CN113413568B - 一种消防水压异常监测系统及无监督异常检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防水压异常监测系统，包括压力传感器、通信网络、数据中心、报警装置，数据中心内设置有存储模块和中控模块，所述存储模块用以存储压力传感器监测到的数据，所述中控模块用以对压力传感器采集到的数据进行数据分析。本发明通过中控模块对单个检测周期内的压力值进行整合，生成压力值函数图像，中控模块对函数图像进行分析，判断单个检测周期内是否存在上下文异常/集体异常，充分检测管道内水压情况，确保消防水管的正常使用。

Description

一种消防水压异常监测系统及无监督异常检测方法

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，尤其涉及一种消防水压异常监测系统及无监督异常检测方法。

背景技术

消防给水设施日常不会使用，只有在发生火灾或是其他一些紧急情况时才会进行使用，为了确保消防给水设施可以正常运行，需要确保消防给水设施具有足够的水压，为此，每隔一定时间需要对消防给水设施进行水压检测，以确定消防给水设施具备足够的水压。

上下文异常是在时间序列内偏离预期模式的序列。如果孤立地看，它们可能在该信号的预期值范围内。当与周围的背景信息对比，上下文异常是对正常情况的偏离。集体异常是对一组数据进行观察从而发现的异常。集体异常中的单点数据可能是异常的，也可能不是异常的，只有当他们作为一个群体出现时，他们才算是异常。目前的水压监测系统，通常是依托传感器进行压力检测，通过设置阈值进行压力值的异常发现。该方法只能实现单点异常的检测，但不能检测上下文异常、集体异常情况。

发明内容

为此，本发明提供一种消防水压异常监测系统及无监督异常检测方法，用以克服现有技术中只能对水压进行单点异常的检测，不能检测上下文异常、集体异常情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种消防水压异常监测系统，包括，

压力传感器，其与待监测的供水管网道相连，用以采集管道内的水压数据；

通信网络，其与所述压力传感器相连，用以传递压力传感器采集到的数据；

数据中心，其与所述通信网络相连，数据中心内设置有存储模块和中控模块，所述存储模块用以存储压力传感器监测到的数据，所述中控模块用以对压力传感器采集到的数据进行数据分析；

报警装置，其与是数据中心相连，当数据中心判断数据异常时，所述报警装置进行报警提醒；

所述压力传感器采集管道内任意时刻的压力值，并将采集的结果传递至中控模块，中控模块对采集的压力值进行分析，判断其是否为单点异常；

当采集到的压力值不为单点异常时，所述存储模块记录检查周期内所有的压力值，所述中控模块对单个检测周期内的压力值进行整合，生成压力值函数图像，中控模块对函数图像进行分析，判断单个检测周期内是否存在上下文异常/集体异常；

当单个检测周期内与自身比不存在上下文异常/集体异常时，所述存储模块记录一个循环周期内多个检测周期的函数图像，并进行图像整合，中控模块对整合后的图像进行分析，判断是否存在单个检测周期整体集体异常。

进一步地，当采用所述监测系统进行水压监测时，所述压力传感器实时监测管道内水压A并将检测结果通过所述通信网络传递至中控模块，所述中控模块内设有第一水压参数A1和第二水压参数A2，所述中控模块将检测到的水压数值A与第一水压参数A1和第二水压参数A2进行对比，

当A≤A1时，所述中控模块判定水压值过低，管道内水压出现单点异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警；

当A1＜A≤A2时，所述中控模块判定水压值范围正常，中控模块将对所述存储模块发出指令对水压值A进行存储；

当A＞A2时，所述中控模块判定水压值过高，管道内水压出现单点异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

进一步地，其特征在于，在水压值A范围正常且水压值A的下一个监测水压值A’范围正常时，所述中控模块计算水压值A与水压值A’的差值的绝对值ΔA1，ΔA1＝∣A-A’∣，中控模块内还设有水压差值的绝对值参数ΔAz，中控模块将计算的差值的绝对值ΔA1与水压差值的绝对值参数ΔAz进行对比，

