申请/专利权人：中南大学;中电工业互联网有限公司

申请日：2023-11-28

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN117319179B

主分类号：H04L41/0631

分类号：H04L41/0631;H04L67/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2024.01.16#实质审查的生效;2023.12.29#公开

摘要：本申请涉及一种基于机理模型及工业物联网的设备异常监测方法及系统，通过根据获取得到的实时设备数据以及对应的历史故障数据，计算两者之间的相似度，先根据预设故障阈值以及相似度判断实时设备数据是否存在异常，且判断出存在那种故障类型，若存在异常，则再采用对应该故障类型的机理模型根据实时设备数据进行异常检测分析，若异常检测分析结果为设备存在异常，则发送对应设备的告警指令。本方法引入机理模型，在提高异常检测的准确性的同时，还通过大数据分析的方式对应历史数据来判断设备是否可能产生异常以及提前预测存在哪种故障类型，在减小计算频次，提高计算性能的同时，有效减短设备的维修时间。

主权项：1.基于机理模型及工业物联网的设备异常监测系统，其特征在于，包括设备数据采集模块、数据异常判断模块、机理模型分析模块以及设备异常告警模块；所述设备数据采集模块，用于按照预设的接收频率获取实时设备数据，所述实时设备数据包括与对应设备相关的多个运行参数，并将所述实时设备数据发送至所述数据异常判断模块，所述设备数据采用模块同时接收多个设备的实时设备数据；所述数据异常判断模块，用于根据所述实时设备数据提取对应设备的历史故障数据，计算所述历史故障数据与实时设备数据之间的相似度，并根据预设故障阈值以及相似度判断所述实时设备数据是否存在异常,其中，所述设备对应多个故障类型，所述历史故障数据包括设备的出现不同故障类型时各所述运行参数的历史数据，计算所述历史故障数据与实时设备数据之间的相似度时，针对每一种故障类型，计算该种故障类型对应历史数据与所述实时设备数据中各所述运行参数之间的相似度，计算所述相似度采用以下公式：Pm=在上式中，表示一种故障类型对应的第i种运行参数的历史数据，表示所述实时设备数据中的第i种运行参数，n表示所述实时设备数据中运行参数的数量，Pm表示对应一种故障类型时的相似度，根据预设故障阈值以及相似度判断所述实时设备数据是否存在异常，包括：利用所述预设故障阈值分别针对各种故障类型对应的相似度进行判断，若某一故障类型对应的相似度大于等于所述预设故障阈值，则判断所述实时设备数据存在该故障类型的异常，若某一故障类型对应的相似度小于所述预设故障阈值，则判断所述实时设备数据不存在该故障类型的异常，若所述实时设备数据存在某一故障类型的异常，则由所述机理模型分析模块采用对应该设备的机理模型根据所述实时设备数据中与该故障类型相关的运行参数进行异常检测分析，若所述异常检测分析结果为设备存在异常，则将述异常检测分析结果发送至所述设备异常告警模块；所述设备异常告警模块，用于根据所述异常检测分析结果发送对应设备的告警指令；所述设备异常监测系统还包括：连接在所述设备数据采集模块与所述数据异常判断模块之间的数据处理模块，所述数据处理模块，用于将所述设备数据采集模块采集的实时设备数据进行解密及解压后，转换为所述工业物联网异常监测系统可识别的格式得到可识别的实时设备数据，再将所述可识别的实时设备数据发送至所述数据异常判断模块，所述设备数据采集模块还保证数据的安全性和传输性，将设备控制模块下发的数据进行加密、压缩处理，同时将数据采集模块上传的数据进行解密、解压处理；所述设备异常监测系统还包括：设备管理模块和设备控制模块，所述设备管理模块，用于接收设备管理指令，并将所述设备管理指令发送至所述设备控制模块；所述设备控制模块，用于将所述设备管理指令根据设备协议转换成操作指令后，经由所述数据处理模块下发至设备；所述设备管理模块还用于管理设备异常监测系统所有设备，可以查看、添加、删除、编辑设备信息包括设备名称、机理模型匹配、设备SN码，并展示设备位置、设备连接状态、设备运动状态、设备开关信息，通过管理模块页面可以对设备进行控制，控制命令将发送到设备控制模块，由设备控制模块转换成设备操作命令下发；所述设备控制模块用于管理设备协议，解析设备操作命令，将设备上报的数据根据协议进行解析，并将解析出的数据上传至设备管理模块，对设备数据进行更新，同时将设备管理模块下发的设备操作根据设备协议转换成操作指令，通过数据处理模块以及设备连接模块下发到各设备终端，从而实现设备的远程操作；所述设备异常监测系统还包括机理模型管理模块，用于管理机理模型，可以查询、添加、删除、编辑机理模型信息，包括机理模型名称、机理模型参数设置、机理模型参数模板；同时管理机理模型与各设备之间的绑定关系，以及设置机理模型异常监测算法；在设备需要检测异常时，通过机理模型管理模块获取设备与机理模型的绑定关系，并通过对应的机理模型获取计算公式，根据公式计算是否产生故障；所述设备异常监测系统还包括设备连接模块，用于与多个终端设备连接以及数据交换，终端设备通过该模块将设备数据上传到设备采集模块，同时，设备控制模块在需要控制设备时，将控制指令通过设备连接模块下发到设备上来实现控制。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中南大学;中电工业互联网有限公司 基于机理模型及工业物联网的设备异常监测方法及系统

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