CN114970221B - 一种工业设备的系统动力学模型的处理方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业设备的系统动力学模型的处理方法、装置及设备，其中，所述方法包括：获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系；其中，一个节点对应一个指标变量；获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型。本发明的方案能够降低系统动力学模型的复杂度，提高基于系统动力学模型进行数据分析的效率。

Description

一种工业设备的系统动力学模型的处理方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及工业设备数据信息处理技术领域，特别是指一种工业设备的系统动力学模型的处理方法、装置及设备。

背景技术

工业设备的系统动力学模型表达了领域运行机理的关键要素和驱动关系，可以根据研究问题决定模型复杂度，目的是为了提高跨领域交流效率与信息正确性；

在现有的系统动力学模型中，有很多变量是不可观测量的，对于机器学习课题来说，不可观测量的变量的作用有限，限定了变量间关系结构，降低了变量组合空间；同时，过多的不可观测的变量致使模型太复杂，不能清晰表示主要变量间的关系，由于数据分析更关心变量间的驱动关系，复杂的模型结构增加了数据分析的难度，同时过多的不可观测的变量在数据分析时会带来干扰和大计算量，导致分析工作效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业设备的系统动力学模型的处理方法、装置及设备，以降低系统动力学模型的复杂度，提高基于系统动力学模型的及逆行数据分析的效率及精确度。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种工业设备的系统动力学模型的处理方法，包括：

获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系；其中，一个节点对应一个指标变量；

获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

根据各节点之间的拓扑关系和每个节点的出度和入度，识别所述系统动力学模型中节点间形成的通路上的锚定量节点与终点量节点，所述锚定量节点的入度为0，所述终点量节点的出度为0；

在所述系统动力学模型中，删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点，得到系统动力学模型中间图；

根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，所述目标过渡节点包括以下至少一种：

中间过渡节点，所述中间过渡节点是入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的前向节点和后续节点中至少一个是不可观测指标变量对应的节点；

合并过渡节点，所述合并过渡节点是出度为1，入度大于1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点；

相互影响过渡节点，所述相互影响过渡节点是两个不可观测指标变量对应的两个节点，且该两个节点互为彼此的前向节点和后续节点。

可选的，根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

在所述系统动力学模型中间图中，识别所述中间过渡节点，并对所述中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；

在所述第一系统动力学模型中间图中，识别所述合并过渡节点，并对所述合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；

在所述第二系统动力学模型中间图中，识别所述相互影响过渡节点，并对所述相互影响过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，对所述中间过渡节点进行简化处理，包括：

如果多个所述中间过渡节点形成一个过渡段，保留所述过渡段中首个中间过渡节点，并添加从所述首个中间过渡节点到所述过渡段中最后中间过渡节点的后续节点的单向连接线；

如果所述中间过渡节点是孤立的，则将该中间过渡节点删除，并添加从该中间过渡节点的入度到出度的单向连接线。

可选的，对所述合并过渡节点进行简化处理，包括：

删除所述合并过渡节点，并添加从该合并过渡节点的入度到出度的单向连接线。

可选的，对所述相互影响过渡节点进行简化处理，包括：

将所述相互影响过渡节点合并为一个目标节点，所述目标节点中保留所述相互影响过渡节点的所有入度和出度的单向连接线。

本发明的实施例还提供一种工业设备的系统动力学模型的处理装置，包括：

第一获取模块，用于获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系，其中，一个节点对应一个指标变量；

第二获取模块，用于获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

处理模块，用于根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型。

本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上述所述的方法。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述所述的方法。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

通过获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系；其中，一个节点对应一个指标变量；获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型，降低了系统动力学模型的复杂度，提高了基于系统动力学模型进行数据分析的效率及准确度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的工业设备的系统动力学模型的处理方法流程图；

