CN113296485A - 一种故障根源获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种故障根源获取方法和装置，该方法包括：将当前故障与故障搜索树中的根节点相比较，以确定出故障搜索树中与当前故障相匹配的根节点作为目标根节点；在故障搜索树中以目标根节点为起点搜索根据目标根节点衍生出的每一条故障分支；以历史运行记录为判断依据对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取当前故障的最终故障原因；最终故障原因为一条或多条故障分支的中间节点或叶子节点对应的故障原因。通过该实施例方案，能够在发生故障的第一时间定位故障发生的原因，以快速采取必要的预防措施，避免了事故的扩大化。

Description

一种故障根源获取方法及装置

技术领域

本申请涉及故障排除技术，尤指一种故障根源获取方法及装置。

背景技术

火电机组在生产运行过程中，由于设备自身性能的劣化、运行人员的误操作、电气系统故障以及控制系统上的缺陷等原因，经常会导致各类典型故障的发生，如给水泵内漏、磨出口风压异常、磨煤机满煤、给水泵转速异常、温变速率异常等故障。当故障发生后，运行人员和热控人员为了找出故障触发的根本原因，需根据自身积累的对故障判断和处理的经验，调取相关测点的历史运行曲线和数据，从故障点向上逐级进行搜索、排查和确认，进行历史追溯，直至找到故障发生的最终原因。

但是此过程每级节点的原因众多，检索过程非常繁琐，而且是否能找到故障发生的根本原因，或者找到故障发生根本原因的快慢很大程度上取决于处理人员的认知和经验水平。如果处理人员认知水平较低，缺乏处理经验，可能耗费很长时间也无法查找到故障发生的根本原因，而且就算是经验非常丰富的处理人员，有的时候也需要花费几十分钟的时间才能找到故障发生的根本原因。

这种人工检索历史数据的方式费时费力，还不一定得到正确的判断结果，影响事故处理的效率，从而影响正常的发电生产过程。

发明内容

本申请实施例提供了一种故障根源获取方法及装置，能够在发生故障的第一时间快速定位故障发生的原因，以快速采取必要的预防措施进行故障处理，避免事故的扩大化。

本申请实施例提供了一种故障根源获取方法，所述方法可以包括：

将当前故障与预设的故障搜索树中的一个或多个根节点相比较，以确定出所述故障搜索树中与所述当前故障相匹配的根节点，作为目标根节点；

在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支；

以历史运行记录为判断依据，对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因；所述最终故障原因为一条或多条故障分支的中间节点或叶子节点对应的故障原因；

其中，所述故障搜索树中的每个根节点对应一种故障状态类型；每个根节点衍生出一条或多条故障分支，每条故障分支从根节点开始依次包括多层节点，中间层的节点为中间节点，最底层节点为叶子节点；一条故障分支的每层节点中包括一个或多个中间节点；每条故障分支中的每个中间节点和叶子节点为依次衍生出的可能导致上一层节点所对应的故障状态的可能故障原因，叶子节点为每条故障分支的最后一级节点。

在本申请的示例性实施例中，所述以历史运行记录为判断依据对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因可以包括：

在每一条故障分支中每搜索到一层中间节点，针对该层中间节点中的每个中间节点，查询该中间节点对应的预设时长内的历史运行记录，以确定所述历史运行记录中是否发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态；

当确定所述历史运行记录中发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态时，依次查询该中间节点下对应的每条子故障分支；

直至查询到一条或多条子故障分支的叶子节点，将该叶子节点对应的故障状态作为所述当前故障的最终故障原因；或者，查询到一条或多条子故障分支的一个中间节点，该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态在所述历史运行记录中发生过，且引起该中间节点的故障状态的下一级中间节点对应的故障状态在所述历史运行记录中未发生过，则将该中间节点对应的故障状态作为所述当前故障的一个最终故障原因。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当确定将任意的中间节点对应的故障状态作为所述当前故障的一个最终故障原因时，停止对当前故障分支或当前子故障分支的搜索。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：将曾经搜索过的任意中间节点、叶子结点、故障分支以及子故障分支标记为已搜索；和/或，

当通过多条故障分支和/或子故障分支确定出多个最终故障原因时，对多个最终故障原因进行统计和归类，并剔除相同的最终故障原因。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：

