拦截网拉力监测系统的报警方法与流程

1.本发明涉及拦截网主纲拉力监测技术领域，具体涉及一种基于单/双侧拉力监测数值变化及差异的信息数据处理的报警方法。


背景技术：

2.拦截网拉力监测技术近年来在核电厂冷源保障工作中开始应用，其主要采用大量程、高精度的拉力监测传感技术，通过将监测设备串接入拦截网主纲的安装方式，通过4g/互联网信息技术由服务器端解析传感信息，获取拉力监测值。
3.一般的拉力监测常采用越限报警的方式进行报警，但该方式考虑因素单一，且可能难以排除冲击型噪扰，故有一定局限性，难以直接指导现场响应作业。所以亟需一种报警方法，通过对数据的挖掘，更有针对性的设定分级报警条件，以对应相应级别响应工作。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种拦截网拉力监测系统的报警方法，能够有效对拦截网工况进行判断。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
6.一种拦截网拉力监测系统的报警方法，包括如下步骤：
7.1)获取参数，所述参数包括拦截网的参数；
8.2)对单侧拉力监测情况下的单侧拉力计进行取值和判断，并做数据修正；
9.2.1)对拉力逐渐增大的情况，进行数据分析比对和判断，得到对应的预警等级；
10.2.2)对拉力逐渐减小的情况，进行数据分析比对和判断，得到对应的预警等级；
11.3)适用单侧拉力监测情况下的同时，对双侧拉力监测情况下的对侧拉力计进行取值和判断，得到对应的预警等级。
12.根据本发明的一些优选实施方面，所述参数包括拉力基础标准差б0、拦截网的主纲最大承载量s、现场最大打捞量d如平均6
‑
10h中的现场最大打捞量、打捞量对应拉力值的修正系数k、现场单次可清理网的海洋生物容纳量q、拦截网的网体最大承载量r。
13.其中，б0根据现场运行数值记录，选取一段“正常噪扰波动的连续取值”，取这组数值的标准差记为б0；此数值可动态更新。
14.s为拦截网的主纲最大承载量；r为拦截网的网体最大承载量。
15.d为优选平均每8h的现场最大打捞量，即8h打捞量最大记录值；此数值可动态更新。
16.k为由现场监测数据与打捞量实际值获取，取连续多天如5
‑
10天的清网作业期间拉力监测减小量的最大值k1，及与之对应的天数如5
‑
10天中的清网打捞量值k2，则此数值可动态更新。
17.q为单次可清理网(兜)的海洋生物容纳量，即根据清网作业实际情况，将其中最大清网值记为q
max
，将其中最小清网值记为q
min
。
18.根据本发明的一些优选实施方面，所述的取值为每隔相同的一段时间如每间隔20
‑
60s进行取样和记录，有效的数据依次记录为a1,a2…
a
i
。
19.根据本发明的一些优选实施方面，所述的判断按照如下方法进行：
20.当0.5
×
min(kr，s)≤a
i
＜min(kr，s)时，发出二级警报；
21.当a
i
≥min(kr，s)时，发出一级警报；
22.式中，r为拦截网的网体最大承载量；s为拦截网的主纲最大承载量；k为由打捞量对应到拉力值的修正系数。
23.根据本发明的一些优选实施方面，所述的数据修正包括如下步骤：对连续的多个数值如连续的5
‑
10个数值取标准差，当标准差≤б0，则该组数据均修正为该组数据所对应的平均值，即当标准差＞б0，则该组数据无需修正，仍为原数值；
24.式中，б0为拉力基础标准差，由现场运行数据计算确定。
25.根据本发明的一些优选实施方面，取b
i
＝a
i+1
‑
a
i
，当拉力逐渐增大时，b
i
≥0且b
i+1
≥0。
26.根据本发明的一些优选实施方面，当拉力逐渐增大时，按照如下方法进行数据分析比对和判断：
27.当时，发出二级警报；在当前累积速度下，不增加后备力量则在24h内将有超过网体或主纲设计承受极限的风险，将触发红色警报；
28.式中，d为现场最大打捞量。
29.根据本发明的一些优选实施方面，取b
i
＝a
i+1
‑
a
i
，当拉力逐渐减小时，b
i
＜0、b
i+1
＜0且b
i+2
＜0。
30.根据本发明的一些优选实施方面，当拉力逐渐减小时，按照如下方法进行数据分析比对和判断：
