過程變量個數(shù)；
[0064] 在每隔一個步長D時更新一次所述監(jiān)測參數(shù)的歷史訓練數(shù)據(jù);第k次更新后的監(jiān)測 參數(shù)的歷史訓練數(shù)據(jù)為：
[0065]另外，所述標準化處理單元具體用于：
[0066]根據(jù)公式：
[0068] 確定所述標準化歷史訓練數(shù)據(jù)Xi/ ;其中，Xl,/為所述標準化歷史訓練數(shù)據(jù)中第i 行第j列的數(shù)據(jù);xu為歷史訓練數(shù)據(jù)Xk中第i行第j列的數(shù)據(jù);^為第j個過程變量歷史訓練 數(shù)據(jù)的均值;力為第j個過程變量歷史訓練數(shù)據(jù)的標準差。
[0069] 另外，所述標準化歷史訓練數(shù)據(jù)分解單元具體用于：
[0070] 根據(jù)主成分分析方法將所述標準化歷史訓練數(shù)據(jù)Χι/分解為：
[0072]其中，為標準化歷史訓練數(shù)據(jù)X!/在主元子空間中的估計;E為標準化歷史訓練 數(shù)據(jù)Xi/在殘差子空間上的投影，即主成分分析模型的估計殘差矩陣；TeRLXA，T為得分矩 陣，所述得分矩陣表示主成分分析模型的前A個主元對應(yīng)的得分向量組成的矩陣;L為標準 化歷史訓練數(shù)據(jù)長度;PT為載荷矩陣P￡R mXA的轉(zhuǎn)置，所述載荷矩陣P為前A個主元對應(yīng)的負 荷向量組成的矩陣，所述載荷矩陣P所支撐的空間為主元子空間；
[0073]確定所述標準化歷史訓練數(shù)據(jù)Χι/的協(xié)方差矩陣Σ :
[0075]
Jk為第k次更新后的歷 史訓練數(shù)據(jù)長度;為第j個過程變量歷史訓練數(shù)據(jù)的均值;W為第i個過程變量歷史訓練數(shù) 據(jù)的均值。
[0076]此外，所述SPE指標控制限計算單元具體用于：
[0077]根據(jù)公式：
[0079] 確定主成分分析統(tǒng)計量S P E指標控制限其中，

為所述協(xié)方差矩陣Σ的第m-A個特征值;ca為標準正態(tài)分布在置信度水 平α下的閾值;A為主成分分析模型的主元個數(shù);m為所述監(jiān)測參數(shù)的歷史訓練數(shù)據(jù)的過程變 量個數(shù)。
[0080] 此外，所述待測試樣本數(shù)據(jù)處理單元具體用于：
[0081] 確定一時亥ijK的待測試樣本數(shù)據(jù)向量為Y=[yi，y2, . . .，ym];
[0082] 對所述待測試樣本數(shù)據(jù)向量進行列向標準化處理，形成標準化待測試樣本數(shù)據(jù)向 量:疒=[y/，y/，...，y/ ];
內(nèi)為第j個過程變量歷史訓練數(shù)據(jù)的均值;A 為第j個過程變量歷史訓練數(shù)據(jù)的標準差。
[0083]此外，所述SPE指標確定單元具體用于：
[0084] 根據(jù)公式：
[0085] SPEk= 11 (ι-ρρτ)υ7 | |2
[0086] 確定所述待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標SPEk;其中，I為單位矩陣;Ρ為所述載荷矩陣； PTS所述載荷矩陣P e RmXA的轉(zhuǎn)置。
[0087] 此外，所述比較單元具體用于：
[0088] 判斷.S7^ 是否成立；
[0089]所述狀態(tài)確定單元具體用于：
[0090] 在5/^. 成立時，確定煉化過程生產(chǎn)裝置處于異常工況狀態(tài)。
[0091 ]進一步的，該煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測裝置，還包括：
[0092]貢獻率確定單元，用于確定煉化過程生產(chǎn)裝置的各過程變量對SPE指標的貢獻率 Coutf'h ：
[0094] 其中，，為單位矩陣Im的第i列的轉(zhuǎn)置。
[0095] 本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方法及裝置， 通過對標準化歷史訓練數(shù)據(jù)進行主成分分析方法的分解，并確定主成分分析統(tǒng)計量SPE指 標控制限，從而使得在確定待測試樣本數(shù)據(jù)后，能夠根據(jù)待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標與SPE 指標控制限進行比較;從而在待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標大于等于SPE指標控制限時，確定 煉化過程生產(chǎn)裝置處于異常工況狀態(tài)。通過本發(fā)明能夠提高煉化過程異常識別的靈敏度， 針對多工況、過渡過程和慢時變過程，本發(fā)明能夠有效降低誤報警率，避免了當前靜態(tài)的多 元統(tǒng)計模型應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)大范圍的誤報警的問題。
【附圖說明】
[0096] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0097] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方法的 流程圖一；
[0098] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方法的 流程圖二；
[0099] 圖3為本發(fā)明實施例中的脫乙烷塔參數(shù)變化示意圖；
[0100] 圖4為本發(fā)明實施例中的脫乙烷塔SPE指標監(jiān)測示意圖；
[0101] 圖5為本發(fā)明實施例中的脫乙烷塔參數(shù)對SPE指標的貢獻率示意圖；
[0102]圖6為本發(fā)明實施例中的脫乙烷塔靜態(tài)多元統(tǒng)計模型SPE指標監(jiān)測示意圖；
