一种用于泄漏检测的液压润滑系统异常预警方法及系统与流程

本发明涉及异常监测领域，具体来说，尤其涉及一种用于泄漏检测的液压润滑系统异常预警方法及系统。

背景技术：

1、在热轧生产线的运营过程中，液压和润滑系统的稳定运行至关重要，但由于管路复杂且遍布广泛，油液泄漏事件频繁发生，且很难被及时发现。传统上，生产线依赖人工抄表或基于开关量的高低液位报警系统来监控液位变动，这些方法存在显著的局限性，特别是在及时性和准确性方面，一旦发生泄漏，往往需要等到系统被动停机后，通过人工排查才能定位泄漏点，这不仅耗时耗力，而且会导致显著的生产损失和经济损害。

2、人工抄表方式，虽然简单易行，但其依赖于定时检查，且容易受到人为因素的影响，比如记录的准确性和完整，此外，人工抄表无法实现实时监控，对于快速发生的泄漏事件往往难以及时发现，从而错失了最佳的应对时间窗口。

3、开关量高低液位报警系统，虽然相较于人工抄表有所改进，能够在液位达到预设高低阈值时自动发出报警，但这种方法的反应阈值固定，缺乏灵活性，对于泄漏初期的微小变化很难做出有效响应，通常适用于液位变化较为明显的场景，而对于微量泄漏或是缓慢的液位下降，其监测能力大打折扣。

4、传统的液位监测系统可能因传感器误差、数据处理不精确或环境变化等因素导致监测数据不准确，这会增加误报和漏报的风险，影响可靠性，同时缺乏对环境变化和不同监测条件的动态适应能力，使得在面对温度、压力变化等环境因素时，无法自动调整，保持监测的准确性和稳定性，当监测到潜在的异常或泄漏事件时，往往缺少有效的预警机制和快速响应措施，导致无法及时采取必要的应对措施，增加了潜在的风险和损失，由于缺乏高效的预警机制和应急响应策略，现有的液位监测系统在管理潜在的安全风险和防止事故发生方面表现不佳，影响了设施和人员的安全性。

5、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、为了克服以上问题，本发明旨在提出一种用于泄漏检测的液压润滑系统异常预警方法及系统，目的在于解决由于缺乏高效的预警机制和应急响应策略，现有的液位监测系统在管理潜在的安全风险和防止事故发生方面表现不佳，影响了设施和人员的安全性的问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、根据本发明的一个方面，提高了一种用于泄漏检测的液压润滑系统异常预警方法，该液压润滑系统异常预警方法包括以下步骤：