图2是本发明一可选实施例提供的磨煤机工作原理图；

图3是本发明一可选实施例提供的磨煤机的系统动力学模型示意图；

图4是图3中指标变量替换为节点的系统动力学模型示意图；

图5是本发明一可选实施例提供的系统动力学模型中间图；

图6是本发明一可选实施例提供的第一系统动力学模型中间图；

图7是本发明一可选实施例提供的目标系统动力学模型中间图；

图8是本发明一可选实施例提供的简化后的目标系统动力学模型示意图；

图9是本发明一可选实施例提供的系统动力学模型具体简化流程示意图；

图10是本发明实施例提供的系统动力学模型的处理装置的模块框示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的实施例提供一种工业设备的系统动力学模型的处理方法，包括：

步骤11，获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系；其中，一个节点对应一个指标变量；

步骤12，获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

步骤13，根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型。

该实施例中，所述系统动力学模型中包括：多个节点以及多个节点之间的拓扑关系，其中，所述多个节点中的每个节点分别对应一个用于描述工业设备的指标变量，所述系统动力学模型中的节点是为便于描述不同指标变量间的逻辑关系，而对指标变量进行替换得到的；

所述拓扑关系表示所述系统动力学模型中各节点对应的指标变量之间的因果关系和反馈结构，也即是所述拓扑关系中的各个节点表示所述工业设备在生产应用过程中的每个指标变量间的有向驱动关系以及每个指标变量在所述系统动力学模型中的位置；

多个节点对应的多个指标变量包括：不可观测的指标变量和可观测的指标变量，所述可观测的指标变量表示可以通过相关设备或仪器测得的变量，所述不可观测的指标变量表示不能直接测得的变量，且需要根据其他可观测的指标变量或不可观测的指标变量之间的因果关系获得的；在所述系统动力学模型中，除不可观测的指标变量对应的节点外，其余节点为可观测的指标变量对应的节点；

以磨煤机控制系统为例，磨煤机控制系统包括给煤机转速控制、磨煤机一次风量控制和磨煤机出口温度控制，通常多台磨煤机公用一个一次热/冷风管道，如图2所示时磨煤机的控制系统工作原理图，其对应的系统动力学模型如图3所示，图中实线框内表示可观测的指标变量，虚线框内表示不可观测的指标变量，有向连接线表示不同指标变量间的逻辑驱动关系，例如“磨煤机内存煤量”、“磨煤机内煤粉量”、“磨煤机内热量”、“风环气流速度”等不可观测指标变量是刻画磨煤机行为的重要状态变量，也是“进出口风压差”、“出口粉温”等很多可测指标变量的重要的驱动因素。

如图4所示，为表征清晰起见，这里仅仅考虑不同指标变量间的拓扑关系，忽略指标变量的名称，在所述系统动力学模型中以具有编号的节点来表示不同的指标变量，其中，可观测的指标变量对应的节点用实线圆表示，不可观测的指标变量对应的节点用虚线圆表示，有向连接线表示不同指标变量间的逻辑驱动关系，例如“磨煤机内存煤量”、“磨煤机内煤粉量”、“磨煤机内热量”、“风环气流速度”等不可观测指标变量分别对应节点5、节点19、节点25、节点11；

在所述拓扑关系中获取每个节点的出度和入度，其中，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，从所述当前节点添加到所述当前节点的直接后续节的单向连接线，形成所述当前节点与所述当前节点的直接后续节点的有向连接关系；所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数，从所述当前节点的直接前向节点添加到所述当前节点的单向连接线，形成所述当前节点的直接前向节点与所述当前节点的有向连接关系；依次类推，形成多个节点间的有向连接关系；其中，所述当前节点、所述当前节点的直接前向节点以及所述当前节点的直接后续节点是依据工业设备在运行过程中的对应的指标变量间的因果关系确定的；

根据所述系统动力学模型中的多个节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，在不改变各指标变量间关系结构的前提下，对所述系统动力学模型进行简化处理，以降低所述系统动力学模型的复杂度，降低基于所述系统动力学模型进行数据分析时的工作量，进一步提高数据分析的效率及准确度。