当ΔA1≤ΔAz时，所述中控模块判定水压值A与水压值A’的变化值在合理范围内；

当ΔA1＞ΔAz时，所述中控模块判定水压值A与水压值A’的变化值不在合理范围内，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

进一步地，所述中控模块内还设有单个检查周期t内的压力变化函数Ab＝f(tz),其中，tz表示单个检查周期t内的任一时刻，Ab表示tz时刻管道内的水压值；

所述压力传感器监测单个检查周期t1内的所有压力值，并将各监测值传递至所述存储模块，中控模块对单个检查周期t1内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A1b＝f(t1z)，其中，t1z表示单个检查周期t1内的任一时刻，A1b表示t1z时刻管道内的水压值；

所述中控模块将函数图A1b＝f(t1z)与压力变化函数Ab＝f(tz)进行比对，当函数图A1b＝f(t1z)中出现偏离预期的压力变化函数Ab＝f(tz)的数值时，所述中控模块判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

进一步地，当将函数图A1b＝f(t1z)与压力变化函数Ab＝f(tz)进行比对时，将压力变化函数Ab＝f(tz)的幅度与频率进行调节，使得Ab＝f(tz)与A1b＝f(t1z)的振幅、频率分别相同，将Ab＝f(tz)图像进行平移，使得Ab＝f(tz)的峰值点与A1b＝f(t1z)峰值点重合；

所述中控模块将调节后的Ab＝f(tz)图像与A1b＝f(t1z)图像进行对比，当A1b＝f(t1z)图像中出现与Ab＝f(tz)图像走势不同的数据时，所述中控模块判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

进一步地，当A1b＝f(t1z)图像与Ab＝f(tz)图像走势相同时，中控模块计算t1z内任意时刻t1x对应的压力值A1x与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值Ax值的差值的绝对值ΔAx，ΔAx＝∣A1x-Ax∣，所述中控模块内设有函数图像压力值差值评价参数D，中控模块将ΔAx与压力值差值评价参数D进行对比，

当ΔAx≤D时，所述中控模块判定任意时刻t1x的压力值在合理范围；

当ΔAx＞D时，所述中控模块判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围。

进一步地，当中控模块判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围时，所诉中控模块对A1b＝f(t1z)图像内所有压力值与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值进行差值的绝对值计算，并通过计算确定压力值不在合理范围的图像段，中控模块对不合理范围的图像段进行标注，中控模块判定该图像段集体异常，中控模块启动报警装置进行报警。

进一步地，当中控模块判定任意时刻t1x的压力值均在合理范围时，所述存储模块对A1b＝f(t1z)图像进行存储，并存储调节后的Ab＝f(tz)图像，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C1；

在压力传感器监测下个检查周期t2内的所有压力值，所述中控模块对单个检查周期t2内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A2b＝f(t2z)，中控模块按照上述A1b＝f(t1z)图像与压力变化函数Ab＝f(tz)对比的方法将A2b＝f(t2z)与函数Ab＝f(tz)进行对比；

所述存储模块对根据A2b＝f(t2z)进行调节的Ab＝f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C2；

所述存储模块对根据检查周期t3时段内的压力变化函数图A3b＝f(t3z)进行调节的Ab＝f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C3；

所述中控模块对一个大循环周期T内的Ab＝f(tz)图像进行整合，生成图像总图G0，其中，对于大循环周期T，T(t1，t2，t3，t4…tn)，对于图像总图G0，G0(C1,C2,C3,C4…Cn)；