31.当时，无需发出警报；
32.当时，发出三级警报；
33.当且a
i+3
≥0.8kr时，发出一级警报；
34.q为单次可清理网的海洋生物容纳量。
35.根据本发明的一些优选实施方面，步骤3)中按照如下方法对双侧拉力监测情况下的对侧拉力计进行取值和判断：
36.取同一时刻对侧拉力监测数据a'
i
，取值方法同步骤2)；
37.当a'
i
或a
i
其中有一个为0时，若另一个的值≥500kgf，发出一级警报；
38.当a'
i
×
a
i
≠0时，
39.若不发出警报；
40.若发出三级警报；
41.若且max(a'
i
，a
i
)≥0.5s时，发出一级警报。
42.由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的拦截网拉力监测系统的报警方法，通过对拉力监测数据的信息挖掘与处理，实现了对拦截网工况及一般行为的判断，滤除了部分噪扰，减少了误报，并通过设定报警分级，明确针对性的响应方法，具有良好的现场适用性。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
44.本发明的拦截网拉力监测系统的报警方法，要解决的技术问题在于利用拉力监测数据信息，进行数据挖掘和处理，从多维度、多因素综合判断实际影响拦截网状态，并利用相应数值特征确定报警等级，指导响应报警行动。包括：拉力监测数值获取，算法相关参数系数的定义与获取方法，单侧拉力监测情况下报警等级判断方式，同主纲双侧拉力监测情况下报警等级判断方式，各报警等级对应的响应动作。
45.本发明的拦截网拉力监测报警方法，根据现场拉力监测系统的安装方式分为单侧和双侧方式，其数据分析和报警等级判断主要包括以下步骤：
①
对拉力监测系统进行现场安装调试，并试运行；
②
提前根据现场情况、实验数据、拦截网厂商资料、分析计算等获取相关参数系数(拉力基础标准差б0，主纲最大承载量s，现场平均每8h的现场最大打捞量d，打捞量对应拉力值的修正系数k，现场单次可清理网的海洋生物容纳量q，网体最大承载量r)；
③
对单侧拉力计取值，并做数据修正；
④
对拉力逐渐增大的情况，进行数据分析比对，利用相应判别边界条件判断相应预警等级；
⑤
对拉力逐渐减小的情况，进行数据分析比对，利用相应判别边界条件判断相应预警等级；
⑥
对双侧拉力监测情况下的对侧拉力计取值，根据边界条件判断相应预警等级。
46.具体包括如下步骤：
47.1)正确安装现场拉力监测设备，采集拉力数值，获取相关参数系数。
48.具体的，б0为拉力基础标准差，根据现场运行数值记录，由现场选取一段“正常噪扰波动的连续取值”，取这组数值的标准差记为б0；此数值可动态更新。由于潮汐、风等环境条件，拉力值并不会维持不变，而是会以某数值为中心波动，正常扰动即非因生物量变化造成的变化值。
49.s为拦截网的主纲最大承载量，为厂家根据主纲材质、规格、工艺等提供的数据。
50.d为平均每8h的现场最大打捞量，取8h打捞量最大记录值；此数值可动态更新。
51.k为打捞量对应拉力值的修正系数，由现场监测数据与打捞量实际值获取，取连续7天的清网作业期间拉力监测减小量的最大值k1，及与之对应的7天的清网打捞量值k2，则此数值可动态更新。
52.q为单次可清理网(兜)的海洋生物容纳量，即根据清网作业实际情况，将其中最大清网值记为q
max
，将其中最小清网值记为q
min
。
53.r为拦截网的网体最大承载量，由厂家根据网体设计网型、材质、工艺等提供的数据。
54.2)针对单侧拉力计的单侧拉力监测情况
55.2.1)拉力监测数据每30s取样一次，从第一个有效数据起，将数据记为a1,a2…
a
i
。
56.当0.5
×
min(kr，s)≤a
i
＜min(kr，s)时，发出黄色(二级)警报；
57.当a
i
≥min(kr，s)时，接近网体或主纲承载量极值，发出红色(一级)警报。
58.2.2)对每连续5个数值取标准差，如标准差≤б0，则该组数据均修正为该组数据平均值，即如标准差＞б0，则该组数据无需修正，仍为原数值，滤除正常噪扰波动影响。