本发明的一可选实施例中，所述步骤13，可以包括：

步骤131，根据各节点之间的拓扑关系和每个节点的出度和入度，识别所述系统动力学模型中节点间形成的通路上的锚定量节点与终点量节点，所述锚定量节点的入度为0，所述终点量节点的出度为0；

步骤132，在所述系统动力学模型中，删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点，得到系统动力学模型中间图；

步骤133，根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

该实施例中，在所述多个节点形成的拓扑关系中，每个节点均有至少一个前向节点或至少一个后续节点；

以磨煤机控制系统为例，如图4所示，根据所述拓扑关系，计算并获取每个节点的出度和入度数量，下表1为统计的每个节点的出度、入度数量；

节点编号	出度	入度
			1	3	0
2	1	1
			3	1	1
4	1	1
			5	2	2
6	0	3
			7	2	1
8	2	1
			9	1	1
10	3	2
			11	1	1
12	2	0
			13	2	3
14	1	1
			15	4	3
16	1	0
			17	1	0
18	0	1
			19	1	2
20	2	2
			21	1	1
22	1	1
			23	1	1
24	1	1
			25	2	5
26	1	1
			27	1	1
28	1	2
			29	1	0
30	1	1
			31	2	2
32	0	1

表1、节点出度入度统计表

进一步的将出度为0的节点确定为称为终点量节点，将入度为0的节点确定为锚定量节点，例如：节点6、节点18、节点32为终点量节点，节点1、节点12、节点16、节点17、节点29为锚定量节点；

在所述系统动力学模型中，当所述终点量节点对应的指标变量为不可观测时，此时可以删除该终点量节点，以及该终点量节点与对应的前向节点间的连接线，以避免后续不必要的冗余统计分析，例如终点量节点32；所述锚定量节点不论其对应的指标变量为可测还是不可观测，均保留所述锚定量节点，以保证所述系统动力学模型中指标变量间的逻辑因果关系的完整性，保证后续统计分析的准确性；

在删除不可观测指标变量对应的终点量节点之后，获得所述系统动力学模型的系统动力学模型中间图，如图5所示；所述系统动力学模型中间图与所述系统动力学模型相比减少了不可观测的终点量节点，所述系统动力学模型中间图中的各节点间的拓扑关系与所述系统动力学模中除不可观测的终点量节点以外的其他各节点间的拓扑关系相同；

根据所述系统动力学模型中间图中各节点间的拓扑关系，以及各节点的出度和入度，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，进一步降低模型的复杂度，提高后续基于目标系统动力学模型进行数据分析的准确度及效率；

这里所述目标过渡节点可以是所述系统动力学模型中间图中的过渡节点，也可以是基于所述系统动力学模型中间图进行相关简化处理的过程中获得的过渡节点。

本发明的一可选实施例中，对所述目标过渡节点进行说明，所述目标过渡节点可以包括中间过渡节点、合并过渡节点和相互影响过渡节点中的至少一种；

这里以磨煤机控制系统为例，如图4所示，所述中间过渡节点是入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点，同时该节点的前向节点和后续节点中至少一个是不可观测指标变量对应的节点，如图4中的节点11、14、21、22、23、24、27、30均为中间过渡节点；

所述合并过渡节点是出度为1，入度大于1的不可观测指标变量对应的节点，同时该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点，如图5中的节点13、19、28均为合并过渡节点；

所述相互影响过渡节点是两个不可观测指标变量对应的两个节点，且该两个节点互为彼此的前向节点和后续节点，也即是所述相互影响的过渡节点包含两个不可观测的节点，且该两个节点护卫彼此的前向节点和后续节点，该两个节点间的有向连接线是双向的，如图6中的节点5和节点15为相互影响过渡节点，节点22和节点25为相互影响过渡节点；

