一种基于运维数据的水库预警方法及预警系统与流程

1.本发明涉及故障预警技术领域，具体涉及一种基于运维数据的水库预警方法及预警系统。


背景技术：

2.在水库的运行维护中，其内不同的设备具有不同的使用寿命，根据记录的零部件寿命进行巡检和例行维护，理应能保证水库的安全。然而水库在实际运行中，会受到地震的影响，这些地震既可能来源于附近的板块运动，又可能由于自身蓄水引发，强度和频率多样，呈现随机性。在地震的影响下，原有检修安排难以保障水库运行的安全性，若每次地震后均进行全面检测则会极大增加工作量。因此，一种能根据运维情况和地震情况对故障和异常进行预测的方法和系统将能够提高水库安全性，减少经济损失。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于运维数据的水库预警方法及预警系统。解决了现有技术对地震工况下水库的运行安全性难以预测和高效处置的技术问题。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.本发明提供的一种基于运维数据的水库预警方法，包括以下步骤：
6.s1、收集周期t1内的水库及水库相关设施的历史运行数据和历史维修数据；收集周期t1内的历史地震数据；
7.s2、对周期内出现的运行数据和维修数据进行评价并分类；筛选出水库及水库相关设施中满足预警标准的多个运行异常点；
8.s3、分析每个运行异常点与地震的对应关系，生成每个运行异常点的异常预警规则；
9.s4、收集周期tn内的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据；收集周期tn内的历史地震数据，其中，n＝i+1，i为本步骤循环的次数；
10.s5、对步骤s4中收集到历史地震数据进行异常预警规则匹配，得到预测运行异常出现时间表；
11.s6、对步骤s4中收集到的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据与步骤s5中的运行异常出现时间表进行比较；当一个运行异常点的历史异常出现时间早于预测运行异常出现时间时，对该运行异常点就tn的数据修订异常预警规则；当一个运行异常点的预测运行异常出现时间到来后，历史运行数据和历史维修数据证明其未出现异常，对该运行异常点累计一个误报数；当误报数达到m时，对该运行异常点就tn的数据修订异常预警规则；
12.s7、重复步骤s4-s6不少于3m次；其中，m为大于1的整数；
13.s8、根据当前水库及水库相关设施实时记录的运行数据、维修数据和地震数据，以最新的异常预警规则，对每个运行异常点进行实时预测；当有运行异常点被预测到出现运
行异常时，预警系统输出预测运行异常出现时间表并通知运维人员处理；当该运行异常点实际并未出现异常时，对该运行异常点累计一个误报数，当误报数达到m时，对该运行异常点就周期tr的运行数据、维修数据和地震数据修订异常预警规则，其中，周期tr为包含该运行异常点最近m次实际运行异常。
14.可选或优选地，所述周期t1内含有历史运行数据、历史维修数据和历史地震数据的种类应占历史种类的80％以上。
15.可选或优选地，所述步骤s2中评价指标包括异常发生频率、故障率、异常发生后果。
16.可选或优选地，所述步骤s5中的预测运行异常出现时间表内包括每个运行异常点在异常预警规则的计算下会出现运行异常的时间点。
17.可选或优选地，m的取值范围为：5≤m≤30；所述步骤s6和步骤s7中的m取值相同；所述步骤s8中的m取值无须与步骤s6和步骤s7中的m取值相同。
18.可选或优选地，在步骤s6中，同一个运行异常点在每个运行期内只会计入一次误报数。
19.本发明还提供一种水库预警系统，具体包括：
20.历史数据获取模块，用于获取历史运行数据、历史维修数据和历史地震数据；
21.异常预警规则生成模块，用于生成异常预警规则，并利用历史数据获取模块中获取的信息对异常预警规则进行更新修订；
22.实时数据获取模块，用于获取实时运行数据、实时维修数据和实时地震数据；
23.异常运行预警模块，用于判断是否出现运行异常，并且，当异常预警规则根据实时数据获取模块内的数据判断出现运行异常，发出预警通知。
24.可选或优选地，还包括监测模块，用于监测地震强度、地震次数和水库及水库相关设施的运行状态。
25.基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
