产系统流程B，获得 生产系统流程B中每个设备的发生故障的关键参数值，并获得该关键参数值在故障时的多 条故障原因
[0058] 如果为关键参数预警模式，通过查找所述预警专家知识库，获得所述关键参数在 所述故障下的所有可能故障原因；
[0059] 如果为设备预警模式，则获得需要预警的设备A的多项关键参数值，对每项所述 关键参数，均获得该关键参数在故障时的多条故障原因；
[0060] 如果为流程预警模式，则对油气处理站包含的各生产系统流程进行运行状态跟 踪，对于每个所述生产系统流程，将任意一个生产系统流程记为生产系统流程B，获得生产 系统流程B中每个设备的发生故障的关键参数值，并获得该关键参数值在故障时的多条故 障原因；
[0061] 逻辑判定条件存储模块，用于存储所述预警专家知识库中与每条故障原因对应的 逻辑判定条件；其中，所述逻辑判定条件为关联设备的关键参数出现特定故障，并且，关联 设备之间的故障存在特定逻辑关系，该特定逻辑关系与工艺流程中关联设备之间的工艺逻 辑关系相一致；
[0062] 第二遍历模块，用于对所述第一遍历模块获得的所有可能的故障原因，均执行以 下操作：
[0063] 将任意一个可能的故障原因记为故障原因 W，查找所述逻辑判定条件存储模块，获 得与所述故障原因 W对应的逻辑判定条件，进行获得关联设备的关键参数；然后，以所述关 联设备的关键参数为遍历条件，遍历所述预警专家知识库，判断所述关联设备的关键