上述实施例以磨煤机控制系统为例，应当知道的，在其他工业设备的控制系统中，所述目标过渡节点也可以不仅限于这三种。

本发明的一可选实施例中，所述步骤133，可以包括：

步骤1331，在所述系统动力学模型中间图中，识别所述中间过渡节点，并对所述中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；

步骤1332，在所述第一系统动力学模型中间图中，识别所述合并过渡节点，并对所述合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；

步骤1333，在所述第二系统动力学模型中间图中，识别所述相互影响过渡节点，并对所述相互影响过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

该实施例中，在所述系统动力学模型中间图中，根据当前节点的出度和入度，以及当前节点的前向节点或后续节点的类型（是不可观测指标变量对应的节点还是可观测指标变量对应的节点），识别所述系统动力学模型中间图中的所有节点，并对识别出的中间过渡节点进行简化处理，获得第一系统动力学模型的中间图，如图5所示；

进一步的，在所述第一系统动力学模型中间图中，根据当前节点的出度和入度，以及当前节点的后续节点的类型（是不可观测指标变量对应的节点还是可观测指标变量对应的节点），识别所述第一系统动力学模型中间图中的所有节点，并对识别出的合并过渡节点进行简化处理，获得第二系统动力学模型的中间图，如图6所示；

进一步的，在所述第二系统动力学模型中间图中，根据相邻两个节点类型（是不可观测指标变量对应的节点还是可观测指标变量对应的节点），以及当前两个节点的逻辑关系（互为彼此的前向节点和后续节点），识别所述第二系统动力学模型中间图中的所有节点，并对识别出的相互影响过渡节点进行简化处理，获得目标系统动力学模型中间图，如图7所示，将所述目标系统动力学模型中间图中的节点替换为对应的指标变量，则获得目标系统动力学模型，如图8所示；

上述实施例以磨煤机的控制系统为例，根据所述系统动力学模型中间图中各节点间的拓扑关系，识别中间过渡节点，并对中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；后续基于所述第一系统动力学模型中间图各节点间的拓扑关系，识别合并过渡节点，并对合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；进一步依据所述第二系统动力学模型中间图中的各节点间的拓扑关系，识别相互影响过渡节点，并对相互影响过渡节点进行简化处理，得到目标系统动力学模型图，通过节点与对应指标变量的替换，获得最终简化后的目标系统动力学模型，如图8所示；

通过多级识别，保证了简化的准确性，通过简化处理获得目标系统动力学模型，降低了系统动力学模型的复杂度；优选的，在对所述相互影响过渡节点进行简化处理后，可以重复上述步骤1331-1333多次，直到最终获得的系统动力学模型中间图中不能识别出目标过渡节点为止，以提高简化的准确度；

应当知道的是，目标过渡节点的识别顺序应不受上述步骤的序号限制；在实际应用中，不同的工业设备对应的指标变量间的逻辑因果关系不同，其系统动力学模型中对应的目标过渡节点的识别顺序也可以是不同的。

本发明的一可选实施例中，所述步骤1331中，对所述中间过渡节点进行简化处理，可以包括：

步骤13311，如果多个所述中间过渡节点形成一个过渡段，保留所述过渡段中首个中间过渡节点，并添加从所述首个中间过渡节点到所述过渡段中最后中间过渡节点的后续节点的单向连接线；

步骤13312，如果所述中间过渡节点是孤立的，则将该中间过渡节点删除，并添加从该中间过渡节点的入度到出度的单向连接线。

该实施例中，当多个所述中间过渡节点形成一个不可观测的过渡段时，如图4中的中间过渡节点22、23、24、25形成的一段单向不可观测的回路时，由于节点23、24均为不可观测的，且二者最终依次作用到入度较多的节点25上，在实际应用过程中，在该不可观测的通路段中可以仅保留所述过渡段中的第一个中间过渡节点，即首个中间过渡节点22，并添加节点22与节点25的单向连线，在节点22与25构成双向连接，以保证所述系统动力学中间图中的逻辑结构不变，保证后续简化处理及数据分析的准确性；