26.本发明提供的一种基于运维数据的水库预警方法和水库预警系统，能够根据获取的历史运维信息，历史地震信息得到异常预警规则，异常预警规则能根据实际应用不断修订调整，为震后检修点的确定提供了指导，既能提高安全性，避免忽略检修带来经济损失，又能避免频繁、全面检修，节省人力物力。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明的流程图。
具体实施方式
29.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1：
32.如图1所示：
33.本实施例提供的一种基于运维数据的水库预警方法，包括以下步骤：
34.s1、收集周期t1内水库及水库相关设施的历史运行数据和历史维修数据；收集周期t1内的历史地震数据；
35.s2、对周期内出现的运行数据和维修数据进行评价并分类；筛选出水库及水库相关设施中满足预警标准的多个运行异常点；
36.s3、分析每个运行异常点与地震的对应关系，生成每个运行异常点的异常预警规则。
37.s4、收集周期tn内的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据；收集周期tn内的历史地震数据，其中，n＝i+1，i为本步骤循环的次数；
38.s5、对步骤s4中收集到历史地震数据进行异常预警规则匹配，得到预测运行异常出现时间表；
39.s6、对步骤s4中收集到的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据与步骤s5中的运行异常出现时间表进行比较；当一个运行异常点的历史异常出现时间早于预测运行异常出现时间时，对该运行异常点就tn的数据修订异常预警规则；当一个运行异常点的预测运行异常出现时间到来后，历史运行数据和历史维修数据证明其未出现异常，对该运行异常点累计一个误报数e；当误报数e达到10时，对该运行异常点就tn的数据修订异常预警规则，误报数e的初始值为0；
40.s7、重复步骤s4-s6三十次；
41.s8、根据当前水库及水库相关设施实时记录的运行数据、维修数据和地震数据，以最新的异常预警规则，对每个运行异常点进行实时预测；当有运行异常点被预测到出现运行异常时，预警系统输出预测运行异常出现时间表并通知运维人员处理；当该运行异常点实际并未出现异常时，对该运行异常点累计一个误报数，当误报数达到15时，对该运行异常点就周期tr的运行数据、维修数据和地震数据修订异常预警规则，其中，周期tr为包含该运行异常点最近15次实际运行异常。
42.本发明提供的一种水库预警系统，包括，其中：
43.历史数据获取模块，用于获取历史运行数据、历史维修数据和历史地震数据；
44.异常预警规则生成模块，用于生成异常预警规则，并利用历史数据获取模块中获取的信息对异常预警规则进行更新修订；
45.实时数据获取模块，用于获取实时运行数据、实时维修数据和实时地震数据；
46.异常运行预警模块，用于判断是否出现运行异常，并且，当异常预警规则根据实时数据获取模块内的数据判断出现运行异常，发出预警通知。
47.本实施例中，还包括监测模块，用于监测地震强度、地震次数和水库及水库相关设施的运行状态。
48.实施例2：
49.在本实施例中，以满足预警标准的运行异常点a1为例；
50.运行异常点a1在无地震发生时能正常运行的时间为200天(理论寿命)；周期t1的数据显示，运行异常点a1在经历10次2.5-2.9级地震后在第150天检查中确认正常，第180天运行异常(第151天-179天期间不能确认是否正常)；运行异常点a1在经历10次2.0-2.4级地震和10次2.5-2.9级地震后在第150天检查中确认正常，在第170天运行异常；则异常预警规则为每经历10次2.0-2.4级地震理论寿命减少10天，每经历10次2.5-3.0级地震理论寿命减少20天。
51.周期t2的数据显示，运行异常点a1在经历10次2.0-2.4级地震和20次2.5-2.9级地震后在第100天检查中确认正常，在第140天运行异常；而根据此前的异常预警规则显示会在第150天运行异常，由于历史异常出现时间(第140天)早于预测运行异常出现时间(第150天)时，根据周期t2的运维数据重新修订异常预警规则。
52.依次选用t3、t4……
t
30
的运维数据和地震数据修订异常预警规则，当预测运行异常出现时间(第120天)到来后，历史运维数据在第130天的检查中确认正常，此时累计一个误报数，误报数的初始值为0，在下次历史异常出现时间到来前，不会再次累计误报数。当误报数达到10次后，就最近一周期的数据修订运行异常点a1的异常预警规则。

