多状态设备的运行阈值设置方法及监控方法、监控系统与流程

本发明涉及设备监控，具体为多状态设备的运行阈值设置方法及监控方法、监控系统。

背景技术：

1、目前研判排污单位产线是否处于生产状态的阈值主要依靠排污单位根据设备生产时的功率提供，现场监控功率一旦大于等于设定阈值，便研判为开启，反之研判为关闭。事实上，排污单位一般情况下常基于电器铭牌提供阈值，但实际使用过程中往往存在差距，导致对监管结果造成一定的影响。

2、其次，现场工况复杂，排污单位设备可能存在多工况状态，对于一些待机、保温状态的设备，开启设备并非生产状态，难以研判排污单位是否真正在产污。此外，随着使用时间的增加，排污单位设备在长时间工作之后会出现一定程度的老化，能耗、功率等都会上升，阈值的持续可用性存在难以保证。

3、目前对排污单位提供阈值是否符合现场实际情况主要在项目运行过程中靠技术人工核验发现，这对技术人员的专业水平、数据敏感性及业务有较高的要求，但在排污单位数量多、设备多的情况下，人工核验疏忽难以避免。

4、目前面对生产状态研判阈值主要遇到的难点有：

5、(1)阈值的收集对排污单位的配合积极性存在一定的要求，一旦排污单位有规避监控的想法，存在谎报功率阈值的情况，导致排污单位处于排污生产但在线监控与现场不符的情况等等，便会对环保部门对排污单位的把控造成影响。

6、(2)现场生产工况复杂，生产设备开启并非就是产污状态，前期收集的阈值更多是设备开启状态的阈值，需要找到一个科学评判的生产设备产污状态的阈值。

7、(3)对阈值复核的技术人员的专业水平有一定的要求，需要具备专业的知识，数据敏感性高，且对业务较为熟悉，故前期需要投入大量精力物力进行专业及业务培训。

8、(4)在样本小的情况下，人工复核阈值在短时间内可能卓有成效，但随着在线监控的全覆盖，排污单位数量增多的情况下，需要投入大量人力及时间成本进行二次核验，但人工核验并非万无一失，一旦出现遗漏疏忽，会影响到监管部门对排污单位状态的判断。

9、(5)随着时间的增长，生产设备老化，能耗、功率上升，阈值的持续可用性难以保证，若得出的历史经验值与目前实际情况存在偏差，这也会对后期的监管造成影响，人力成本也会随之增加。

技术实现思路

1、针对目前排污设备全过程监控的现状，需要提供有一套完备的设备运行阈值的设置方法，找出设备的生产状态运行数据及非生产状态运行数据的分界线，进而明确其科学合理的运行阈值，并使之得到准确校验，令设备的运行阈值设置具有准确性。

2、为此，本发明的目的在于提供一种设备的运行阈值设置方法，同时提供一种监控方法和监控系统，以满足了监控系统对于工作设备，尤其是排污设备的状态监管应用需求。

3、多状态设备的运行阈值设置方法，其包括以下步骤：s1、获取设备的运行数据；s2、通过分类算法对运行数据进行聚类；s3、通过循环二分法找出目标阈值；根据所得目标阈值，然后执行步骤s4或s5；其中：s4、执行以所得目标阈值进行设备原设阈值的可靠性校验的第一校验流程；若校验通过，使设备按原设阈值作为运行阈值设置；s5、以所得目标阈值作为设备的运行阈值设置

4、当获取所得目标阈值的数量为不少于两个时：

5、其一，设备具有多个的工作状态情况；于步骤s3中，所获取的目标阈值与设备的各工作状态情况具有对应关系；根据目标工作状态所得运行数据而预设运行阈值选取范围，当执行步骤s4时，选取处于所述运行阈值选取范围中的所得目标阈值进行设备原设阈值的可靠性校验的第一校验流程；当执行步骤s5时，选取处于所述运行阈值选取范围中的所得目标阈值作为设备的运行阈值设置。

6、对于具有多个工作状态的设备应用中，本方案基于所获取的目标阈值与设备的各工作状态情况具有数量上及数值选取范围上的对应关系，而对各工作状态中运行数据合理运行情况范围作为运行阈值的选取范围，则可在步骤s4或s5的执行时，确保所应用目标阈值的合理性及可靠性。

7、其二，设备具有多个的工作状态情况，该设备对应各工作状态具有相应的多个原设阈值；于步骤s3中，获取所得目标阈值与该设备的工作状态原设阈值具有对应关系；当执行步骤s4时，使一个或多个的所得目标阈值与所对应一个或多个的各工作状态原设阈值以第一校验流程进行可靠性的校验；当执行步骤s5时，令所得一个或多个的目标阈值取代所对应一个或多个的各工作状态原设阈值作为设备的运行阈值设置。

8、根据设备中运行阈值的设定，可进而使设备与相应的监控系统进行关联；当设备的处于相应的工作状态而产生有特定的运行数据情况，相应的运行阈值设置可有效地令监控系统对该设备当前的工作状态情况进行确认，从而有效地针对设备特定的工作状态进行监控应用。

9、进一步地，于步骤s1中，对获取的运行数据进行数据清洗。

10、进一步地，步骤s4中，若所述第一校验流程的校验不通过，执行对所得目标阈值进行可靠性校验的第二校验流程；若所述第二校验流程校验通过，使所得目标阈值作为设备的运行阈值设置；若所述第二校验流程校验不通过，对设备进行标记处理。