当所述中间过渡节点为孤立的中间过渡节点时，如图4中的节点11、14、21、27、30，则可以将节点11、14、21、27、30删除，添加节点10到节点13、节点12到节点13、节点20到节点25、节点26到节点25、节点31到节点28的单向连接线，以保证逻辑结构的完整性及准确性。本发明的一可选实施例中，所述步骤1332中，对所述合并过渡节点进行简化处理，可以包括：

步骤13321，删除所述合并过渡节点，并添加从该合并过渡节点的入度到出度的单向连接线。

该实施例中，如图5中的节点13、19、28均为只有一个出度但多于一个入度的合并过渡节点，则将节点13、19、28删除，并添加从节点13、19、28的入度对应节点到出度对应节点的单向连接线，也即是图中节点10、12、15到节点20的单向连接线；节点15、节点10到节点20的单向连接线；节点31、节点29到节点25的单向连接线；其中，在删除合并过渡节点之前，如图5所示，节点10 到节点20、节点31到节点25、节点15到节点20之间已存在的单向连接线，在删除合并过渡节点之后，如图6所示，由于添加从删除的合并过渡节点13、19、28的入度对应节点到出度对应节点的单向连接线，所以节点10 到节点20、节点31到节点25、节点15到节点20之间会存在两条单向连接线，保留其中一条即可，图6中虚线对应的单向连接线可以删除。

本发明的一可选实施例中，所述步骤1333中，对所述相互影响过渡节点进行简化处理，可以包括：

步骤13331，将所述相互影响过渡节点合并为一个目标节点，所述目标节点中保留所述相互影响过渡节点的所有入度和出度的单向连接线。

该实施例中，将所述相互影响过渡节点合并为一个目标节点，可以是将两个相互影响的过渡节点中入度较小节点合并到入度较大的节点上，也可以是删除两个相互影响的过渡节点中入度较小节点，保留入度较大的节点，同时添加所述相互影响过渡节点中入度较小的节点的前向节点到所述相互影响过渡节点中入度较大的节点的单向连接线；如图6中节点5和节点15为相互影响过渡节点，节点22和节点25为相互影响过渡节点，分别进行简化处理后，获得如图7所示的简化后的目标系统动力学模型图。

图9所示，以磨煤机控制系统的系统动力学模型的简化过程为例，具体流程如下：

步骤91，获取磨煤机控制系统的系统动力学模型；

步骤92，计算并获取磨煤机控制系统的系统动力学模型中每个节点的出度和入度；

步骤93，根据各节点间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对磨煤机控制系统的系统动力学模型进行简化处理；

步骤931，锚定量节点、终点量节点的识别与简化；

步骤9311，出度为0的节点为终点量节点，入度为0的节点为锚定量节点；删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点；

步骤932，中间过渡节点的识别与简化；

步骤9321，将入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点且该节点的前向或后续节点中的至少一个为不可观测指标变量对应的节点，确定为中间过渡节点；

步骤9322，如果多个中间过渡节点构成一个过渡段，仅保留第一个节点，并添加从第一个节点将过渡段的最后节点的后续节点的单向连线；

步骤9323，如果中间过渡节点是孤立的，将该节点删除，将该节点的前向节点与后续节点连接起来；

步骤933，合并过渡节点的识别与简化；

步骤9331，将出度为1但入度大于1的不可观测指标变量对应的节点且该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点，确定为合并过渡节点；