4、s1、利用液位传感器实时采集油箱的液位数据；

5、s2、分析采集的液位数据，计算预设时间段内的液位差，并根据液位差设定初始的液位差补偿值；

6、s3、根据异常检测算法，利用初始的液位差补偿值对原始液位差进行调整，识别与正常范围偏离的异常液位变化；

7、s4、根据识别的异常液位变化和历史液位数据季节性波动的分析结果，调整初始的液位差补偿值；

8、s5、评估调整后的液位差补偿值和异常检测结果，判断是否存在泄漏迹象；

9、s6、设定多级预警机制，当判断存在泄漏迹象时，根据识别结果触发相应等级的报警，并采取相应的应急措施。

10、可选地，分析采集的液位数据，计算预设时间段内的液位差，并根据液位差设定初始的液位差补偿值包括以下步骤：

11、s21、采集预设时间段内的液位数据；

12、s22、根据预设时间段内的液位数据，通过比较时间段开始和结束时的液位读数，计算预设时间段内的液位差；

13、s23、根据计算得到的液位差分析液位变化的趋势，确定正常的液位变化范围；

14、s24、根据分析的结果和正常的液位变化范围，设定初始的液位差补偿值；

15、s25、将计算的液位差和设定的初始液位差补偿值进行记录。

16、可选地，根据异常检测算法，利用初始的液位差补偿值对原始液位差进行调整，识别与正常范围偏离的异常液位变化包括以下步骤：

17、s31、获取实时采集的液位数据，并将调整后的液位差与影响液位变化的因素相结合，构建多变量时间序列数据集；

18、s32、根据多变量时间序列数据集中各时间点的数据构建邻域图；

19、s33、利用高斯函数计算邻域图中的两点间欧氏距离计算权重，并构建权值矩阵；

20、s34、根据权值矩阵和时间点的液位数据的度矩阵，计算转移矩阵和传递向量；

21、s35、利用adpp算法公式计算每个数据点的连接度；

22、s36、基于计算出的连接度，并与预设阈值进行比较，识别连接度低于预设阈值的时间点。

23、可选地，利用高斯函数计算邻域图中的两点间欧氏距离计算权重，并构建权值矩阵包括以下步骤：

24、s331、定义高斯函数，并计算两点间的权重；

25、s332、对于邻域图中的每一对时间点的液位数据，计算每一对时间点的液位数据之间的欧氏距离；

26、s333、利用高斯函数根据欧氏距离计算每一对时间点的液位数据之间的权重；

27、s334、将所有计算得到的权重填充到权值矩阵中，以构建权值矩阵；

28、其中，每一对时间点的液位数据之间的权重公式为：

29、；

30、式中，表示时间点的液位数据 i与时间点的液位数据 j之间的权重；

31、表示自然指数函数；

32、表示时间点的液位数据 i与时间点的液位数据 j之间的欧氏距离；

33、表示高斯函数的标准差；

34、表示高斯函数中控制权重衰减速度的部分。

35、可选地，利用adpp算法公式计算每个数据点的连接度包括以下步骤：

36、s351、对于多变量时间序列数据集中的每一个时间点的液位数据，确定每一个时间点的液位数据在邻域图中的所有邻近时间点的液位数据；

37、s352、对于每个时间点的液位数据，计算每个时间点的液位数据的连接度；

38、s353、记录每个时间点的液位数据的连接度，并与预设的阈值进行比较；

39、其中，计算每个时间点的液位数据的连接度的公式为：

40、；

41、式中，表示时间点的液位数据 i与时间点的液位数据 j之间的权重；

42、 k表示邻近时间点的液位数据；

43、表示时间点的液位数据 i的连接度；

44、 i、 j均表示时间点的液位数据。

45、可选地，根据识别的异常液位变化和历史液位数据季节性波动的分析结果，调整初始的液位差补偿值包括以下步骤：

46、s41、根据识别连接度低于预设阈值的时间点，评估异常液位的变化、幅度及持续时间；

47、s42、将异常液位变化与历史数据对比，结合历史液位数据的季节性波动，识别是否存在特定条件下的常见异常，并判断常见异常是否在初始液位差补偿值中；

48、s43、若发现异常液位变化集中在特定条件，则在特定条件下对初始液位差补偿值进行调整；

49、s44、若异常液位变化全局分布，则全局调整初始液位差补偿值；

50、s45、利用调整后的液位差补偿值重新进行异常检测，记录每次调整的液位差补偿值及对应的异常检测结果。

51、可选地，评估调整后的液位差补偿值和异常检测结果，判断是否存在泄漏迹象包括以下步骤：

52、s51、根据每次调整后的液位差补偿值及对应的异常检测结果，分析异常检测结果与已知的泄漏事件是否相匹配；

53、s52、将当前检测到的异常与历史异常数据进行详细对比，评估是否存在重复的异常模式及异常模式在过去是否与泄漏事件相关联；

54、s53、通过比较调整前后的异常检测结果，判断是否减少误报或漏报；

55、s54、基于步骤s51至s53的评估结果，若检测到的异常符合已知的泄漏模式，且与历史泄漏数据一致，则判断存在泄漏迹象。

56、可选地，设定多级预警机制，当判断存在泄漏迹象时，根据识别结果触发相应等级的报警，并采取相应的应急措施包括以下步骤：

57、s61、基于实时检测到的泄漏迹象的严重程度，定义多个预警级别，并为每个预警级别制定应急响应措施，其中，多个预警级别包括低预警级别、中预警级别及高预警级别；

58、s62、利用获得的实时异常检测结果，并将异常检测结果按照严重程度分类到相应的预警级别中；

59、s63、根据实时异常的类型和特征，匹配对应的泄漏模式；

60、s64、若异常检测结果被识别并分类为特定的预警级别，则自动触发对应级别对应的预警信号和预先设定的应急响应措施；

61、s65、执行与触发预警级别相匹配的应急响应措施。

62、可选地，若异常检测结果被识别并分类为特定的预警级别，则自动触发对应级别对应的预警信号和预先设定的应急响应措施包括以下步骤：

63、s641、为每个预警级别配置唯一的警报信号；

64、s642、基于泄漏模式匹配结果，为每种类型和特征的异常定义触发的预警级别；

65、s643、建立自动化响应机制，在触发预警时，传递预警信号，并执行应急响应措施；

66、s644、在执行应急响应措施时收集反馈信息，并利用反馈信息评估响应措施的效果，识别执行中的问题。

67、根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于泄漏检测的液压润滑系统异常预警系统，该系统包括：液位数据采集模块、液位数据分析模块、异常检测调整模块、液位差补偿调整模块、泄漏迹象评估模块及多级预警机制模块；