59.2.3)取b
i
＝a
i+1
‑
a
i
，当b
i
≥0且b
i+1
≥0时，即拉力逐渐增大的情况下，
60.此时，若则发出黄色(二级)报警。
61.即“在当前累积速度下，不增加后备力量则在24h内将有超过网体或主纲设计承受极限的风险，进而触发红色警报”。
62.2.4)取b
i
＝a
i+1
‑
a
i
，当b
i
＜0、b
i+1
＜0且b
i+2
＜0时，即拉力逐渐减小的情况下，
63.若则该90s间拉力减少量判断为正常海洋生物散失、或随涨潮等缓慢微小变化，无需发出报警信息；
64.若则发出蓝色(三级)警报；
65.若且a
i+3
≥0.8kr，则发出红色(一级)警报，本身拉力值已经较大，突然释压可能存在网纲断裂或网体破口等非正常状况。
66.3)针对同主纲双侧挂载拉力计，即双侧拉力监测情况
67.除适用上述2.1～2.4的判断方法外，还新增以下规则：
68.取同时刻对侧拉力监测数据a'
i
，取值方法同步骤21)和2.2)。
69.当a'
i
或a
i
其中有一个为0时，若另一个的值≥500kgf，则产生红色(一级)警报；
70.当a'
i
×
a
i
≠0时：
71.若不产生警报；
72.若产生蓝色(三级)警报；
73.若且max(a'
i
，a
i
)≥0.5s时，产生红色(一级)警报。
74.对应上述各警报等级的响应
75.蓝色(三级)警报响应：加强关注，核实现场工况(如打捞、清理等作业，涨落潮情况)是否与变化趋势相符，必要时人工外海取样观察，如发现异常状况，则由人工判断升至黄色或红色警报；
76.黄色(二级)警报响应：增加打捞频次或打捞船只；
77.红色(一级)警报响应：核实网体及网型状态，是否有破溃、主纲断裂等，若有则立即进行拦截网更换或修复。
78.不同警报等级对应不同处理措施，直接发出一级警报是因为某些条件下判断可能发生主纲断裂或网体破口等非正常情况，需要紧急处理。
79.综上所述，本发明通过对拉力监测数据的处理，实现了对拦截网工况及一般行为的判断，滤除了部分噪扰，减少了误报，并通过设定报警分级，明确针对性的响应方法，具有良好的现场适用性。
80.具体实施例
81.以下以某电厂2021.3.25
‑
2021.3.31的时间范围的现场实际情况如下：
82.表1某电厂2021.3.25
‑
2021.3.31的现场数据
83.日期打捞量(kg)监测数据减小量最大值(kg)2021/3/254766782021/3/262554612021/3/272303612021/3/282372972021/3/293274962021/3/303425892021/3/31387640
84.现场某拦截网上挂载的设备监测数值记录节选：
85.表2某电厂2021.3.26日某设备拉力监测值节选
86.[0087][0088]
表3某电厂2021.3.26日某设备所在网(兜)单片(兜)清理量
[0089][0090]
根据前述步骤以及上述表格中的数据，以某电厂某道拦截网2021.3.26监测数据
为实例，本实施例中的拦截网拉力监测报警方法，具体包括如下步骤：
[0091]
1.获取参数
[0092]
1.1)б0为拉力基础标准差：将表2的数据内容选取为“正常噪扰波动的连续取值”，对其取标准差，则б0＝0.099923。由于网体状态中使用一端时间后可能发生变化，可以在固定周期(如2周)对б0进行更新，即新选取一段正常值进行计算并更新。
[0093]
1.2)s为拦截网的主纲最大承载量，为厂家供货提供数据，为20t。
[0094]
1.3)d为平均每8h的现场最大打捞量：3.25
‑
3.31日间未启动应急响应，采用历史数据获取的d值(5.237t)。
[0095]
1.4)k为打捞量对应拉力值的修正系数：根据表1，则k＝1.563。由于网体状态中使用一端时间后可能发生变化，建议在固定周期(如2周)对k进行更新，即新选取一段正常值进行计算并更新。
[0096]
1.5)q为单次可清理网(兜)的海洋生物容纳量：根据表3，3.25
‑
3.31日间最大单次清理海洋生物容纳量q
max0
＝60，q
min0
＝5，与历史数据q
