3.1 异常发现的报警强度

 

工业生产中,发现异常并不是最终目的,根据异常程度实现报警,提示操作人员完成相应的操作,提高生产效率或者生产安全性才是目的。之前介绍的“异常度”只能描述某个时刻的异常程度,还不具备用来报警的功能。

Rg1Rg2是两个异常度序列,W(…)是计算报警激烈程度的函数。从朴素的观点来看,W(…)应该有这样一些特征:

(1) 异常程度越大时报警越激烈;

如:

Rg1=[0,0,0,0.2]Rg2=[0,0,0,0.5]

W(Rg1)<W(Rg2)

Rg2中相同时刻的异常度比Rg1中的大,报警应该更激烈。

(2) 连续异常时长越长报警越激烈;

如:

Rg1=[0,0.2,0,0.2]Rg2=[0,0,0.2,0.2]

W(Rg1)<W(Rg2)

Rg2中连续异常,Rg1中的异常不连续,报警应该更激烈。

(3) 距离当前时刻越远的异常点对当前时刻的报警激烈程度影响越弱。

如:

Rg1=[0.2,0,0,0.2]Rg2=[0,0.2,0,0.2]

W(Rg1)< W(Rg2)

Rg2中的异常度比Rg1中的异常度距离当前时刻近,报警应该更激烈。

这些特征要求一个具有时间累积效应的量来描述报警的激烈程度,称之为报警强度,它其实是异常度的一个衍生序列。

wni=W(Rg[-(k’+1)]i+1)

其中W(…)是计算报警强度的函数,Rg[-(k’+1)]i+1rgi之前k’区间的异常度序列和rgi形成的时间序列。报警强度序列WnRg一样,都属于时间序列。

同发现异常的函数类似,满足报警强度的累积效应的函数理论上有无穷多,这里不可能列出所有函数。类似地,我们选择介绍一批简单常用的衰减累积函数,利用衰减函数算出异常度序列Rg[-(k’+1)]i+1各个时刻异常度的权重,最后加权平均得到报警强度。

衰减函数是计算异常度权重的函数,越是远离当前时刻的异常度,它的权重越小。比如:

Rg[-(k’+1)]i+1=[rgi-k’, rgi-k’,…,rgi]

衰减函数Fd(…)得到的权重序列是Wt

Wt=[wti-k’, wti-k’,…,wti]

rgi-k’距离rgi最远,所以它对应的权重wti-k’应该最小,即:

wti-k’<wti-k’<…<wti

报警强度wniRg[-(k’+1)]i+1的加权求和,权重就是Wt

wni=sum(Wt** Rg[-(k’+1)]i+1)