本書共6章:第1章概述了工業報警系統的研究意義、突出問題和研究現狀;第2章通過基于報警統計量的狀態圖,描述了某個時期內報警變量所處的運行狀態;第3章提出了報警延遲器、報警死區和報警閾值的優化設計方法;第4章以關聯變量的變化方向、變化空間、變化速率為基礎,設計了相應的多變量報警器;第5章針對描述報警變量與根源變量關系的不同模型,建立了3種報警根源分析方法;第6章面向短時間內出現的大量報警信息,設計了報警泛濫的檢測、相似性分析和預測方法。
希望本書能夠起到拋磚引玉的作用,有益于涌現更加系統化、科學化、實用化的理論、方法和技術,使得工業報警系統充分發揮應有的重要作用。
本書面向在高校科研機構從事相關科研工作的專家學者和研究生,以及在工業現場從事工業報警系統的使用、管理和維護工作的工程技術人員,既可作為科研工作的參考資料,也可作為工業應用的指南。
適讀人群 :工控設計、管理、維護技術人員和研究人員,電氣工程及自動化、計算機等專業師生 本書獲得國家自然基金支持,是為了實現系統化、科學化、實用化的理論、方法和技術,使得工業報警系統。本書文獻綜述涉及很廣,理論推導嚴謹細致,仿真實驗與項目落地兼具,具有一定的現場指導意義。
前言
報警系統對保障現代化工業系統的安全生產與高效運行發揮著至關重要的作用,然而由于干擾報警多且判斷難、報警閾值設計缺乏與相關變量的關聯、報警傳播廣且判斷其根源難度大等原因,使得現有報警系統普遍存在“報警過多、處理困難”的突出問題,經常導致無法通過報警及時發現生產過程已偏離正常工作范圍,未能及時排除異常狀況、消除報警,不僅嚴重影響生產效益,更帶來大量生產安全問題甚至災難性事故。
工業報警系統近年來得到越來越多的關注,國內外學術論文和相關科研項目的數量日益增多。作者近十年來一直從事工業報警系統的理論與應用研究工作,在報警器優化設計等方面取得了一些創新性成果,研發和實施了火電機組智能報警系統等工業應用軟件。工業報警系統的研究課題直接來源于工業實踐,然而目前只有屈指可數的工程手冊類書籍,停留在陳述定性分析、基礎數據統計等層面,市面上缺乏對工業報警系統存在的關鍵科學技術問題進行系統科學研究的學術專著。因此,希望本書的出版能對工業報警系統的理論研究和工業實踐起到積極推動作用。
本書的主要內容源自作者與多位合作者共同完成的學術工作,衷心感謝合作者們給予的無私支持和大力幫助,主要國內外專家學者有,加拿大阿爾伯塔(Alberta)大學陳通文教授、黃彪教授、S.L.Shah 教授、I.Izadi博士、胡文凱博士,清華大學周東華教授、楊帆教授,山東電力研究院趙巖院長、蘇建軍院長、畢貞福博士、高嵩高工、龐向坤高工、李軍高工,山東科技大學白星振教授、張超教授等。并且,還要感謝作者指導的研究生們——陳礦博士、余彥博士、楊子江、王振、徐一洲、熊萬啟、許健偉、朱迪、歐陽子健,并感謝王振、徐一洲、周璇等研究生為本書編輯整理工作付出的辛勤勞動。
本書涉及的研究工作得到了國家自然科學基金委員會、國網山東省電力公司、中國華電國際、中國華能集團等單位的大力支持,提供了科研項目經費和工業實踐條件,在此表示誠摯的謝意!
由于作者理論水平有限及研究工作的局限性,特別是近年來工業報警系統的研究正處在快速發展過程中,書中難免存在一些不足和局限,懇請讀者批評指正。
王建東
2020年11月
王建東,博士、教授、博導, 2007~2016 年歷任北京大學工學院講師、副教授、教授,博士生導師;2017 年至今擔任山東科技大學電氣與自動化工程學院教授、博士生導師、副院長。近5年主持完成國家基金重點項目等科研項目6項,作為第一/通訊作者發表SCI論文41篇(中科院1/2/3分區7/29/5篇),獲授權發明專利25項(美國發明專利1項)。主持研發了2套工業軟件應用系統:控制性能監測系統和智能報警系統,填補了同類系統的國內外空白。
前言
第1章緒論
1.1引言
1.2報警系統的重要作用
1.3工業現場的突出問題及原因分析
1.4國內外研究現狀及發展趨勢分析
1.5需要解決的關鍵科學技術問題
1.6本章小結
參考文獻
第2章報警系統狀態分析
2.1引言
2.2單變量報警狀態分析
2.3多變量報警狀態分析
2.4案例分析
2.5本章小結
參考文獻
第3章單變量報警器設計
3.1引言
3.2正常或異常運行狀況推斷
3.3報警延遲器設計
3.4報警死區設計
3.5基于報警概率圖的報警閾值設計
3.6干擾報警的識別與消除
3.7本章小結
參考文獻
第4章多變量報警器設計
4.1引言
4.2基于變化方向的多變量報警器設計
4.3基于超橢球體的多變量報警器設計
4.4基于凸包的多變量報警器設計
4.5基于狀態變量的多變量報警器設計
4.6基于變化速率的多變量報警器設計
4.7本章小結
參考文獻
第5章報警根源分析
5.1引言
5.2基于傳遞熵的報警根源分析
5.3基于貝葉斯網絡的報警根源分析
5.4基于定性趨勢的報警根源分析
5.5本章小結
參考文獻
第6章報警泛濫分析
6.1引言
6.2報警泛濫檢測
6.3報警泛濫相似性分析
6.4報警泛濫預測
6.5本章小結
參考文獻
附錄
附錄A基于密度峰值的聚類算法
附錄B凸包模型參數的計算