步骤9332，删除合并过渡节点，并将其入度的连线都连接到该节点的后续节点上，如果出现重复连接，新的连接可以忽略；

步骤934，相互影响过渡节点的识别与简化；

步骤9341，将两个不可观测指标变量对应的两个节点且该两个节点互为彼此的出度和入度，确定为相互影响过渡节点；

步骤9321，将相互影响过渡节点中入度较小的节点合并到入度较大的节点上，保留原来两个节点的所有出度和入度（原来两个节点间的连线忽略）。

步骤935，循环以上步骤931-934，直到没有需要待简化的节点为止，进而获得目标系统动力学模型。

本发明的上述实施例中，根据系统动力学模型中各节点间的拓扑关系，通过多级识别，确定需要简化的目标过渡节点，保证了简化的准确性；通过对识别出的目标过渡节点进行简化目标系统动力学模型，降低了系统动力学模型的复杂度；基于简化后的系统动力学模型，可以做多种数据分析，如可预测性分析、自动特征提取、最小表征分析、基于结构冗余关系的系统故障诊断，这些图分析算法计算复杂度是节点数和边数的多项式级或指数级关系，通过对原始系统动力学模型进行简化后，获得目标系统动力学模型，以图4为例，原始模型中有32个节点，44条边，简化后如图7所示只有18个节点，22条边，基于简化后的模型进行数据分析时可以较大程度的降低计算量，提高数据分析的效率，避免冗余的不可观测指标变量带来的影响，提高了数据分析的准确度。

如图10所示，本发明的实施例还提供一种工业设备的系统动力学模型的处理装置100，包括：

第一获取模块101，用于获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系，其中，一个节点对应一个指标变量；

第二获取模块102，用于获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

处理模块103，用于根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，所述处理模块103，用于根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

根据各节点之间的拓扑关系和每个节点的出度和入度，识别所述系统动力学模型中节点间形成的通路上的锚定量节点与终点量节点，所述锚定量节点的入度为0，所述终点量节点的出度为0；

在所述系统动力学模型中，删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点，得到系统动力学模型中间图；

根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，所述目标过渡节点包括以下至少一种：

中间过渡节点，所述中间过渡节点是入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的前向节点和后续节点中至少一个是不可观测指标变量对应的节点；

合并过渡节点，所述合并过渡节点是出度为1，入度大于1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点；

相互影响过渡节点，所述相互影响过渡节点是两个不可观测指标变量对应的两个节点，且该两个节点互为彼此的前向节点和后续节点。

可选的，所述处理模块103，用于根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

在所述系统动力学模型中间图中，识别所述中间过渡节点，并对所述中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；

在所述第一系统动力学模型中间图中，识别所述合并过渡节点，并对所述合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；

在所述第二系统动力学模型中间图中，识别所述相互影响过渡节点，并对所述相互影响过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

可选的，所述处理模块93，用于对所述中间过渡节点进行简化处理，包括：

如果多个所述中间过渡节点形成一个过渡段，保留所述过渡段中首个中间过渡节点，并添加从所述首个中间过渡节点到所述过渡段中最后中间过渡节点的后续节点的单向连接线；

如果所述中间过渡节点是孤立的，则将该中间过渡节点删除，并添加从该中间过渡节点的入度到出度的单向连接线。

可选的，所述处理模块103，用于对所述合并过渡节点进行简化处理，包括：

删除所述合并过渡节点，并添加从该合并过渡节点的入度到出度的单向连接线。

可选的，所述处理模块103，用于对所述相互影响过渡节点进行简化处理，包括：

将所述相互影响过渡节点合并为一个目标节点，所述目标节点中保留所述相互影响过渡节点的所有入度和出度的单向连接线。

需要说明的是，该装置是与上述方法对应的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例还提供一种计算设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种工业设备的系统动力学模型的处理方法，其特征在于，包括：

获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系；其中，一个节点对应一个指标变量；

获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型；

其中，根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

根据各节点之间的拓扑关系和每个节点的出度和入度，识别所述系统动力学模型中节点间形成的通路上的锚定量节点与终点量节点，所述锚定量节点的入度为0，所述终点量节点的出度为0；

在所述系统动力学模型中，删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点，得到系统动力学模型中间图；

