一种基于数据分析的核电设备健康评估方法及系统与流程

本公开属于核电设备健康评估领域，尤其涉及一种基于数据分析的核电设备健康评估方法及系统。

背景技术：

1、核电站设备运行过程中，积累了大量基础数据和运行指标数据，这些数据只是存储在系统的数据库中，技术人员通过这些数据、指标开展设备管理，不能有效、直观的判断设备运行的真实状态，造成数据资源浪费。如何挖掘设备投入生产以来积累的“数据财富”，开展设备健康评估，有效、直观的掌握设备所处于的真实状态，服务各级管理人员开展设备预防性检修，成为核电设备管理亟需解决的问题。

2、现有技术中，在核电设备运行过程中，技术人员通过设备的运行参数判断设备的运行健康状态，只能给出模糊设备健康正常和不正常两种边界，设备处于正常与不正常之间的状态不能量化识别；设备运行产生的海量历史数据不能有效的服务设备健康管理工作。通过工作经验和设备解体后的部件测量结果与设计数据进行对比开展设备健康评估工作，易造成设备健康度评估不及时、效率低以及准确率低的问题。综上现有的核电设备健康评估技术存在以下问题：只能发现设备健康度发生变化，不能具体量化设备健康程度；设备健康度不能实时评估且健康度评估准确度偏低。

技术实现思路

1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本公开提供了一种基于数据分析的核电设备健康评估方法及系统，主要目的在于量化设备健康程度、且提高健康度评估准确度。

2、根据本公开的第一方面实施例，提供了一种基于数据分析的核电设备健康评估方法，包括：

3、确定时间步长，获取上一时间步长内的待评估核电设备的历史运行数据和历史系统数据，所述历史运行数据包括多种参数；

4、对所述历史运行数据进行数据清洗以获得目标历史运行数据，对所述历史系统数据进行清洗和分类计算以获得各类的理论系统数据变化次数；

5、按照出力比例将所述目标历史运行数据划分成不同的样本数据库，针对每一个样本数据库，选择任一种参数作为原因参数，该样本数据库中所有种参数作为结果参数，利用因果分析算法获得所述结果参数对所述原因参数的影响程度，进而得到各种参数作为原因参数时对应的影响程度；

6、获取当前时间步长内所述待评估核电设备的实时运行数据和当前系统数据，所述实时运行数据的参数种类与所述历史运行数据的参数种类一致；将所述实时运行数据作为实际结果参数，基于所述实际结果参数和各种参数的所述影响程度获得所有种参数的原因参数预测值，基于所述当前系统数据得到各类的当前系统数据变化次数；

7、基于原因参数预测值、实时运行数据、理论系统数据变化次数和当前系统数据变化次数计算待评估核电设备的健康程度。

8、在本公开的一个实施例中，所述基于原因参数预测值、实时运行数据、理论系统数据变化次数和当前系统数据变化次数计算待评估核电设备的健康程度，包括：计算所述实时运行数据中各种参数与对应种类参数的原因参数预测值的运行差值；计算各类的理论系统数据变化次数与对应类的当前系统数据变化次数的系统差值；对所述运行差值和所述系统差值自动分配加权指数，进而计算所述待评估核电设备的健康程度。

9、在本公开的一个实施例中，所述对所述历史运行数据进行数据清洗以获得目标历史运行数据，包括：对所述历史运行数据进行检测分析、初步清洗、属性去重、纠错、数据回写以获得目标历史运行数据。

10、在本公开的一个实施例中，所述历史系统数据包括多类数据，所述对所述历史系统数据进行清洗和分类计算以获得各类的理论系统数据变化次数，包括：将所述历史系统数据进行清洗和分类，统计各类数据在上一时间步长内的总变化次数；将时间步长平均划分为多个时间段，基于各类数据的总变化次数和时间段数量获得各类数据在各时间段的变化次数，将该上一时间步长内各类数据在各时间段的变化次数作为当前时间步长内各类数据在对应时间段的理论系统数据变化次数。

11、在本公开的一个实施例中，所述历史运行数据包括本体设备数据、状态数据和辅助设备数据，所述本体设备数据中的参数包括振动值、温度、电机电流，所述状态数据中的参数包括压力、流量、转速，所述辅助设备数据中的参数包括阀门开度、变频器开度、介质形态，所述历史系统数据包括巡检数据、台账数据、技改数据和定期保养数据四类数据。

