油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法及装置与流程

技术特征：

1.一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，包括：

在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；

获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；

基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；

根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；

将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。

2.根据权利要求1所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，建立监控变量因果关系包括如下步骤：

获取至少两个监控变量，每个所述监控变量包括多个监控参数；

根据多个所述监控参数，确定任意两个所述监控变量之间的关联系数和传播方向；

基于所述关联系数和所述传播方向，建立所述监控变量因果关系。

3.根据权利要求2所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在根据多个所述监控参数，确定任意两个所述监控变量之间的关联系数和传播方向的步骤中包括：

根据第一预设规则，确定任意两个所述监控变量之间的最大互相关值和最小互相关值，以及所述最大互相关值和所述最小互相关值对应地第一预选时滞值和第二预选时滞值；其中，所述第一预设规则与预选时滞值相关联，所述预选时滞值位于由任意两个所述监控变量的时间序列长度所确定的域内；

根据第二预设规则，基于所述最大互相关值和所述最小互相关值，确定所述关联系数；

根据第三预设规则，基于所述最大互相关值和所述最小互相关值，以及所述第一预选时滞值和所述第二预选时滞值，确定任意两个所述监控变量之间最终时滞值；

根据第四预设规则，基于所述最终时滞值，确定所述传播方向。

4.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第一预设规则如下：

${\mathrm{\φ}}_{xy}\left(k\right)=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}(x_i-{\mathrm{\μ}}_x)(y_{i+k}-{\mathrm{\μ}}_y)/{\mathrm{\σ}}_x{\mathrm{\σ}}_y,k=-N,\mathrm{...},N;$

其中：x,y-监控变量，N-监控变量x,y时间序列长度，即包括的监控参数的个数，μ_x，μ_y-监控变量x,y的均值，σ_x,σ_y-监控变量x,y的标准差，φ_xy(k)-监控变量x,y的互相关值；k-传播路径编号。

5.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第二预设规则包括：

当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和大于或等于0时，将所述最大互相关值作为所述关联系数；

当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和小于0时，将所述最小互相关值作为所述关联系数。

6.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第三预设规则包括：

当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和大于或等于0时，将所述第一预选时滞值作为所述最终时滞值；

当所述最大互相关值与所述最小互相关值的加和小于0时，将所述第二预选时滞值作为所述最终时滞值。

7.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，所述第四预设规则包括：

当所述最终时滞值λ_x,y>0时，所述传播方向为正向传播，即由监控变量x指向监控变量y；

当所述最终时滞值λ_x,y<0时，所述传播方向为反向传播，即由监控变量y指向监控变量x。

8.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，还包括：

对任意两个所述监控变量之间的关联进行显著性判断；

根据判断结果，对所述关联系数进行修正。

9.根据权利要求8所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在对所述关联系数进行修正的步骤中包括：

当所述关联系数的绝对值大于或等于第一预设阈值时，所述关联系数不变；其中，所述第一预设阈值与所述时间序列长度相关联；

当所述关联系数的绝对值小于所述第一预设阈值时，将所述关联系数替换为0。

10.根据权利要求3所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，还包括：

对所述传播方向进行差异性判断；

根据判断结果，对所述最终时滞值进行修正。

11.根据权利要求10所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在对所述最终时滞值进行修正的步骤中包括：

根据所述最大互相关值和所述最小互相关值，确定传播方向指数；

当所述传播方向指数大于或等于第二预设阈值时，所述最终时滞值不变；其中，所述第二预设阈值与所述时间序列长度相关联；

当所述传播方向指数小于所述第二预设阈值时，将所述最终时滞值替换为0。

12.根据权利要求1所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在获取每个所述监控变量的扰动变化率的步骤中包括：

对所述监控变量在预设时间间隔内进行线性拟合，形成线性回归方程；

将所述线性回归方程的斜率作为所述监控变量的扰动变化率。

13.根据权利要求12所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，还包括：

对所述监控变量进行趋势性判断；

根据判断结果，对所述预选扰动传播路径进行修正。

14.根据权利要求13所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，

当所述扰动变化率大于或等于第三预设阈值时，将所述监控变量在对应地所述预选扰动传播路径中予以保留；

当所述扰动变化率小于所述第三预设阈值时，将所述监控变量从对应地所述预选扰动传播路径中剔除。

15.根据权利要求1所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，根据如下规则，确定所述权重系数：

$R\left(g\right)=\frac{1}{G}\mathrm{\&Sigma;}\left(\frac{1-e^{-\mathrm{\&alpha;}\left|a_i\right|}}{1+e^{-\mathrm{\&alpha;}\left|a_i\right|}}\right)\left|{\mathrm{\&rho;}}_{i,j}\right|;$

其中，R(k)-第g条预选扰动传播路径的权重系数，ρ_i,j-监控变量i,j间的关联系数，a_i-监控变量i的扰动变化率，G-第g条预选扰动传播路径中的路径个数，α-调整参数。

16.根据权利要求1所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，在根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径的步骤包括：

将数值最大的所述权重系数对应地预选扰动传播路径作为所述目标扰动传播路径。

17.根据权利要求1或16所述的油气生产系统报警信号根原因精确溯源方法，其特征在于，

将所述关联系数和所述扰动变化率的正负性相同，且数值最大的所述权重系数对应地预选扰动传播路径作为所述目标扰动传播路径。

18.一种油气生产系统报警信号根原因精确溯源装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在接收到报警信号后，根据预先建立的监控变量因果关系，获取至少两个预选扰动传播路径；其中，每个所述预选扰动传播路径至少包括引发所述报警信号的目标监控变量以及指向所述目标监控变量的起始监控变量；

第二获取模块，用于获取所述预选扰动传播路径中相邻所述监控变量间的关联系数，以及每个所述监控变量的扰动变化率；

第三获取模块，用于基于所述关联系数和所述扰动变化率，获取对应地所述预选扰动传播路径的权重系数；

第一确定模块，用于根据所述权重系数，确定目标扰动传播路径；

第二确定模块，用于将所述目标扰动传播路径中的起始监控变量作为所述报警信号的根原因。