CN117539717B - 一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法，属于服务管理技术领域。根据热能元器件在电力设备中的位置，划分出热能元器件的控温范围，并寻找出共温区域，生成共温联动区域集合；建立控温联动关系样本矩阵和控温操作行为矩阵库，存储调用行为矩阵；在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，生成预警操作矩阵，并分析出预警等级；根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，输出临时调用器件组；从而，在极寒条件下，能够改善故障热能元器件带来的整体电力设备控温效果影响，使电力设备整体控温效果得到最大程度的维持。

Description

一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法

技术领域

本发明涉及服务管理技术领域，具体为一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法。

背景技术

在极寒条件下，加热或恒温元器件可以应用于电力设备的工作方式，例如，PTC热敏电阻是一种常用的加热元器件，通过电流加热自身，从而将周围环境加热到一定温度，在极寒条件下，可以将PTC热敏电阻安装在电力设备的关键部位，如电池、电机、传感器等，以保证设备正常工作所需的最佳温度范围，同时还可以通过控制PTC热敏电阻的电流大小来调节加热量，从而实现恒温控制；

现有技术中，在极寒条件下，电力设备中存在应用大量能够提供控温效果的元器件，这些元器件同样也容易发生受损或故障等情况，进而当这些元器件发生故障时，势必会影响控温效果，从而影响电力设备在极寒条件下的性能表现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，本系统包括：数据采集模块、矩阵模型模块、故障分析模块和预警决策模块；

所述数据采集模块，用于获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

所述矩阵模型模块，用于建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

所述故障分析模块，用于在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

所述预警决策模块，根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组。

进一步的，所述数据采集模块还包括控温范围单元和联动区域处理单元；

所述控温范围单元，用于对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，所述热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

所述联动区域处理单元，用于在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，I]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码。

进一步的，所述矩阵模型模块还包括控温联动关系样本矩阵单元和控温操作行为矩阵库单元；

所述控温联动关系样本矩阵单元，用于建立控温联动关系样本矩阵，所述控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，所述控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到所述控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到所述控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果所述控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的所述控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

所述控温操作行为矩阵库单元，用于建立控温操作行为矩阵库，所述控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，所述调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果，则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果 ，则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

进一步的，所述故障分析模块还包括故障数据处理单元和预警等级分析单元；

所述故障数据处理单元，用于在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

所述预警等级分析单元，根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

进一步的，所述预警决策模块还包括预警提示单元和决策处理单元；

所述预警提示单元，用于预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

所述决策处理单元，用于在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员。

一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，本方法包括以下步骤：

步骤S100：获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

步骤S200：建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

步骤S300：在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

步骤S400：根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组。

进一步的，所述步骤S100的具体实施过程包括：

步骤S101：对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，所述热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

步骤S102：在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，i]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码；

根据上述方法，热能元器件能够实现一定范围内的温度控制效果，电力设备中往往使用了大量的热能元器件，以控制整体电力设备的最佳工作温度范围，在形成的控温范围中，势必存在控温范围重合的情况，进而本申请发明基于控温范围，形成共温区域，并生成共温联动区域集合。

进一步的，所述步骤S200的具体实施过程包括：

步骤S201：建立控温联动关系样本矩阵，所述控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，所述控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到所述控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到所述控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果所述控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的所述控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

步骤S202：建立控温操作行为矩阵库，所述控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，所述调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果 则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

进一步的，所述步骤S300的具体实施过程包括：

步骤S301：在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

步骤S302：根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

进一步的，所述步骤S400的具体实施过程包括：

步骤S401：预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

步骤S402：在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员；

根据上述方法，控温联动关系样本矩阵中每一行，即每一个共温联动区域集合中任意一个热能元器件运行时都能实现共温区域的温度控制，当某一行中存在热能元器件发生故障时，只要控制这一行中未发生故障的元器件运行，也可以实现共温区域的温度控制，从而通过控制未发生故障的热能元器件，能够改善故障热能元器件带来的整体电力设备控温效果影响，使电力设备整体控温效果得到最大程度的维持。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明提供的一种基于数据分析的器件工况智能监管系统及方法中，根据热能元器件在电力设备中的位置，划分出热能元器件的控温范围，并寻找出共温区域，生成共温联动区域集合；建立控温联动关系样本矩阵和控温操作行为矩阵库，存储调用行为矩阵；在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，生成预警操作矩阵，并分析出预警等级；根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，输出临时调用器件组；从而，在极寒条件下，能够改善故障热能元器件带来的整体电力设备控温效果影响，使电力设备整体控温效果得到最大程度的维持。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并且不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于数据分析的器件工况智能监管系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于数据分析的器件工况智能监管方法的步骤示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：

