水车室异常检测方法及装置与流程

本发明涉及异常检测，尤其涉及一种水车室异常检测方法及装置。

背景技术：

1、水电站的水车室由一组转动轴带动发电机，使势能转化为机械能。其主要包含水轮机轴、活动导叶、接力器、控制环、顶盖、水导轴承、工作密封、检修密封等机电设备。

2、水车室在工作的过程中可能出现异常。现有技术依靠人工对水车室进行异常检测，耗时耗力，容易出错。而且人工方式不能实时对水车室进行异常检测，在水车室发生异常时不能及时检测出来。

技术实现思路

1、本发明提供一种水车室异常检测方法及装置，用以解决现有技术中人工方式对水车室进行异常检测，耗时耗力，容易出错，且检测不及时的缺陷，实现对水车室自动进行异常检测。

2、本发明提供一种水车室异常检测方法，包括：

3、对待检测水车室的声音信号进行切片，得到所述声音信号的多个信号片段，根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图；

4、将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图，所述变分自编码器以水车室样本在正常状态时的声音信号的第三时频图为样本进行训练得到；

5、确定所述第一时频图和所述第二时频图之间的差异，根据所述差异确定所述待检测水车室为正常状态或异常状态。

6、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，所述根据所述差异确定所述待检测水车室为正常状态或异常状态，包括：

7、在所述差异大于预设阈值的情况下，确定所述待检测水车室为异常状态；

8、在所述差异小于等于所述预设阈值的情况下，确定所述待检测水车室为正常状态。

9、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，在所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图之前，还包括：

10、使用所述水车室样本的每个声音信号的第三时频图对所述变分自编码器进行训练；

11、将所述水车室样本的各声音信号的第三时频图输入训练后的变分自编码器中，得到所述各声音信号的第四时频图；

12、确定所述第三时频图和所述第四时频图之间的差异；

13、根据所述第三时频图和所述第四时频图之间的差异，确定所述预设阈值。

14、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，所述根据所述第三时频图和所述第四时频图之间的差异，确定所述预设阈值，包括：

15、基于拉依达准则对所述第三时频图和所述第四时频图之间的差异中的离群值进行删除；

16、将删除所述离群值后的差异中的最大值作为所述预设阈值。

17、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，所述根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图，包括：

18、基于stft变换根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图。

19、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，在所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图之前，还包括：

20、基于可训练参数的正态分布将所述水车室样本的各声音信号的第三时频图进行变换，得到隐藏变量；

21、根据所述隐藏变量对所述第三时频图进行重建，得到所述各声音信号的第五时频图；

22、确定所述第三时频图和所述第五时频图之间的差异；

23、根据所述第三时频图和第五时频图之间的差异，对所述正态分布的参数进行调整，使得所述第三时频图和所述第五时频图之间的差异最小。

24、根据本发明提供的一种水车室异常检测方法，所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图，包括：

25、使用所述水车室样本在不同转速和不同负载压力的组合下产生声音信号的第三时频图对所述变分自编码器进行训练，得到每种组合对应的训练后的所述变分自编码器；

26、根据所述待检测水车室的转速和负载压力，以及每种组合中的转速和负载压力，选择训练后的所述变分自编码器对所述第一时频图进行重建，得到所述第二时频图。

27、本发明还提供一种水车室异常检测装置，包括：

28、生成模块，用于对待检测水车室的声音信号进行切片，得到所述声音信号的多个信号片段，根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图；

29、重建模块，用于将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图，所述变分自编码器以水车室样本在正常状态时的声音信号的第三时频图为样本进行训练得到；

30、检测模块，用于确定所述第一时频图和所述第二时频图之间的差异，根据所述差异确定所述待检测水车室为正常状态或异常状态。

31、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述水车室异常检测方法。

32、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述水车室异常检测方法。

33、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述水车室异常检测方法。

34、本发明提供的水车室异常检测方法及装置，通过根据待检测水车室的声音信号的多个信号片段生成声音信号的时频图，使用变分自编码器对时频图进行重建，根据重建前后时频图之间的差异对待检测水车室自动进行异常检测，提高异常检测的效率、实时性和准确性。

技术特征：

1.一种水车室异常检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水车室异常检测方法，其特征在于，所述根据所述差异确定所述待检测水车室为正常状态或异常状态，包括：

3.根据权利要求2所述的水车室异常检测方法，其特征在于，在所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图之前，还包括：

4.根据权利要求3所述的水车室异常检测方法，其特征在于，所述根据所述第三时频图和所述第四时频图之间的差异，确定所述预设阈值，包括：

5.根据权利要求1-4任一所述的水车室异常检测方法，其特征在于，所述根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图，包括：

6.根据权利要求1-4任一所述的水车室异常检测方法，其特征在于，在所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图之前，还包括：

7.根据权利要求1-4任一所述的水车室异常检测方法，其特征在于，所述将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图，包括：

8.一种水车室异常检测装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述水车室异常检测方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述水车室异常检测方法。

技术总结
本发明提供一种水车室异常检测方法及装置，涉及异常检测技术领域，该方法包括：对待检测水车室的声音信号进行切片，得到所述声音信号的多个信号片段，根据所述多个信号片段生成所述声音信号的第一时频图；将所述第一时频图输入变分自编码器中进行重建，得到所述变分自编码器输出的所述声音信号的第二时频图，所述变分自编码器以水车室样本在正常状态时的声音信号的第三时频图为样本进行训练得到；确定所述第一时频图和所述第二时频图之间的差异，根据所述差异确定所述待检测水车室为正常状态或异常状态。本发明实现对待检测水车室自动进行异常检测，提高异常检测的效率和实时性，准确性较高。

技术研发人员：魏学锋,姬升阳,刘志辉,朱斌,王宏程,孙长江,卢回忆,刘豪睿,刘加,曹宏,刘德广
受保护的技术使用者：三峡金沙江川云水电开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27