所述中控模块对图像总图G0进行分析，当图像总图G0中明显出现图像段Ci不符合整体走势时，所述中控模块判定图像段Ci集体异常，中控模块启动报警装置进行报警。

一种应用于上述消防水压异常监测系统的无监督异常检测方法，包括：

步骤一：收集一批水压历史数据序列，对序列进行预处理；

步骤二：将补全后的历史数据序列按照策略分割成多个时序片段；

步骤三：搭建变分自编码器，并将自编码器嵌入至中控模块，中控模块从自编码器中获取压力变化函数Ab＝f(tz)；

步骤四，压力传感器获取待检测管道的压力数据，并将数据通过通信网络传递至数据中心，数据中心对管道的压力数据进行分析，判定管道的压力状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，当采集到的压力值不为单点异常时，所述存储模块记录检查周期内所有的压力值，所述中控模块对单个检测周期内的压力值进行整合，生成压力值函数图像，中控模块对函数图像进行分析，判断单个检测周期内是否存在上下文异常/集体异常，充分检测管道内水压情况，确保消防水管的正常使用。

进一步地，所述压力传感器采集管道内任意时刻的压力值，并将采集的结果传递至中控模块，中控模块对采集的压力值进行分析，判断其是否为单点异常；通过对任一时刻的水压数据进行监测，并设置水压参数值，判定管道内水压是否在合理范围，当水压不在合理范围时，启动报警装置进行报警，防止水压过高使管道破损，也防止水压过低影像管道的正常使用。

进一步地，在水压值A范围正常且水压值A的下一个监测水压值A’范围正常时，所述中控模块计算水压值A与水压值A’的差值的绝对值ΔA1，通过检查相邻两次水压值的差值的绝对值，判定管道内水压是否出现突变，防止出现压力突变值导致水管受损，影像消防管道的正常使用。

进一步地，所述压力传感器监测单个检查周期t1内的所有压力值，并将各监测值传递至所述存储模块，中控模块对单个检查周期t1内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A1b＝f(t1z)，其中，t1z表示单个检查周期t1内的任一时刻，A1b表示t1z时刻管道内的水压值；所述中控模块将函数图A1b＝f(t1z)与压力变化函数Ab＝f(tz)进行比对，对每个数值孤立的看，有可能各数值均在阈值范围内，通过将单个检查周期内的图像与预设的图像进行对比，增加压力值周围信息对比过程，以确定上下文异常情况，确保消防管道的正常使用。

尤其，当A1b＝f(t1z)图像与Ab＝f(tz)图像走势相同时，中控模块计算t1z内任意时刻t1x对应的压力值A1x与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值Ax值的差值的绝对值ΔAx，即使水压函数图像的走势与预设图像的走势相仿，也有可能出现预设值与实际值差值过大的可能，对图像内的各数值进行对比，以探索符合图像走势但差值过大水压值，确保消防管道的正常使用。

尤其，当中控模块判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围时，所诉中控模块对A1b＝f(t1z)图像内所有压力值与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值进行差值的绝对值计算，并通过计算确定压力值不在合理范围的图像段，中控模块对不合理范围的图像段进行标注，中控模块判定该图像段集体异常，中控模块启动报警装置进行报警。因为Ab＝f(tz)与A1b＝f(t1z)的振幅、频率分别相同且Ab＝f(tz)的峰值点与A1b＝f(t1z)峰值点重合，且A1b＝f(t1z)为连续性的函数图像，所以当存在任意时刻t1x的压力值不在合理范围时亦存在压力值不在合理范围的图像段，中控模块通过对整体图像进行差值的绝对值进行对比，以确定集体异常的图像段，确保消防管道的正常使用。

尤其，当单个检测周期内与自身比不存在上下文异常/集体异常时，所述存储模块记录一个循环周期内多个检测周期的函数图像，并进行图像整合，中控模块对整合后的图像进行分析，判断是否存在单个检测周期整体集体异常，通过对设置大循环周期，并对大循环周期内的图像进行检测分析，防止出现一个时间段内集体异常而被判定正常的现象，确保消防管道的正常使用。

附图说明

图1为本发明所述消防水压异常监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，本发明所述消防水压异常监测系统的结构示意图。