在通过一条故障分支和/或子故障分支确定出一个最终故障原因后，检测所述故障搜索树中除当前故障分支和/或子故障分支以外的其他故障分支和/或子故障分支中是否存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点；

当检测出所述其他故障分支和/或子故障分支中存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点时，将所述其他故障分支和/或子故障分支中的该中间节点或叶子节点均标记为已搜索并且搜索出故障；

在对所述其他故障分支和/或子故障分支进行搜索时，根据标记跳过对所述中间节点或叶子节点的搜索。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树；所述故障信息数据库可以包括：专家知识库和/或历史运行记录。

在本申请的示例性实施例中，所述预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树可以包括：

根据所述故障信息数据库获取生产场景中存在的多种故障状态类型，并将每一个故障状态类型作为所述故障搜索树的一个根节点；

从所述故障信息数据库中获取每种故障状态类型对应的一种或多种可能故障原因，并逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点；

其中，上下级中间节点、叶子结点以及中间节点和/或叶子结点之间的因果关系形成一条故障分支；每条故障分支中能够包含一个或多个子故障分支。

在本申请的示例性实施例中，所述逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点可以包括：

将所述一种或多种可能故障原因对应的故障状态标记为第一级故障状态；

依据每个第一级故障状态为当前故障信息建立一条故障分支，并将每个第一级故障状态作为当前故障信息引出的一条故障分支中的第一级中间节点；

针对每个所述第一级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第一级故障状态的故障原因；

当任意的第一级中间节点存在引起所述第一级故障状态的故障原因时，如果引起所述第一级故障状态的故障原因为一个，则延伸当前第一级中间节点对应的故障分支，将该一个故障原因作为该故障分支的第二级中间节点；如果引起所述第一级故障状态的故障原因为多个，则以该第一级中间节点为起点，引出相应的多条子故障分支，并将该多个故障原因分别作为多条子故障分支上的第二级中间节点；

继续针对每个所述第二级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第二级故障状态的故障原因，并在存在引起所述第二级故障状态的故障原因时，继续根据引起所述第二级故障状态的故障原因的个数不同建立第三级中间节点；直至获取每条故障分支或每条子故障分支的叶子结点；

其中，当针对任意一级中间节点，不存在引起该级故障状态的故障原因时，将该级故障状态作为所在的故障分支或子故障分支的最终故障原因，并将该级中间节点作为所在的故障分支或子故障分支的叶子结点。

在本申请的示例性实施例中，所述在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支可以包括：

对全部故障分支进行逐条搜索，当确定通过当前故障分支未获取所述最终故障原因时，将当前故障分支标记为已搜索并标记未搜索出故障状态，并且进入下一条故障分支的搜索；或者，

同时对全部故障分支进行并行搜索。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，从故障信息数据库中搜索所述当前故障的一个或多个可能故障原因以及最终故障原因，并将确定出的每一级故障原因和所述最终故障原因添加到所述故障搜索树中；或者，

当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，发出人工检查提醒。

本申请实施例还提供了一种故障根源获取装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任意一项所述的故障根源获取方法。

与相关技术相比，本申请可以包括：将当前故障与预设的故障搜索树中的一个或多个根节点相比较，以确定出所述故障搜索树中与所述当前故障相匹配的根节点，作为目标根节点；在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支；以历史运行记录为判断依据，对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因；所述最终故障原因为一条或多条故障分支的中间节点或叶子节点对应的故障原因；其中，所述故障搜索树中的每个根节点对应一种故障状态类型；每个根节点衍生出一条或多条故障分支，每条故障分支从根节点开始依次包括多层节点，中间层的节点为中间节点，最底层节点为叶子节点；一条故障分支的每层节点中包括一个或多个中间节点；每条故障分支中的每个中间节点和叶子节点为依次衍生出的可能导致上一层节点所对应的故障状态的可能故障原因，叶子节点为每条故障分支的最后一级节点。通过该实施例方案，能够在发生故障的第一时间快速定位故障发生的原因，以快速采取必要的预防措施进行故障处理，避免了事故的扩大化。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的故障根源获取方法流程图；

图2为本申请实施例的故障搜索树示意图；

图3为本申请实施例的预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树的方法示意图；

图4为本申请实施例的逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点的方法示意图；

图5为本申请实施例的电厂汽机机组的故障搜索树示意图；

图6为本申请实施例的以历史运行记录为判断依据对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因的方法示意图；