max
＝873，q
min
＝1对比，则q
max
＝873，q
min
＝1无需更新。
[0097]
1.6)r为拦截网的网体最大承载量，为厂家供货提供数据，为6t。
[0098]
2)针对单侧拉力计的单侧拉力监测情况
[0099]
2.1)拉力监测数据每30s取样一次，从第一个有效数据起，将数据记为a1,a2
…
a
i
；
[0100]
0.5
×
min(kr，s)≤a
i
＜min(kr，s)时，发出黄色二级警报；
[0101]
a
i
≥min(kr，s)时，发出红色一级警报。
[0102]
根据该规则，实际该组拉力监测数据最大值为5.042t＜0.9*1.563*6t，无需产生红色一级警报，维持原警报等级不变。
[0103]
2.2)对每连续5个数值取标准差，如标准差≤б0，则该组数据均修正为该组数据平均值，即如标准差＞б0，则该组数据无需修正，仍为原数值。
[0104]
实际监测的数据中，有某组数据a1＝1.709，a2＝1.826，a3＝1.548，a4＝1.612，a5＝1.656，取标准差为0.094128＜0.099923，则将该组数据修正为
[0105]
另有某组数据a6＝1.817，a7＝1.667，a8＝1.597，a9＝1.485，a
10
＝1.608，取标准差为0.10846＞0.099923，则无需修正，各数值仍为原值。
[0106]
2.3)取b
i
＝a
i+1
‑
a
i
,当b
i
≥0且b
i+1
≥0时，即拉力逐渐增大的情况下
[0107]
若则发出黄色报警。
[0108]
实际监测数据中，经前述步骤对数据进行修正后，有某组数据a1＝1.129，a2＝1.246，a3＝1.317，a4＝1.413，a5＝1.381，a6＝1.468，则b1＝0.117，b2＝0.071，b3＝0.096，b4＝
‑
0.032，b5＝0.087，b1≥0且b2≥0，需进一步判断，≥0，需进一步判断，不满足黄色报警条件，不发出警报。
[0109]
2.4)当b
i
＜0且b
i+1
＜0且b
i+2
＜0，即拉力逐渐减小的情况下
[0110]
若则该90s间拉力减少量判断为正常海洋生物散失、或随涨潮等缓慢微小变化，无需发出报警信息。
[0111]
若则发出蓝色报警；若且a
i+3
≥0.8kr则发出红色报警。
[0112]
实际监测数据中，经前述步骤对数据进行修正后，有某组数据a1＝1.817，a2＝1.667，a3＝1.597，a4＝1.485，a5＝1.608，a6＝1.521，则对应的b1＝
‑
0.15，b2＝
‑
0.07，b3＝
‑
0.112，b4＝0.123，b5＝
‑
0.087，b1‑
b3符合继续判断条件，kq
min
＝1.563kg，kq
max
＝1364.499kg，符合蓝色三级警报条件，发出报警信息，按照蓝色三级警报的响应内容，对现场作业状态进行核实为该时段正在进行清网作业，保持关注状态即可。
[0113]
3)针对同主纲双侧挂载拉力计，即双侧拉力监测情况
[0114]
除适用上述2.1～2.4的判断方法外，还新增以下规则：
[0115]
取同时刻对侧拉力监测数据a'
i
，取值方法同步骤1、2。
[0116]
当a'
i
或a
i
其中有一个为0时，若另一值≥500kgf，则产生红色报警。
[0117]
当a'
i
×
a
i
≠0时：若不产生警报；若产生蓝色警报；若且max(a'
i
，a
i
)≥0.5s时，产生红色警报。
[0118]
取某道双侧挂载拉力计的拦截网(仅针对5进行验证)，拉力计1在三个典型时刻的数值为a1＝1.389,a2＝1.864,a3＝1.751；另一侧拉力计2在同样时刻的数值为a'1＝1.420，a'2＝1.539，a'3＝1.648。使用以上a'
i
×
a
i
≠0时判断依据，则第1个时刻第2个时刻第3个时刻即需要对第2个时刻进行现场情况核实，核实结果当时对拉力计1近端网兜有作业，对结果分析为作业临时影响，保持关注即可。
[0119]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。