本发明公布一种消防水压异常监测系统，包括，压力传感器1、通信网络2、数据中心3、报警装置4，其中，

压力传感器1，其与待监测的供水管网5道相连，用以采集管道内的水压数据；

通信网络2，其与所述压力传感器1相连，用以传递压力传感器1采集到的数据；

数据中心3，其与所述通信网络2相连，数据中心3内设置有存储模块31和中控模块32，所述存储模块31用以存储压力传感器1监测到的数据，所述中控模块32用以对压力传感器1采集到的数据进行数据分析；

报警装置4，其与是数据中心3相连，当数据中心3判断数据异常时，所述报警装置4进行报警提醒；

当采用所述监测系统进行水压监测时，所述压力传感器1实时监测管道内水压A并将检测结果通过所述通信网络2传递至中控模块32，所述中控模块32内设有第一水压参数A1和第二水压参数A2，所述中控模块32将检测到的水压数值A与第一水压参数A1和第二水压参数A2进行对比，

当A≤A1时，所述中控模块32判定水压值过低，管道内水压出现单点异常，中控模块32向所述报警装置4发出指令，报警装置4进行报警；

当A1＜A≤A2时，所述中控模块32判定水压值范围正常，中控模块32将对所述存储模块31发出指令对水压值A进行存储；

当A＞A2时，所述中控模块32判定水压值过高，管道内水压出现单点异常，中控模块32向所述报警装置4发出指令，报警装置4进行报警；

通过对任一时刻的水压数据进行监测，并设置水压参数值，判定管道内水压是否在合理范围，当水压不在合理范围时，启动报警装置4进行报警，防止水压过高使管道破损，也防止水压过低影像管道的正常使用。

在水压值A范围正常且水压值A的下一个监测水压值A’范围正常时，所述中控模块32计算水压值A与水压值A’的差值的绝对值ΔA1，ΔA1＝∣A-A’∣，中控模块32内还设有水压差值的绝对值参数ΔAz，中控模块32将计算的差值的绝对值ΔA1与水压差值的绝对值参数ΔAz进行对比，

当ΔA1≤ΔAz时，所述中控模块32判定水压值A与水压值A’的变化值在合理范围内；

当ΔA1＞ΔAz时，所述中控模块32判定水压值A与水压值A’的变化值不在合理范围内，中控模块32向所述报警装置4发出指令，报警装置4进行报警；

通过检查相邻两次水压值的差值的绝对值，判定管道内水压是否出现突变，防止出现压力突变值导致水管受损，影像消防管道的正常使用。

所述中控模块32内还设有单个检查周期t内的压力变化函数Ab＝f(tz),其中，tz表示单个检查周期t内的任一时刻，Ab表示tz时刻管道内的水压值；

所述压力传感器1监测单个检查周期t1内的所有压力值，并将各监测值传递至所述存储模块31，中控模块32对单个检查周期t1内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A1b＝f(t1z)，其中，t1z表示单个检查周期t1内的任一时刻，A1b表示t1z时刻管道内的水压值；

所述中控模块32将函数图A1b＝f(t1z)与压力变化函数Ab＝f(tz)进行比对，当函数图A1b＝f(t1z)中出现偏离预期的压力变化函数Ab＝f(tz)的数值时，所述中控模块32判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块32向所述报警装置4发出指令，报警装置4进行报警。

对每个数值孤立的看，有可能各数值均在阈值范围内，通过将单个检查周期内的图像与预设的图像进行对比，增加压力值周围信息对比过程，以确定上下文异常情况，确保消防管道的正常使用。

当将函数图A1b＝f(t1z)与压力变化函数Ab＝f(tz)进行比对时，将压力变化函数Ab＝f(tz)的幅度与频率进行调节，使得Ab＝f(tz)与A1b＝f(t1z)的振幅、频率分别相同，将Ab＝f(tz)图像进行平移，使得Ab＝f(tz)的峰值点与A1b＝f(t1z)峰值点重合；

所述中控模块32将调节后的Ab＝f(tz)图像与A1b＝f(t1z)图像进行对比，当A1b＝f(t1z)图像中出现与Ab＝f(tz)图像走势不同的数据时，所述中控模块32判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块32向所述报警装置4发出指令，报警装置4进行报警。