根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型；

其中，所述目标过渡节点包括以下至少一种：

中间过渡节点，所述中间过渡节点是入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的前向节点和后续节点中至少一个是不可观测指标变量对应的节点；

合并过渡节点，所述合并过渡节点是出度为1，入度大于1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点；

相互影响过渡节点，所述相互影响过渡节点是两个不可观测指标变量对应的两个节点，且该两个节点互为彼此的前向节点和后续节点；

其中，根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

在所述系统动力学模型中间图中，识别所述中间过渡节点，并对所述中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；

在所述第一系统动力学模型中间图中，识别所述合并过渡节点，并对所述合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；

在所述第二系统动力学模型中间图中，识别所述相互影响过渡节点，并对所述相互影响过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

2.根据权利要求1所述的工业设备的系统动力学模型的处理方法，其特征在于，对所述中间过渡节点进行简化处理，包括：

如果多个所述中间过渡节点形成一个过渡段，保留所述过渡段中首个中间过渡节点，并添加从所述首个中间过渡节点到所述过渡段中最后中间过渡节点的后续节点的单向连接线；

如果所述中间过渡节点是孤立的，则将该中间过渡节点删除，并添加从该中间过渡节点的入度到出度的单向连接线。

3.根据权利要求1所述的工业设备的系统动力学模型的处理方法，其特征在于，对所述合并过渡节点进行简化处理，包括：

删除所述合并过渡节点，并添加从该合并过渡节点的入度到出度的单向连接线。

4.根据权利要求1所述的工业设备的系统动力学模型的处理方法，其特征在于，对所述相互影响过渡节点进行简化处理，包括：

将所述相互影响过渡节点合并为一个目标节点，所述目标节点中保留所述相互影响过渡节点的所有入度和出度的单向连接线。

5.一种基工业设备的系统动力学模型的处理装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取工业设备的系统动力学模型，所述系统动力学模型包括：描述工业设备多个指标变量的多个节点以及各节点之间的拓扑关系，其中，一个节点对应一个指标变量；

第二获取模块，用于获取每个节点在所述拓扑关系中的出度和入度，所述出度表示当前节点的直接后续节点的个数，所述入度表示当前节点的直接前向节点的个数；

处理模块，用于根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，获得简化处理后的目标系统动力学模型；

其中，根据各节点之间的拓扑关系以及每个节点的出度和入度，对所述系统动力学模型进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

根据各节点之间的拓扑关系和每个节点的出度和入度，识别所述系统动力学模型中节点间形成的通路上的锚定量节点与终点量节点，所述锚定量节点的入度为0，所述终点量节点的出度为0；

在所述系统动力学模型中，删除不可观测指标变量对应的终点量节点，保留不可观测指标变量对应的锚定量节点，得到系统动力学模型中间图；

根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型；

其中，所述目标过渡节点包括以下至少一种：

中间过渡节点，所述中间过渡节点是入度和出度均为1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的前向节点和后续节点中至少一个是不可观测指标变量对应的节点；

合并过渡节点，所述合并过渡节点是出度为1，入度大于1的不可观测指标变量对应的节点，且该节点的后续节点是不可观测指标变量对应的节点；

相互影响过渡节点，所述相互影响过渡节点是两个不可观测指标变量对应的两个节点，且该两个节点互为彼此的前向节点和后续节点；

其中，根据所述系统动力学模型中间图，识别目标过渡节点，并对所述目标过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型，包括：

在所述系统动力学模型中间图中，识别所述中间过渡节点，并对所述中间过渡节点进行简化处理，得到第一系统动力学模型中间图；

在所述第一系统动力学模型中间图中，识别所述合并过渡节点，并对所述合并过渡节点进行简化处理，得到第二系统动力学模型中间图；

在所述第二系统动力学模型中间图中，识别所述相互影响过渡节点，并对所述相互影响过渡节点进行简化处理，得到简化处理后的目标系统动力学模型。

6.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至4任一项所述的方法。

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