请参阅图1，在本实施例一中：提供一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，该系统包括：数据采集模块、矩阵模型模块、故障分析模块和预警决策模块；

数据采集模块，用于获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

其中，数据采集模块还包括控温范围单元和联动区域处理单元；

控温范围单元，用于对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

联动区域处理单元，用于在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，I]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码。

矩阵模型模块，用于建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

其中，矩阵模型模块还包括控温联动关系样本矩阵单元和控温操作行为矩阵库单元；

控温联动关系样本矩阵单元，用于建立控温联动关系样本矩阵，控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

控温操作行为矩阵库单元，用于建立控温操作行为矩阵库，控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果 则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

故障分析模块，用于在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

其中，故障分析模块还包括故障数据处理单元和预警等级分析单元；

故障数据处理单元，用于在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

预警等级分析单元，根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

预警决策模块，根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组；

其中，预警决策模块还包括预警提示单元和决策处理单元；

预警提示单元，用于预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

决策处理单元，用于在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员。

请参阅图2，在本实施例二中：提供一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，该方法包括以下步骤：

步骤S100：获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

具体的，对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，I]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码。

步骤S200：建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

具体的，建立控温联动关系样本矩阵，控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

建立控温操作行为矩阵库，控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果 则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

步骤S300：在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

具体的，在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

步骤S400：根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组；

具体的，预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并且不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S100：获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

步骤S200：建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

步骤S300：在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

步骤S400：根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，其特征在于，所述步骤S100的具体实施过程包括：

步骤S101：对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，所述热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

步骤S102：在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，I]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，其特征在于，所述步骤S200的具体实施过程包括：

步骤S201：建立控温联动关系样本矩阵，所述控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，所述控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到所述控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到所述控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果所述控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的所述控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

步骤S202：建立控温操作行为矩阵库，所述控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，所述调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，其特征在于，所述步骤S300的具体实施过程包括：

步骤S301：在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

步骤S302：根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管方法，其特征在于，所述步骤S400的具体实施过程包括：

步骤S401：预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

步骤S402：在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员。

6.一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集模块、矩阵模型模块、故障分析模块和预警决策模块；

所述数据采集模块，用于获取电力设备中存在的全部热能元器件，并根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围；在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并生成共温联动区域集合；

所述矩阵模型模块，用于建立控温联动关系样本矩阵，将共温联动区域集合对应映射到控温联动关系样本矩阵中；建立控温操作行为矩阵库，存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵；

所述故障分析模块，用于在控温操作完成后，识别到调用行为集合中存在热能元器件故障时，对调用行为矩阵进行更新，并将更新后的调用行为矩阵标记为预警操作矩阵；根据调用行为矩阵和预警操作矩阵，分析在热能元器件发生故障情况下的预警等级；

所述预警决策模块，根据预警等级发出预警提示，并在发出预警提示后，根据控温联动关系样本矩阵，分析临时调用器件组，并输出临时调用器件组。

7.根据权利要求6所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括控温范围单元和联动区域处理单元；

所述控温范围单元，用于对电力设备中提供的热能元器件进行统计并统一编码，所述热能元器件包括加热或恒温元器件；根据热能元器件在电力设备中所处的位置，划分出热能元器件的控温范围，对控温范围进行标记，其中，一个热能元器件对应标记出一个控温范围；将任意一个热能元器件对应标记的控温范围，记为TCR_i，其中，i表示热能元器件的编码；