图7为本申请实施例的故障根源获取装置组成框图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

本申请实施例提供了一种故障根源获取方法，如图1所示，所述方法可以包括S101-S103：

S101、将当前故障与预设的故障搜索树中的一个或多个根节点相比较，以确定出所述故障搜索树中与所述当前故障相匹配的根节点，作为目标根节点。

在本申请的示例性实施例中，为了能够在生产机组(如火电机组)设备及子系统发生故障的第一时间快速定位故障发生的原因，快速进行故障处理和恢复，并采取必要的预防措施，避免事故的扩大化，本申请提出了基于故障树(即上述的故障搜索树)深度搜索的设备故障根源自动分析方法。

在本申请的示例性实施例中，如图2所示，所述故障搜索树中的每个根节点对应一种故障状态类型；每个根节点衍生出一条或多条故障分支，每条故障分支从根节点开始依次包括多层节点，中间层的节点为中间节点，最底层节点为叶子节点；一条故障分支的每层节点中包括一个或多个中间节点；每条故障分支中的每个中间节点和叶子节点为依次衍生出的可能导致上一层节点所对应的故障状态的可能故障原因，叶子节点为每条故障分支的最后一级节点。

在本申请的示例性实施例中，树是一种特别的数据结构，如图2所示，树上的基本元素有节点和边，根据节点的种类，分为树根(即根节点)、叶子节点和中间节点。其中，没有父节点的称之为树根，没有子结点的称之为叶子节点。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树；所述故障信息数据库可以包括：专家知识库和/或历史运行记录。

在本申请的示例性实施例中，可以根据典型设备故障的专家经验(如专家知识库)和机器运行过程中的历史运行记录(包含多种历史故障状态记录)，将专家知识库和历史运行记录中的故障信息转换为设备故障的树模型，即上述的故障搜索树。

在本申请的示例性实施例中，如图3所示，所述预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树可以包括S201-S202：

S201、根据所述故障信息数据库获取生产场景中存在的多种故障状态类型，并将每一个故障状态类型作为所述故障搜索树的一个根节点。

S202、从所述故障信息数据库中获取每种故障状态类型对应的一种或多种可能故障原因，并逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点；其中，上下级中间节点、叶子结点以及中间节点和/或叶子结点之间的因果关系形成一条故障分支；每条故障分支中能够包含一个或多个子故障分支。

在本申请的示例性实施例中，如图4所示，所述逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点可以包括S301-S305：

S301、将所述一种或多种可能故障原因对应的故障状态标记为第一级故障状态；

S302、依据每个第一级故障状态为当前故障信息建立一条故障分支，并将每个第一级故障状态作为当前故障信息引出的一条故障分支中的第一级中间节点；

S303、针对每个所述第一级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第一级故障状态的故障原因；

S304、当任意的第一级中间节点存在引起所述第一级故障状态的故障原因时，如果引起所述第一级故障状态的故障原因为一个，则延伸当前第一级中间节点对应的故障分支，将该一个故障原因作为该故障分支的第二级中间节点；如果引起所述第一级故障状态的故障原因为多个，则以该第一级中间节点为起点，引出相应的多条子故障分支，并将该多个故障原因分别作为多条子故障分支上的第二级中间节点；

S305、继续针对每个所述第二级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第二级故障状态的故障原因，并在存在引起所述第二级故障状态的故障原因时，继续根据引起所述第二级故障状态的故障原因的个数不同建立第三级中间节点；直至获取每条故障分支或每条子故障分支的叶子结点；

其中，当针对任意一级中间节点，不存在引起该级故障状态的故障原因时，将该级故障状态作为所在的故障分支或子故障分支的最终故障原因，并将该级中间节点作为所在的故障分支或子故障分支的叶子结点。

在本申请的示例性实施例中，根据不同的故障类型，故障原因可能存在一级或多级，例如，二级、三级、四级、五级……等等，在此，对于具体级数不做限制，直至找到每一个故障分支或子故障分支的叶子结点。

在本申请的示例性实施例中，如图5所示，可以以电厂汽机机组为例来说明故障搜索树的建立方法。

在本申请的示例性实施例中，电厂汽机机组的故障可以包括：AGC(自动发电控制)切手动故障、给水泵跳闸故障、磨煤机满煤故障等多种故障类型；这些故障类型可以分别作为故障搜索树的一个根节点。