当A1b＝f(t1z)图像与Ab＝f(tz)图像走势相同时，中控模块32计算t1z内任意时刻t1x对应的压力值A1x与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值Ax值的差值的绝对值ΔAx，ΔAx＝∣A1x-Ax∣，所述中控模块32内设有函数图像压力值差值评价参数D，中控模块32将ΔAx与压力值差值评价参数D进行对比，

当ΔAx≤D时，所述中控模块32判定任意时刻t1x的压力值在合理范围；

当ΔAx＞D时，所述中控模块32判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围。

即使水压函数图像的走势与预设图像的走势相仿，也有可能出现预设值与实际值差值过大的可能，对图像内的各数值进行对比，以探索符合图像走势但差值过大水压值，确保消防管道的正常使用。

当中控模块32判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围时，所诉中控模块32对A1b＝f(t1z)图像内所有压力值与Ab＝f(tz)图像内对应的压力值进行差值的绝对值计算，并通过计算确定压力值不在合理范围的图像段，中控模块32对不合理范围的图像段进行标注，中控模块32判定该图像段集体异常，中控模块32启动报警装置4进行报警。

集体异常是对一组数据进行观察从而发现的异常。集体异常中的单点数据可能是异常的，也可能不是异常的，只有当他们作为一个群体出现时，他们才算是异常，因为Ab＝f(tz)与A1b＝f(t1z)的振幅、频率分别相同且Ab＝f(tz)的峰值点与A1b＝f(t1z)峰值点重合，且A1b＝f(t1z)为连续性的函数图像，所以当存在任意时刻t1x的压力值不在合理范围时亦存在压力值不在合理范围的图像段，中控模块32通过对整体图像进行差值的绝对值进行对比，以确定集体异常的图像段，确保消防管道的正常使用。

当中控模块32判定任意时刻t1x的压力值均在合理范围时，所述存储模块31对A1b＝f(t1z)图像进行存储，并存储调节后的Ab＝f(tz)图像，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C1；

在压力传感器1监测下个检查周期t2内的所有压力值，所述中控模块32对单个检查周期t2内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A2b＝f(t2z)，中控模块32按照上述A1b＝f(t1z)图像与压力变化函数Ab＝f(tz)对比的方法将A2b＝f(t2z)与函数Ab＝f(tz)进行对比；

所述存储模块31对根据A2b＝f(t2z)进行调节的Ab＝f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C2；

所述存储模块31对根据检查周期t3时段内的压力变化函数图A3b＝f(t3z)进行调节的Ab＝f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab＝f(tz)图像为C3；

所述中控模块32对一个大循环周期T内的Ab＝f(tz)图像进行整合，生成图像总图G0，其中，对于大循环周期T，T(t1，t2，t3，t4…tn)，对于图像总图G0，G0(C1,C2,C3,C4…Cn)；

所述中控模块32对图像总图G0进行分析，当图像总图G0中明显出现图像段Ci不符合整体走势时，所述中控模块32判定图像段Ci集体异常，中控模块32启动报警装置4进行报警。

通过对设置大循环周期，并对大循环周期内的图像进行检测分析，防止出现一个时间段内集体异常而被判定正常的现象，确保消防管道的正常使用。

一种应用于上述消防水压异常检测系统的无监督异常检测方法，包括：

步骤一：收集一批水压历史数据序列，对序列进行预处理。预处理包括：(1)对序列中的缺失值进行插值处理，补全缺失值。

步骤二：将补全后的历史数据序列按照策略分割成多个时序片段。策略为：时序片段长度设置为n，其中n必须为偶数，然后采用滑窗法进行分割，滑窗的步进设置为m，其中m>＝1并且m<＝n/2，m视数据中心的处理能力而定，m越小，则分割后的片段数目更多，需要更强大的计算资源，训练后的自编码器性能更好。