[0103]圖7為本發(fā)明實施例中的脫乙烷塔參數(shù)對靜態(tài)多元統(tǒng)計模型SPE指標的貢獻率示 意圖；
[0104] 圖8為本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測裝置的 結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0105] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0106] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方 法，包括：
[0107] 步驟101、獲取煉化過程生產(chǎn)裝置的監(jiān)測參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。
[0108] 步驟102、確定歷史訓練數(shù)據(jù)的滑動窗口長度和步長。
[0109] 步驟103、根據(jù)所述滑動窗口長度和步長在監(jiān)測參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)中確定歷史訓練 數(shù)據(jù)，并自歷史訓練數(shù)據(jù)的初始歷史訓練數(shù)據(jù)每隔一個步長時間更新一次所述歷史訓練數(shù) 據(jù)。
[0110] 其中，所述初始歷史訓練數(shù)據(jù)為確定歷史訓練數(shù)據(jù)的初始時刻之前的一滑動窗口 長度的歷史數(shù)據(jù)。
[0111] 步驟104、對歷史訓練數(shù)據(jù)進行列向標準化處理，形成標準化歷史訓練數(shù)據(jù)。
[0112] 步驟105、根據(jù)主成分分析方法將標準化歷史訓練數(shù)據(jù)進行分解。
[0113] 步驟106、根據(jù)分解后的標準化歷史訓練數(shù)據(jù)確定主成分分析統(tǒng)計量SPE指標控制 限。
[0114] 步驟107、獲取煉化過程的實時測量數(shù)據(jù)，并將所述實時測量數(shù)據(jù)確定為待測試樣 本數(shù)據(jù)。
[0115] 步驟108、根據(jù)當前更新后的歷史訓練數(shù)據(jù)，確定待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標。
[0116]步驟109、根據(jù)待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標與SPE指標控制限進行比較。
[0117]步驟110、若待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標大于等于SPE指標控制限，確定煉化過程生 產(chǎn)裝置處于異常工況狀態(tài)。
[0118] 本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方法，通過對 標準化歷史訓練數(shù)據(jù)進行主成分分析方法的分解，并確定主成分分析統(tǒng)計量SPE指標控制 限，從而使得在確定待測試樣本數(shù)據(jù)后，能夠根據(jù)待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標與SPE指標控 制限進行比較;從而在待測試樣本數(shù)據(jù)的SPE指標大于等于SPE指標控制限時，確定煉化過 程生產(chǎn)裝置處于異常工況狀態(tài)。通過本發(fā)明能夠提高煉化過程異常識別的靈敏度，針對多 工況、過渡過程和慢時變過程，本發(fā)明能夠有效降低誤報警率，避免了當前靜態(tài)的多元統(tǒng)計 模型應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)大范圍的誤報警的問題。
[0119] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的了解本發(fā)明，下面列舉一個更為詳細的實施例， 如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的一種煉化過程自適應(yīng)數(shù)據(jù)驅(qū)動的早期故障監(jiān)測方法，包 括：
[0120] 步驟201、獲取煉化過程生產(chǎn)裝置的監(jiān)測參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。
[0121] 步驟202、確定歷史訓練數(shù)據(jù)的滑動窗口長度和步長。
[0122] -般情況下，滑動窗口長度可以為L可以根據(jù)煉化過程現(xiàn)場經(jīng)驗選取生產(chǎn)工況平 穩(wěn)運行的數(shù)據(jù)長度作為該滑動窗口長度L。步長D是指每次歷史訓練數(shù)據(jù)更新時窗口數(shù)據(jù)添 加或丟棄的數(shù)據(jù)長度，若工況變化較緩慢則可以適當增加步長D，若工況變化較頻繁可適當 減小步長D。
[0123] 步驟203、確定監(jiān)測參數(shù)的初始歷史訓練數(shù)據(jù)矩陣。
[0124] 此處，監(jiān)測參數(shù)的初始歷史訓練數(shù)據(jù)矩陣可以表示為X,, ei?-，
:其中，1〇為歷史訓練數(shù)據(jù)長度;m為所述監(jiān)測參數(shù)的歷史訓練數(shù) 據(jù)的過程變量個數(shù)。當然，此處的Xo為剔除故障數(shù)據(jù)后的歷史訓練數(shù)據(jù)。
[0125] 步驟204、每隔一個步長D時間更新一次歷史訓練數(shù)據(jù)。
[0126] 隨著滑動窗口滑動，每隔一個步長D時更新一次歷史訓練數(shù)據(jù)，則第k次更新后的