在本申请的示例性实施例中，引起AGC切手动故障的原因可以包括：负荷指令跟踪故障、操作人员手动切除AGC故障、AGC方式不允许以及单阀顺序阀切换故障，这些故障可以分别作为AGC切手动故障这一根节点的多个第一级中间节点，并在多个第一级中间节点处分别描述负荷指令跟踪故障、操作人员手动切除AGC故障、AGC方式不允许以及单阀顺序阀切换故障等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，引起AGC方式不允许的原因可以包括：AGC指令越限以及AGC指令品质坏等故障；这些故障可以分别作为AGC方式不允许这一第一级中间节点的多个第二级中间节点，并在这多个第二级中间节点处分别描述AGC指令越限以及AGC指令品质坏等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，引起负荷指令跟踪故障的原因可以包括：迫降RD(快速降负荷)指令故障、RB(RUNBACK快速减负荷)触发故障以及协调方式退出故障；这些故障可以分别作为负荷指令跟踪故障这一第一级中间节点的多个第二级中间节点，并在这多个第二级中间节点处分别描述迫降RD指令故障、RB触发故障以及协调方式退出故障等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，引起RB触发故障的原因可以包括：送风机RB故障、引风机RB故障、一次风机RB故障、空预器RB故障给水泵RB故障以及燃料RB故障；这些故障可以分别作为RB触发故障这一第二级中间节点的多个第三级中间节点，并在这多个第三级中间节点处分别描述送风机RB故障、引风机RB故障、一次风机RB故障、空预器RB故障给水泵RB故障以及燃料RB故障等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，由于送风机RB故障、引风机RB故障、一次风机RB故障、空预器RB故障给水泵RB故障以及燃料RB故障等多个第三级中间节点后续没有第四级节点，因此，这些第三级中间节点即为故障搜索树的叶子结点。

在本申请的示例性实施例中，引起协调方式退出故障的原因可以包括：锅炉主控切手动故障以及汽机主控切手动故障；这些故障可以分别作为协调方式退出故障这一第二级中间节点的多个第三级中间节点，并在这多个第三级中间节点处分别描述锅炉主控切手动故障以及汽机主控切手动故障等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，引起锅炉主控切手动故障的原因可以包括：主汽压力设定值与实际值偏差大于3MPa、功率品质坏、主汽压力品质坏、高调节级后压力品质坏、汽包压力品质坏以及手动投入汽机跟随故障；这些故障可以分别作为锅炉主控切手动故障这一第三级中间节点的多个第四级中间节点，并在这多个第四级中间节点处分别描述主汽压力设定值与实际值偏差大于3MPa、功率品质坏、主汽压力品质坏、高调节级后压力品质坏、汽包压力品质坏以及手动投入汽机跟随故障等故障状态。

在本申请的示例性实施例中，由于主汽压力设定值与实际值偏差大于3MPa、功率品质坏、主汽压力品质坏、高调节级后压力品质坏、汽包压力品质坏以及手动投入汽机跟随故障等多个第四级中间节点后续没有第五级节点，因此，这些第四级中间节点即为故障搜索树的叶子结点。

在本申请的示例性实施例中，在建立上述故障搜索树的基础上，可以将获得的当前故障作为输入信息，将该当前故障分别与故障搜索树中的多个根节点相比较，以初步确定出确定当前故障的故障类型。

S102、在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支。

在本申请的示例性实施例中，所述在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支可以包括：

对全部故障分支进行逐条搜索，当确定通过当前故障分支未获取所述最终故障原因时，将当前故障分支标记为已搜索并标记未搜索出故障状态，并且进入下一条故障分支的搜索；或者，

同时对全部故障分支进行并行搜索。

在本申请的示例性实施例中，为了提高搜索精度，可以依据不同的故障分支逐条搜索，为了提高搜索速度，可以同时对多条故障分支进行搜索。

在本申请的示例性实施例中，如图2所示，从初始状态(根节点)出发，如果A状态可以到达B状态，并且B状态没有访问过，就称B状态是A状态的子状态。在搜索过程中，所有的状态，都是由初始状态到达的，初始状态就是根节点，对于同一个状态，只需要访问1次，也就是说，如果一次搜索过程中由N个不同的状态，那么总共进行了N-1次转移。