步骤三：搭建变分自编码器，并将自编码器嵌入至中控模块，中控模块从自编码器中获取压力变化函数Ab＝f(tz)；

步骤四，压力传感器获取待检测管道的压力数据，并将数据通过通信网络传递至数据中心，数据中心对管道的压力数据进行分析，判定管道的压力状态。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消防水压异常监测系统，其特征在于，包括，

压力传感器，其与待监测的供水管网道相连，用以采集管道内的水压数据；

通信网络，其与所述压力传感器相连，用以传递压力传感器采集到的数据；

数据中心，其与所述通信网络相连，数据中心内设置有存储模块和中控模块，所述存储模块用以存储压力传感器监测到的数据，所述中控模块用以对压力传感器采集到的数据进行数据分析；

报警装置，其与是数据中心相连，当数据中心判断数据异常时，所述报警装置进行报警提醒；

所述压力传感器采集管道内任意时刻的压力值，并将采集的结果传递至所述中控模块，中控模块对采集的压力值进行分析，判断其是否为单点异常；

当采集到的压力值不为单点异常时，所述存储模块记录检查周期内所有的压力值，所述中控模块对单个检测周期内的压力值进行整合，生成压力值函数图像，中控模块对函数图像进行分析，判断单个检测周期内是否存在上下文异常/集体异常;

所述压力传感器监测单个检查周期t1内的所有压力值，并将各监测值传递至所述存储模块，中控模块对单个检查周期t1内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A1b=f(t1z)，其中，t1z表示单个检查周期t1内的任一时刻，A1b表示t1z时刻管道内的水压值；

所述中控模块内还设有单个检查周期t内的压力变化函数Ab=f(tz),其中，tz表示单个检查周期t内的任一时刻，Ab表示tz时刻管道内的水压值；

所述中控模块将函数图A1b=f(t1z)与压力变化函数Ab=f(tz)进行比对，当函数图A1b=f(t1z)中出现偏离预期的压力变化函数Ab=f(tz)的数值时，所述中控模块判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警；

在将函数图A1b=f(t1z)与压力变化函数Ab=f(tz)进行比对前，所述中控模块对压力变化函数Ab=f(tz)的幅度与频率进行调节，并对Ab=f(tz)曲线进行整体平移，使得A1b=f(t1z)图像与Ab=f(tz)图像峰值点重合，中控模块对A1b=f(t1z)图像与Ab=f(tz)图像进行对比，根据图像的走势，判断单个检查周期t1内是否出现上下文异常；

当不存有上下文异常时，所述中控模块计算t1z内任意时刻t1x对应的压力值A1x与Ab=f(tz)图像内对应的压力值Ax值的差值的绝对值ΔAx，并根据ΔAx的数值判断任意时刻t1x的压力值是否在合理范围；中控模块通过计算确定所有压力值不在合理范围的图像段，并判定该图像段集体异常；

当单个检测周期内与自身比不存在上下文异常/集体异常时，所述存储模块记录一个循环周期内多个检测周期的函数图像，并进行图像整合，中控模块对整合后的图像进行分析，判断是否存在单个检测周期整体集体异常。

2.根据权利要求1所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，当采用所述监测系统进行水压监测时，所述压力传感器实时监测管道内水压A并将检测结果通过所述通信网络传递至中控模块，所述中控模块内设有第一水压参数A1和第二水压参数A2，所述中控模块将检测到的水压数值A与第一水压参数A1和第二水压参数A2进行对比，

当A≤A1时，所述中控模块判定水压值过低，管道内水压出现单点异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警；

当A1＜A≤A2时，所述中控模块判定水压值范围正常，中控模块将对所述存储模块发出指令对水压值A进行存储；

当A＞A2时，所述中控模块判定水压值过高，管道内水压出现单点异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

3.根据权利要求2所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，在水压值A范围正常且水压值A的下一个监测水压值A’范围正常时，所述中控模块计算水压值A与水压值A’的差值的绝对值rA1，rA1=∣A-A’∣，中控模块内还设有水压差值的绝对值参数rAz，中控模块将计算的差值的绝对值rA1与水压差值的绝对值参数rAz进行对比，