12、根据本公开的第二方面实施例，还提供了一种基于数据分析的核电设备健康评估系统，包括：

13、历史数据获取模块，用于确定时间步长，获取上一时间步长内的待评估核电设备的历史运行数据和历史系统数据，所述历史运行数据包括多种参数；

14、历史数据处理模块，用于对所述历史运行数据进行数据清洗以获得目标历史运行数据，对所述历史系统数据进行清洗和分类计算以获得各类的理论系统数据变化次数；

15、影响程度计算模块，用于按照出力比例将所述目标历史运行数据划分成不同的样本数据库，针对每一个样本数据库，选择任一种参数作为原因参数，该样本数据库中所有种参数作为结果参数，利用因果分析算法获得所述结果参数对所述原因参数的影响程度，进而得到各种参数作为原因参数时对应的影响程度；

16、实时数据采集处理模块，用于获取当前时间步长内所述待评估核电设备的实时运行数据和当前系统数据，所述实时运行数据的参数种类与所述历史运行数据的参数种类一致；将所述实时运行数据作为实际结果参数，基于所述实际结果参数和各种参数的所述影响程度获得所有种参数的原因参数预测值，基于所述当前系统数据得到各类的当前系统数据变化次数；

17、健康评估模块，用于基于原因参数预测值、实时运行数据、理论系统数据变化次数和当前系统数据变化次数计算待评估核电设备的健康程度。

18、在本公开的一个实施例中，所述健康评估模块，具体用于：计算所述实时运行数据中各种参数与对应种类参数的原因参数预测值的运行差值；计算各类的理论系统数据变化次数与对应类的当前系统数据变化次数的系统差值；对所述运行差值和所述系统差值自动分配加权指数，进而计算所述待评估核电设备的健康程度。

19、在本公开的一个实施例中，所述历史数据处理模块，具体用于：对所述历史运行数据进行检测分析、初步清洗、属性去重、纠错、数据回写以获得目标历史运行数据；将所述历史系统数据进行清洗和分类，统计各类数据在上一时间步长内的总变化次数；将时间步长平均划分为多个时间段，基于各类数据的总变化次数和时间段数量获得各类数据在各时间段的变化次数，将该上一时间步长内各类数据在各时间段的变化次数作为当前时间步长内各类数据在对应时间段的理论系统数据变化次数。

20、在本公开的一个实施例中，所述历史运行数据包括本体设备数据、状态数据和辅助设备数据，所述本体设备数据中的参数包括振动值、温度、电机电流，所述状态数据中的参数包括压力、流量、转速，所述辅助设备数据中的参数包括阀门开度、变频器开度、介质形态，所述历史系统数据包括巡检数据、台账数据、技改数据和定期保养数据四类数据。

21、根据本公开的第三方面实施例，还提供了一种基于数据分析的核电设备健康评估设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开的第一方面实施例提出的基于数据分析的核电设备健康评估方法。

22、在本公开一个或多个实施例中，确定时间步长，获取上一时间步长内的待评估核电设备的历史运行数据和历史系统数据，历史运行数据包括多种参数；对历史运行数据进行数据清洗以获得目标历史运行数据，对历史系统数据进行清洗和分类计算以获得各类的理论系统数据变化次数；按照出力比例将目标历史运行数据划分成不同的样本数据库，针对每一个样本数据库，选择任一种参数作为原因参数，该样本数据库中所有种参数作为结果参数，利用因果分析算法获得结果参数对原因参数的影响程度，进而得到各种参数作为原因参数时对应的影响程度；获取当前时间步长内待评估核电设备的实时运行数据和当前系统数据，实时运行数据的参数种类与历史运行数据的参数种类一致；将实时运行数据作为实际结果参数，基于实际结果参数和各种参数的影响程度获得所有种参数的原因参数预测值，基于当前系统数据得到各类的当前系统数据变化次数；基于原因参数预测值、实时运行数据、理论系统数据变化次数和当前系统数据变化次数计算待评估核电设备的健康程度。在这种情况下，综合原因参数预测值、实时运行数据、理论系统数据变化次数和当前系统数据变化次数来计算得到待评估核电设备的健康程度，以量化得到设备健康程度。另外，原因参数预测值利用待评估核电设备的历史运行数据结合因果分析算法获得，理论系统数据变化次数利用待评估核电设备的历史系统数据计算得到，充分利用了设备生产运行产生的海量数据，使得后续量化计算设备健康程度时的准确度得到进一步提高，综上利用本公开的方法能够量化设备健康程度且提高健康度评估准确度。

23、本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。