在本申请的示例性实施例中，在一些故障搜索问题中，故障搜索树的各个层级，各个故障分支(和/或各个子故障分支)之间的顺序是不固定的，不同的搜索顺序会产生不同的故障搜索树形态，其规模大小也相差甚远。

在本申请的示例性实施例中，为了提高搜索效率，可以预先对各个层级以及各个故障分支进行设计，获取最优搜索路径。

S103、以历史运行记录为判断依据，对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因；所述最终故障原因为一条或多条故障分支的中间节点或叶子节点对应的故障原因。

在本申请的示例性实施例中，可以通过触发故障信息数据库(即上述的专家知识库和/或历史运行记录)获取设备故障历史数据，从而确定设备故障根源。即：发生故障后，在大型历史数据库(即上述的故障信息数据库)中一定时间范围内逐级搜索发生过故障的节点，形成一条故障链路，直至最终定位故障发生的根源。下面将对故障搜索过程进行详细介绍。

在本申请的示例性实施例中，如图6所示，所述以历史运行记录为判断依据对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因可以包括S401-S403：

S401、在每一条故障分支中每搜索到一层中间节点，针对该层中间节点中的每个中间节点，查询该中间节点对应的预设时长内的历史运行记录，以确定所述历史运行记录中是否发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态；

S402、当确定所述历史运行记录中发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态时，依次查询该中间节点下对应的每条子故障分支；

S403、直至查询到一条或多条子故障分支的叶子节点，将该叶子节点对应的故障状态作为所述当前故障的最终故障原因；或者，查询到一条或多条子故障分支的一个中间节点，该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态在所述历史运行记录中发生过，且引起该中间节点的故障状态的下一级中间节点对应的故障状态在所述历史运行记录中未发生过，则将该中间节点对应的故障状态作为所述当前故障的一个最终故障原因。

在本申请的示例性实施例中，可以针对不同的故障类型，分别建立它的故障搜索树，该故障搜索树中仅包含一个根节点，即仅针对一种类型的故障类型进行搜索；也可以仅建立一个具有多个根节点的故障搜索树，该故障搜索树中可以包含多个根节点，针对多种类型的故障类型进行搜索；根节点即为发生的相应的故障类型，该根节点的子节点即为导致该故障最直接的原因，依次类推，故障搜索树的某个中间节点或叶子节点即为导致该故障发生的原因，其中，如果叶子节点对应的故障状态在历史运行记录中发生过，则该叶子节点为当前故障的根源(即根本原因)，如果叶子节点对应的故障状态在历史运行记录中未发生过，而搜索到的中间节点对应的故障状态在历史运行记录中发生过，则可以将该中间节点作为发生当前故障的根源(即根本原因)。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当确定将任意的中间节点对应的故障状态作为所述当前故障的一个最终故障原因时，停止对当前故障分支或当前子故障分支的搜索。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：将曾经搜索过的任意中间节点、叶子结点、故障分支以及子故障分支标记为已搜索；和/或，

当通过多条故障分支和/或子故障分支确定出多个最终故障原因时，对多个最终故障原因进行统计和归类，并剔除相同的最终故障原因。

在本申请的示例性实施例中，通过对已搜索的中间节点、叶子结点、故障分支以及子故障分支进行标记，避免了重复搜索，提高了搜索效率。

在本申请的示例性实施例中，通过记录每个状态(每个节点对应的故障状态)的搜索结果，在需要重复遍历一个状态时，可以直接检索并返回结果。

在本申请的示例性实施例中，通过对对多个最终故障原因进行统计和归类，并剔除相同的最终故障原因，可以使得故障排除过程中提高故障排除效率。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：

在通过一条故障分支和/或子故障分支确定出一个最终故障原因后，检测所述故障搜索树中除当前故障分支和/或子故障分支以外的其他故障分支和/或子故障分支中是否存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点；

当检测出所述其他故障分支和/或子故障分支中存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点时，将所述其他故障分支和/或子故障分支中的该中间节点或叶子节点均标记为已搜索并且搜索出故障；