技术特征：
1.一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集周期t1内水库及水库相关设施的历史运行数据和历史维修数据；收集周期t1内的历史地震数据；s2、对周期内出现的运行数据和维修数据进行评价并分类；筛选出水库及水库相关设施中满足预警标准的多个运行异常点；s3、分析每个运行异常点与地震的对应关系，生成每个运行异常点的异常预警规则；s4、收集周期t
n
内的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据；收集周期t
n
内的历史地震数据，其中，n＝i+1，i为本步骤循环的次数；s5、对步骤s4中收集到历史地震数据进行异常预警规则匹配，得到预测运行异常出现时间表；s6、对步骤s4中收集到的运行异常点的历史运行数据和历史维修数据与步骤s5中的运行异常出现时间表进行比较；当一个运行异常点的历史异常出现时间早于预测运行异常出现时间时，对该运行异常点就t
n
的数据修订异常预警规则；当一个运行异常点的预测运行异常出现时间到来后，历史运行数据和历史维修数据证明其未出现异常，对该运行异常点累计一个误报数；当误报数达到m时，对该运行异常点就t
n
的数据修订异常预警规则；s7、重复步骤s4-s6不少于3m次；其中，m为大于1的整数；s8、根据当前水库及水库相关设施实时记录的运行数据、维修数据和地震数据，以最新的异常预警规则，对每个运行异常点进行实时预测；当有运行异常点被预测到出现运行异常时，预警系统输出预测运行异常出现时间表并通知运维人员处理；当该运行异常点实际并未出现异常时，对该运行异常点累计一个误报数，当误报数达到m时，对该运行异常点就周期t
r
的运行数据、维修数据和地震数据修订异常预警规则，其中，周期t
r
为包含该运行异常点最近m次实际运行异常。2.根据权利要求1所述的一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：所述周期t1内含有历史运行数据、历史维修数据和历史地震数据的种类应占历史种类的80％以上。3.根据权利要求1所述的一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：所述步骤s2中评价指标包括异常发生频率、故障率、异常发生后果。4.根据权利要求1所述的一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：所述步骤s5中的预测运行异常出现时间表内包括每个运行异常点在异常预警规则的计算下会出现运行异常的时间点。5.根据权利要求1所述的一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：m的取值范围为：5≤m≤30；所述步骤s6和步骤s7中的m取值相同；所述步骤s8中的m取值无须与步骤s6和步骤s7中的m取值相同。6.根据权利要求1所述的一种基于运维数据的水库预警方法，其特征在于：在步骤s6中，同一个运行异常点在每个运行期内只会计入一次误报数。7.一种水库预警系统，其特征在于：包括：历史数据获取模块，用于获取历史运行数据、历史维修数据和历史地震数据；异常预警规则生成模块，用于生成异常预警规则，并利用历史数据获取模块中获取的信息对异常预警规则进行更新修订；实时数据获取模块，用于获取实时运行数据、实时维修数据和实时地震数据；
异常运行预警模块，用于判断是否出现运行异常，并且，当异常预警规则根据实时数据获取模块内的数据判断出现运行异常，发出预警通知。8.根据权利要求7所述的一种水库预警系统，其特征在于：还包括监测模块，用于监测地震强度、地震次数和水库及水库相关设施的运行状态。

技术总结
本发明提供一种基于运维数据的水库预警方法及预警系统，该预警方法包括收集历史数据；生成异常预警规则；根据不同周期数据修订异常预警规则；使用最新的异常预警规则进行预警。本发明为地震发生后检修点的确定提供了指导，既能提高安全性，避免忽略检修带来经济损失，又能避免频繁、全面检修，节省人力、物力。物力。物力。


技术研发人员：关国杰 石荣荣 赵宇 王国旭 宋世军
受保护的技术使用者：成都市水利电力勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/6/26