11、进一步地，步骤s5中，执行对所得目标阈值可靠性校验的第二校验流程；若校验通过，才使所得目标阈值作为设备的运行阈值设置。

12、进一步地，所述第一校验流程包括：对所得目标阈值与设备的原设阈值进行第一偏差率的验证，当所得第一偏差率小于第一预设偏差值时，判定为校验通过；所述第一预设偏差值的设置范围为8％～12％。

13、进一步地，所述第一校验流程包括：将所得目标阈值对运行数据所产生的研判结果与设备的原设阈值对运行数据所产生的研判结果进行统计比较，得到第三偏差率；当所得第三偏差率小于第三预设偏差值时，判定为校验通过；所述第三预设偏差值的设置范围为8％～12％。

14、进一步地，所述第二校验流程包括：对所得目标阈值与设备的实时运行数据进行第二偏差率的验证，当所得第二偏差率小于第二预设偏差值时，判定为校验通过；所述第二预设偏差值的设置范围为8％～12％。

15、进一步地，所述第二校验流程包括：在设备的固定工作状态下，获取单位时间段内设备的实时运行数据，统计所述单位时间段内设备的实时运行数据大于所得目标阈值的数据相对于单位时间段内设备的实时运行数据的占比比例，当所述占比比例大于校验比例值时，判定为校验通过；所述校验比例值的设置范围为85％～95％。

16、进一步地，所述运行数据包括设备的历史运行功率数据或历史运行电流数据或实时运行功率数据或实时运行电流数据。

17、进一步地，于步骤s2至s3中，所述目标阈值求取过程如下：s2-1、对所得运行数据进行聚类，记聚类中心数为k；s2-2、判断k的情况；当k＝2时，执行步骤：s2-2-1、记i＝1，聚类中心为ai和ai+1；然后执行s2-3；s2-3、以ai和ai+1为边界，得到集合di；s3-1、用二分法对集合di进行等宽划分，具体操作为取ai和ai+1的均值(ai+ai+1)/2对di进行等宽切分，得到两个集合，集合区间分别为[ai，(ai+ai+1)/2)，[(ai+ai+1)/2，ai+1]；比较两集合数据量的大小，得到数据量小的集合dmi；s3-2、判断dmi的数据量是否小于di数据量的预设数据比例；当dmi的数据量小于di数据量的预设数据比例时，执行s3-3；当dmi的数据量不小于di数据量的预设数据比例时，输出dmi，令di＝dmi，然后返回执行s3-1；s3-3、计算dmi集合中最大值与最小值的均值ai，所得ai为目标阈值。

18、进一步地，于步骤s2-2中，当k大于2时，执行步骤：s2-2-2、初始化i＝1；s2-2-3、选取第i和第i+1个聚类中心ai和ai+1；然后执行s2-3；于步骤s3-3执行后，当k大于2时，执行步骤s6；步骤s6、判断i+1是否小于k；当i+1小于k时，令i＝i+1，然后返回执行步骤s2-2-3；当i+1不小于k时，进行目标阈值的获取。

19、进一步地，当k大于2时，获取所得目标阈值的数量为不小于两个；预设有筛选标准，根据所述筛选标准进行所得目标阈值的筛选，将筛选所得目标阈值作为步骤s4或s5的执行依据。

20、进一步地，所述预设数据比例的设置范围为8％～12％。

21、对于上述过程中的相应校验流程不通过的情况，再未有其他说明的前提下，实际应用中通常选择进行设备的标记，并在后续过程中对标记的设备进行逐一的重新校验核实。该重新的校验核实过程可由有经验的工程人员进行处理或通过其他系统程序进行验算核实处理。

22、设备的监控方法，其对设备应用如上述所述的运行阈值设置方法进行设备的运行阈值设置，并以监控系统对设备进行监控操作；所述监控系统根据所得的运行数据与设备的运行阈值进行对比，作出研判操作；当监控所得设备的运行数据不小于其设置的运行阈值时，研判结果为工作状态开启；当监控所得设备的运行数据小于其设置的运行阈值时，研判结果为工作状态关闭。

23、设备的监控系统，包括若干设备及监控装置，所述监控装置与各所述设备通讯连接；该监控系统应用如上述所述的监控方法进行设备的监控；当监控所得设备的运行数据不小于其设置的生产工作状态的运行阈值时，研判结果为生产工作状态开启，设备处于生产状态；当监控所得设备的运行数据小于其设置的生产工作状态的运行阈值时，研判结果为生产工作状态关闭，设备处于非生产状态。

24、本发明的有益效果在于：

25、1、通过该设备的运行阈值设置方法应用，能够使设置的运行阈值具有可靠性高的特点，令受监控的设备具有被监控的可靠性，确保监控系统对设备生产状态的监控验证准确，无需监控审核人员定期定量地对大量的设备进行逐一的人工确认排查，有效地节约人力物力。

26、2、通过多级应用的不同校验流程设置，能有效地确保目标阈值及原设阈值作为设备的运行阈值应用可靠性，避免了设备的运行阈值设置偏差的情况。

27、3、该运行阈值设置方法应用，能使应用其的监控系统在监控过程中有效地对不同工艺、不同行业的不同设备的工作状态进行有效的区分识别，并以此作出有针对性的监控研判操作，有助于监管者对受监管设备的工作状态精准把控；尤其能解决现有污染监管领域中对于排污单位的产污情况难以确认的问题。