在对所述其他故障分支和/或子故障分支进行搜索时，根据标记跳过对所述中间节点或叶子节点的搜索。

在本申请的示例性实施例中，通过该实施例方案，能够在故障搜索过程中避免重复搜索，提高搜索效率。

在本申请的示例性实施例中，在搜索过程中，如果能够判定从故障搜索树的当前节点上沿着某几条不同的故障分支到达的叶子结点(该叶子节点对应的故障状态被证明发生过)是等效的，那么可以只对其中的一条分支执行搜索。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，从故障信息数据库中搜索所述当前故障的一个或多个可能故障原因以及最终故障原因，并将确定出的每一级故障原因和所述最终故障原因添加到所述故障搜索树中；或者，

当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，发出人工检查提醒。

在本申请的示例性实施例中，可以避免无搜索结果而陷入死循环，并可以及时丰富故障信息数据库。

本申请实施例还提供了一种故障根源获取装置1，如图7所示，可以包括处理器11和计算机可读存储介质12，所述计算机可读存储介质12中存储有指令，当所述指令被所述处理器11执行时，实现上述任意一项所述的故障根源获取方法。

在本申请的示例性实施例中，在常规DCS(分布式控制系统)系统上新增大型实时历史数据库(即上述的故障信息数据库)、高级计算引擎(实现处理器11中的数据处理和计算)，通过ICS平台网络架构完成数据交互，以实现上述的故障根源获取方法。

在本申请的示例性实施例中，具体实现过程可以包括：

1、在DCS系统上新增部署高效的大型实时历史数据库、高级计算引擎，为实现生产过程(如火电生产过程)故障根源自动分析方法提供硬件平台；

2、在高级计算引擎上安装根源分析软件，根据故障信息数据库(如专家经验)，在根源分析软件中搭建多条故障链，形成故障搜索树。

3、在实际生产过程中与历史数据库进行数据交互，当故障点发生时，即对故障搜索树的各个子节点进行追溯，直至成功追溯到表示故障根本原因的节点(如叶子节点)，形成一条完整的故障链。

4、弹出报警信号，连接到可视化界面，操作人员可以看到故障发生的根本原因及故障发展的整个链条。

在本申请的示例性实施例中，至少包括以下优势：

1、快速性：可以快速定位到故障发生的根本原因，相比较人工追溯检索，大大减少检索故障的时间，为及时处理故障，恢复正常生产提供了强大的支撑。

2、精确性：基于丰富的专家知识库，内嵌了大量的专家经验，可以精准定位故障发生的根本原因，并将故障链条以画面形式展示出来，清晰明确。

3、通用性：对于某些类型的生产运行厂家(火电厂)来说，内部的专家知识库具有广泛的通用性，可以在不同的厂家之间应用实施。

4、简易性：由于专家库积累了大量的实际专家经验，从而可以降低对处理人员经验的要求，处理故障简单易行。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种故障根源获取方法，其特征在于，所述方法包括：

将当前故障与预设的故障搜索树中的一个或多个根节点相比较，以确定出所述故障搜索树中与所述当前故障相匹配的根节点，作为目标根节点；

在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支；

以历史运行记录为判断依据，对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因；所述最终故障原因为一条或多条故障分支的中间节点或叶子节点对应的故障原因；

其中，所述故障搜索树中的每个根节点对应一种故障状态类型；每个根节点衍生出一条或多条故障分支，每条故障分支从根节点开始依次包括多层节点，中间层的节点为中间节点，最底层节点为叶子节点；一条故障分支的每层节点中包括一个或多个中间节点；每条故障分支中的每个中间节点和叶子节点为依次衍生出的可能导致上一层节点所对应的故障状态的可能故障原因，叶子节点为每条故障分支的最后一级节点。

2.根据权利要求1所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述以历史运行记录为判断依据对搜索到的故障分支中的中间节点和/或叶子点所描述的可能故障原因对应的故障状态进行验证，根据验证结果逐级确定出当前故障的每一级故障原因，直至获取所述当前故障的最终故障原因包括：

在每一条故障分支中每搜索到一层中间节点，针对该层中间节点中的每个中间节点，查询该中间节点对应的预设时长内的历史运行记录，以确定所述历史运行记录中是否发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态；

当确定所述历史运行记录中发生过与该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态时，依次查询该中间节点下对应的每条子故障分支；