所述联动区域处理单元，用于在全部控温范围中寻找存在控温范围重合的共温区域，并进行共温区域的统一编码，如果任意至少两个控温范围存在控温范围重合的情况，则形成至少一个共温区域；统计编码为x的共温区域形成过程中包含的全部控温范围，并生成共温联动区域集合，记为CTA_x＝{TCR_i|i∈[1，I]}，其中，I表示共温联动区域集合中包含的控温范围对应的热能元器件的最大编码。

8.根据权利要求7所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，其特征在于：所述矩阵模型模块还包括控温联动关系样本矩阵单元和控温操作行为矩阵库单元；

所述控温联动关系样本矩阵单元，用于建立控温联动关系样本矩阵，所述控温联动关系样本矩阵的行号代表共温区域的编码，所述控温联动关系样本矩阵的列号代表控温范围对应的热能元器件的编码；将共温联动区域集合CTA_x，对应映射到所述控温联动关系样本矩阵的第x行中，将共温联动区域集合CTA_x中每一个控温范围，按照控温范围对应的热能元器件的编码依次映射到所述控温联动关系样本矩阵的列号位置，其中，如果所述控温联动关系样本矩阵的列号位置处没有对应的控温范围映射，则将没有被映射的所述控温联动关系样本矩阵的列号位置置0；

所述控温操作行为矩阵库单元，用于建立控温操作行为矩阵库，所述控温操作行为矩阵库中存储每一次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，所述调用行为矩阵基于控温联动关系样本矩阵来进行表式，具体表式方式如下：

获取第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件，并基于热能元器件的编码，在控温联动关系样本矩阵中进行映射，统计第k次控温操作时调用运行过程中记录的全部热能元器件并生成调用行为集合，记为CB_k，将控温联动关系样本矩阵中任意一行对应的共温联动区域集合CTA_x与调用行为集合CB_k进行交集，得到交集集合CTA_x∩CB_k，如果则将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置全部置0，如果则按照交集集合CTA_x∩CB_k中包含的热能元器件编码，将控温联动关系样本矩阵中第x行的矩阵元素位置置1，并将控温联动关系样本矩阵第x行中除置1以外的全部矩阵元素位置置0；

将第k次控温操作时调用热能元器件运行过程中记录的调用行为矩阵，记为CBM_k。

9.根据权利要求8所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，其特征在于：所述故障分析模块还包括故障数据处理单元和预警等级分析单元；

所述故障数据处理单元，用于在第k次控温操作完成后，识别到调用行为集合CB_k中存在热能元器件故障，则剔除调用行为集合CB_k中存在故障的热能元器件，并形成预警操作集合，记为EB_k；将预警操作集合EB_k替代调用行为集合CB_k，并返回步骤S202，对调用行为矩阵CBM_k进行更新，将更新后的调用行为矩阵CBM_k标记为预警操作矩阵，记为EBM_k；

所述预警等级分析单元，根据布尔矩阵交并集运算原理和Jaccard相似系数运算原理，计算在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，具体计算公式如下：

其中，WGV表示在热能元器件发生故障情况下的预警等级值，NUM[EBM_k∩CBM_k]和NUM[EBM_k∪CBM_k]分别表示调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k之间进行交集和并集运算后，形成的交集矩阵和并集矩阵中包含1的总数量。

10.根据权利要求9所述的一种基于数据分析的器件工况智能监管系统，其特征在于：所述预警决策模块还包括预警提示单元和决策处理单元；

所述预警提示单元，用于预设预警阈值，如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值大于等于预警阈值，则发送预警提示至工作人员，提示工作人员及时赶往现场对故障的热能元器件进行维护；如果在热能元器件发生故障情况下的预警等级值小于等于预警阈值，则发出预警提示至工作人员，工作人员需立即赶往现场对故障的热能元器件进行维护；

所述决策处理单元，用于在发出预警提示后，调取出调用行为矩阵CBM_k和预警操作矩阵EBM_k的交集矩阵，并借助哈希表法，识别出交集矩阵中矩阵元素位置全为0的行，获取任意一个全为0的行号y，并在控温联动关系样本矩阵中寻找到行号为y时对应的共温联动区域集合CTA_y，在共温联动区域集合CTA_y中标记出未发生故障的热能元器件，并生成临时调用器件组，发送至工作人员。