当rA1≤rAz时，所述中控模块判定水压值A与水压值A’的变化值在合理范围内；

当rA1＞rAz时，所述中控模块判定水压值A与水压值A’的变化值不在合理范围内，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

4.根据权利要求3所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，当将函数图A1b=f(t1z)与压力变化函数Ab=f(tz)进行比对时，将压力变化函数Ab=f(tz)的幅度与频率进行调节，使得Ab=f(tz)与A1b=f(t1z)的振幅、频率分别相同；

所述中控模块将调节后的Ab=f(tz)图像与A1b=f(t1z)图像进行对比，当A1b=f(t1z)图像中出现与Ab=f(tz)图像走势不同的数据时，所述中控模块判定单个检查周期t1内出现上下文异常，中控模块向所述报警装置发出指令，报警装置进行报警。

5.根据权利要求4所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，当A1b=f(t1z)图像与Ab=f(tz)图像走势相同时，中控模块计算t1z内任意时刻t1x对应的压力值A1x与Ab=f(tz)图像内对应的压力值Ax值的差值的绝对值ΔAx，ΔAx=∣A1x-Ax∣，所述中控模块内设有函数图像压力值差值评价参数D，中控模块将ΔAx与压力值差值评价参数D进行对比，

当ΔAx≤D时，所述中控模块判定任意时刻t1x的压力值在合理范围；

当ΔAx＞D时，所述中控模块判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围。

6.根据权利要求5所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，当中控模块判定任意时刻t1x的压力值不在合理范围时，所诉中控模块对A1b=f(t1z)图像内所有压力值与Ab=f(tz)图像内对应的压力值进行差值的绝对值计算，并通过计算确定压力值不在合理范围的图像段，中控模块对不合理范围的图像段进行标注，中控模块判定该图像段集体异常，中控模块启动报警装置进行报警。

7.根据权利要求6所述的消防水压异常监测系统，其特征在于，当中控模块判定任意时刻t1x的压力值均在合理范围时，所述存储模块对A1b=f(t1z)图像进行存储，并存储调节后的Ab=f(tz)图像，记调节后的Ab=f(tz)图像为C1;

在压力传感器监测下个检查周期t2内的所有压力值，所述中控模块对单个检查周期t2内的所有压力值进行分析，获得压力变化函数图A2b=f(t2z)，中控模块按照上述A1b=f(t1z)图像与压力变化函数Ab=f(tz)对比的方法将A2b=f(t2z)与函数Ab=f(tz)进行对比；

所述存储模块对根据A2b=f(t2z)进行调节的Ab=f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab=f(tz)图像为C2;

所述存储模块对根据检查周期t3时段内的压力变化函数图A3b=f(t3z)进行调节的Ab=f(tz)图像进行存储，记调节后的Ab=f(tz)图像为C3;

所述中控模块对一个大循环周期T内的Ab=f(tz)图像进行整合，生成图像总图G0，其中，对于大循环周期T，T（t1，t2，t3，t4…tn），对于图像总图G0，G0（C1,C2,C3,C4…Cn）;

所述中控模块对图像总图G0进行分析，当图像总图G0中明显出现图像段Ci不符合整体走势时，所述中控模块判定图像段Ci集体异常，中控模块启动报警装置进行报警。

8.一种应用于权利要求1-7任意一项所述消防水压异常监测系统的无监督异常检测方法，其特征在于，包括：

步骤一：收集一批水压历史数据序列，对序列进行预处理；

步骤二：将补全后的历史数据序列按照策略分割成多个时序片段；

步骤三：搭建变分自编码器，并将自编码器嵌入至中控模块，中控模块从自编码器中获取压力变化函数Ab=f(tz)；

步骤四，压力传感器获取待检测管道的压力数据，并将数据通过通信网络传递至数据中心，数据中心对管道的压力数据进行分析，判定管道的压力状态。

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