直至查询到一条或多条子故障分支的叶子节点，将该叶子节点对应的故障状态作为所述当前故障的最终故障原因；或者，查询到一条或多条子故障分支的一个中间节点，该中间节点所描述的可能故障原因对应的故障状态在所述历史运行记录中发生过，且引起该中间节点的故障状态的下一级中间节点对应的故障状态在所述历史运行记录中未发生过，则将该中间节点对应的故障状态作为所述当前故障的一个最终故障原因。

3.根据权利要求2所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述方法还包括：将曾经搜索过的任意中间节点、叶子结点、故障分支以及子故障分支标记为已搜索；和/或，

当通过多条故障分支和/或子故障分支确定出多个最终故障原因时，对多个最终故障原因进行统计和归类，并剔除相同的最终故障原因。

4.根据权利要求2所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述方法还包括：

在通过一条故障分支和/或子故障分支确定出一个最终故障原因后，检测所述故障搜索树中除当前故障分支和/或子故障分支以外的其他故障分支和/或子故障分支中是否存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点；

当检测出所述其他故障分支和/或子故障分支中存在与当前检测出的最终故障原因具有相同故障状态的中间节点或叶子节点时，将所述其他故障分支和/或子故障分支中的该中间节点或叶子节点均标记为已搜索并且搜索出故障；

在对所述其他故障分支和/或子故障分支进行搜索时，根据标记跳过对所述中间节点或叶子节点的搜索。

5.根据权利要求1所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述方法还包括：预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树；所述故障信息数据库包括：专家知识库和/或历史运行记录。

6.根据权利要求5所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述预先根据故障信息数据库创建所述故障搜索树包括：

根据所述故障信息数据库获取生产场景中存在的多种故障状态类型，并将每一个故障状态类型作为所述故障搜索树的一个根节点；

从所述故障信息数据库中获取每种故障状态类型对应的一种或多种可能故障原因，并逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点；

其中，上下级中间节点、叶子结点以及中间节点和/或叶子结点之间的因果关系形成一条故障分支；每条故障分支中能够包含一个或多个子故障分支。

7.根据权利要求6所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述逐级获取引起所述一种或多种可能故障原因所对应的故障状态的可能故障原因，将每一级中可能故障原因对应的故障状态作为相应级的中间节点或叶子节点包括：

将所述一种或多种可能故障原因对应的故障状态标记为第一级故障状态；

依据每个第一级故障状态为当前故障信息建立一条故障分支，并将每个第一级故障状态作为当前故障信息引出的一条故障分支中的第一级中间节点；

针对每个所述第一级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第一级故障状态的故障原因；

当任意的第一级中间节点存在引起所述第一级故障状态的故障原因时，如果引起所述第一级故障状态的故障原因为一个，则延伸当前第一级中间节点对应的故障分支，将该一个故障原因作为该故障分支的第二级中间节点；如果引起所述第一级故障状态的故障原因为多个，则以该第一级中间节点为起点，引出相应的多条子故障分支，并将该多个故障原因分别作为多条子故障分支上的第二级中间节点；

继续针对每个所述第二级中间节点，依据所述故障信息数据库的存储内容确定是否存在引起所述第二级故障状态的故障原因，并在存在引起所述第二级故障状态的故障原因时，继续根据引起所述第二级故障状态的故障原因的个数不同建立第三级中间节点；直至获取每条故障分支或每条子故障分支的叶子结点；

其中，当针对任意一级中间节点，不存在引起该级故障状态的故障原因时，将该级故障状态作为所在的故障分支或子故障分支的最终故障原因，并将该级中间节点作为所在的故障分支或子故障分支的叶子结点。

8.根据权利要求1所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述在所述故障搜索树中以所述目标根节点为起点搜索根据所述目标根节点衍生出的每一条故障分支包括：

对全部故障分支进行逐条搜索，当确定通过当前故障分支未获取所述最终故障原因时，将当前故障分支标记为已搜索并标记未搜索出故障状态，并且进入下一条故障分支的搜索；或者，

同时对全部故障分支进行并行搜索。

9.根据权利要求1所述的故障根源获取方法，其特征在于，所述方法还包括：当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，从故障信息数据库中搜索所述当前故障的一个或多个可能故障原因以及最终故障原因，并将确定出的每一级故障原因和所述最终故障原因添加到所述故障搜索树中；或者，

当从所述故障搜索树中未能搜索到当前故障的最终故障原因时，发出人工检查提醒。

10.一种故障根源获取装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1-9任意一项所述的故障根源获取方法。

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