68、液位数据采集模块通过液位数据分析模块与异常检测调整模块连接，异常检测调整模块通过液位差补偿调整模块与泄漏迹象评估模块连接，泄漏迹象评估模块与多级预警机制模块连接；

69、液位数据采集模块，用于利用液位传感器实时采集油箱的液位数据；

70、液位数据分析模块，用于分析采集的液位数据，计算预设时间段内的液位差，并根据液位差设定初始的液位差补偿值；

71、异常检测调整模块，用于根据异常检测算法，利用初始的液位差补偿值对原始液位差进行调整，识别与正常范围偏离的异常液位变化；

72、液位差补偿调整模块，用于根据识别的异常液位变化和历史液位数据季节性波动的分析结果，调整初始的液位差补偿值；

73、泄漏迹象评估模块，用于评估调整后的液位差补偿值和异常检测结果，判断是否存在泄漏迹象；

74、多级预警机制模块，用于设定多级预警机制，当判断存在泄漏迹象时，根据识别结果触发相应等级的报警，并采取相应的应急措施。

75、相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：

76、1、本发明通过精确计算液位差并设定合理的初始补偿值，可以显著提高液位监测的精度，减少因传感器误差、环境变化等因素造成的影响，分析液位变化趋势并据此调整补偿值，能动态适应不同的监测条件和环境变化，提高鲁棒性，通过设定初始补偿值，可以更准确地识别潜在的异常液位变化，从而优化预警机制，提前采取必要的应对措施，减少可能的损失，记录和分析液位差及补偿值提供了持续优化监测策略，支持基于数据的决策，提高决策的准确性和效率。

77、2、本发明通过综合分析多变量时间序列数据，算法能够更准确地识别与正常范围偏离的异常液位变化，利用初始液位差补偿值进行调整使得监测可以动态适应环境变化和数据波动，提高适应性和灵活性，构建的多变量时间序列数据集和通过adpp算法的分析为决策提供了数据驱动的支持，有助于准确识别和快速响应异常情况，通过精确计算数据点的连接度和对比预设阈值，可以有效降低误报和漏报的可能性，增强可靠性，一旦识别出异常，可以及时采取措施进行处理，从而减少潜在的风险和损失。

78、3、本发明通过详细评估连接度低于预设阈值的时间点，分析异常液位的变化、幅度及持续时间，提供了对异常事件深入了解的基础，将异常液位变化与历史数据对比，尤其是考虑季节性波动，有助于识别出特定条件下的常见异常，从而为补偿值的调整提供依据，根据异常集中的特定条件或全局分布，对补偿值进行精细化调整，这有助于减少误报，同时提升异常检测的准确率，利用调整后的补偿值重新进行异常检测，验证补偿值调整有效性的重要环节，确保了调整措施的正确性和有效性。

79、4、本发明通过对比调整后的异常检测结果与已知泄漏事件，可以准确判断当前异常是否符合泄漏模式，将当前异常与历史异常数据对比，有助于识别重复的异常模式，提高泄漏检测的准确性和及时性，通过比较调整前后的检测结果，可以直观地看出补偿值调整对减少误报或漏报的影响，优化整体性能，通过精确的异常检测和泄漏迹象判断，能够及时识别潜在的泄漏事件，为采取快速响应措施提供了依据。

80、5、本发明多级预警机制和自动化的应急响应确保了在识别泄漏迹象时能够迅速且有效地采取行动，从而最小化或防止潜在的损失和伤害，通过及时的预警和应急措施，可以显著提高设施和人员的安全性，避免可能的事故和健康风险，基于实时异常检测结果的预警级别分类和应急响应的执行，增强了决策的数据支持，确保措施的科学性和合理性，通过收集反馈信息和评估应急响应效果，不断学习和优化，提高未来事件响应的效率和效果。