山东黄河河务局山东黄河服务中心陈宁获国家专利权
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龙图腾网获悉山东黄河河务局山东黄河服务中心申请的专利基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118780777B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410937578.3,技术领域涉及:G06Q10/20;该发明授权基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理系统及方法是由陈宁;王达;时忠伟;李龙啸;乔晓雪;赵国平设计研发完成,并于2024-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理系统及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及水利工程领域,具体为基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理系统及方法,包括监测周期标定模块、响应事件提取模块、水利事件流构建模块、预警评估模型生成模块和实时异常校验模块;监测周期标定模块用于生成水利工程设备管理平台的若干历史监测周期;响应事件提取模块用于提取历史监测周期内存在设备响应关联的水利设备响应事件;水利事件流构建模块用于基于工程设备生成水利工程设备管理平台应用响应的水利事件流;预警评估模型生成模块用于基于目标水利事件构建每一水利事件流对应的预警评估模型;实时异常校验模块用于判断工程设备状态是否异常,并对工程设备状态确认异常后所属的监测周期进行校验更新。
本发明授权基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理系统及方法在权利要求书中公布了:1.基于数字孪生的水利工程设备数据智能化管理方法,其特征在于,包括以下分析步骤: 步骤S1:以水利工程设备管理平台记录的各设备维护节点为起始监测点,平台预设安全周期确定终止监测点,生成水利工程设备管理平台的若干历史监测周期;提取历史监测周期内存在设备响应关联的水利设备响应事件; 步骤S2:提取水利设备响应事件记录的工程设备,基于工程设备生成水利工程设备管理平台应用响应的水利事件流; 所述步骤S2包括以下具体步骤: 标记所述工程设备对应的监测系统以及设备对应的执行功能,所述执行功能包括数据获取功能和指令操作功能,所述设备响应关联是指由于水利工程设备管理平台的某一监测系统中的某一设备获取的数据触发响应信号从而导致其他监测系统的设备发生响应所对应的多设备基于一定流程的响应事件,则在对应响应事件中发生响应且位于不同监测系统的设备为存在设备响应关联; 提取水利设备响应事件中首个响应的工程设备为初始工程设备,以初始工程设备为响应起点按照响应时间先后顺序对其余存在设备响应关联的工程设备进行串联,构成对应水利设备响应事件的水利事件流,相同位置对应不同执行功能或不同设备名称时为不同水利事件流; 步骤S3:提取同一水利事件流中记录工程设备参数不同且被标记为预警事件的所有水利设备响应事件为目标水利事件,基于目标水利事件构建每一水利事件流对应的预警评估模型; 所述步骤S3包括以下: 步骤S31:所述工程设备参数是指各工程设备记录存储的数据参数,所述预警事件是指水利设备响应事件中存在工程设备记录工程设备参数达到对应监测系统所设置的预警值时传输预警信号的事件; 步骤S32:提取同一水利事件流下记录的第i个目标水利事件的第j类工程设备参数Ai j,所述工程设备参数按照水利事件流记录工程设备的顺序进行排序标号,所述工程设备参数选取预警响应时刻的实时状态参数,每一类型工程设备记录一类工程设备参数; 计算第j类工程设备参数在同一水利事件流下的参数变化率Yj,Yj=|Apmax j-Ai j|Apmax j,其中Apmax j表示第j类工程设备参数在同一水利事件流下记录的p个目标水利事件中的最大值,p≥i,p表示同一水利事件流下目标水利事件的总个数; 步骤S33:获取同一水利事件流记录的m类工程设备参数对应的参数变化率Yj,m≥j;m表示目标水利事件中记录工程设备参数的种类个数;利用公式:Zi=1m∑Yji,计算第i个目标水利事件的参数特征值Zi;Yji表示第i个目标水利事件中记录的第j类工程设备参数的参数变化率; 步骤S34:提取同一水利事件流中p个目标水利事件的参数特征值,构建每一水利事件流对应的预警评估模型W,W=[Zimin,Zimax],其中Zimin表示同一水利事件流记录参数特征值的最小值,Zimax表示同一水利事件流记录参数特征值的最大值; 步骤S4:基于预警评估模型判断实时监测预警响应的工程设备状态是否异常,并对工程设备状态确认异常后所属的监测周期进行校验更新; 所述步骤S4包括以下具体步骤: 步骤S41:获取实时监测预警响应的各工程设备记录的实时状态参数,提取预警响应对应工程设备所属的水利事件流,提取历史记录相同水利事件流对应的预警评估模型W,基于实时状态参数代入计算对应类型的参数变化率,以及预警响应工程设备所属实时预警事件对应整体各工程设备参数的实时参数特征值Z0,所述实时参数特征值Z0与参数特征值Zi计算方式相同; 步骤S42:当实时参数特征值时,输出实时监测预警响应的工程设备状态异常;反之,输出实时监测预警响应的工程设备状态正常;提取输出状态异常时的实时预警事件距离最近起始监测点的周期长度为可疑周期T1; 步骤S43:获取可疑周期内与实时预警事件记录状态异常的工程设备相同且所处水利事件流不同的水利设备响应事件为待分析目标事件,以记录状态异常的工程设备为目标设备,获取待分析目标事件中包含目标设备的事件个数D1以及包含目标设备的待分析目标事件类型数D2,类型数是指同一水利事件流为一类型;计算第一特征值F1,F1=11∑[D1D0*D2D3],其中n1表示实时预警事件中记录状态异常的工程设备个数;D0表示可疑周期内记录水利设备响应事件的总数,D3表示可疑周期内记录水利设备响应事件的总类型数; 获取包含目标设备的待分析目标事件中记录的工程设备参数最大值A0max和最小值A0min,计算第二特征值F2,F2=11∑[A0max-A0minA0max]; 步骤S44:提取多个存在预警事件的可疑周期,将可疑周期长度T1与可疑周期内的第一特征值F1和第二特征值构建F2构建数据对,F1、F2作为输入变量,T1作为输出变量,构建周期预估模型T=k1*F1+k2*F2+ε,代入多组数据对计算对应参考系数k1、k2和误差项ε; 步骤S45:当监测实时水利设备响应事件发生时,查找实时水利设备响应事件所属水利事件流历史记录的状态异常的工程设备为实时预测工程设备,基于实时预测工程设备计算第一特征值和第二特征值,代入函数关系模型T中输出对应周期预估值,获取实时可疑周期,当实时可疑周期小于周期预估值时继续监测;当实时可疑周期大于等于周期预估值时,传输信号更新实时监测周期长度为可疑周期长度以提醒设备检修。
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