基于时序数据和时间窗口的钢卷数据多维度报警配置方法与流程

本发明涉及数据处理及分析诊断信息，尤其涉及一种基于时序数据和时间窗口的钢卷数据多维度报警配置方法。

背景技术：

1、随着现代工业生产的迅猛发展，对生产过程的安全性、稳定性和高效性的要求日益提高。在这样的背景下，工业报警系统应运而生，成为保障生产安全、避免经济损失和维护企业声誉的关键工具。这一自动化系统通过实时监测生产过程中的各种参数，一旦发现异常，即刻发出警报，促使操作人员迅速采取行动，防止事故的发生，从而避免可能的严重后果。

2、报警系统的灵活性和精准性是其成功的关键。通过精心设计的报警配置，系统能够在设备或系统出现异常时及时发出警报，提醒操作人员采取紧急措施，防止事故的发生，并确保生产流程的安全。良好的报警配置不仅提升报警系统的管理与维护效率，而且通过简化操作流程，提高工作效率。此外，合理的报警设备和参数配置有助于及时发现并解决生产线上的设备故障和问题，确保生产系统的稳定运行。这种高效的报警机制，不仅保障生产安全，还为企业的持续发展和市场竞争力提供坚实的基础。

3、因此，亟需设计一种基于时序数据和时间窗口的钢卷数据多维度报警配置方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的数据分析与诊断中报警配置单一不灵活，数据源不精准，实时性较差，处理时间窗口能力弱的技术和场景问题，提供一种基于时序数据和时间窗口的钢卷数据多维度报警配置方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提供一种基于时序数据和时间窗口的钢卷数据多维度报警配置方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤1、通过传感器采集钢卷生产过程中各测点的时序数据；

5、步骤2、构建报警配置模块，用于对报警规则、报警条件和报警级别进行定义和配置；

6、步骤3、构建时序数据逻辑处理模块，用于接收时序数据，并根据配置下发的报警规则，区分不同的报警类型，实时解析时序数据，匹配数据到报警规则中，得到符合规则的报警结果数据；

7、步骤4、构建时间窗口处理模块，用于在配置的时间窗口内开启计时器，持续接收时序数据逻辑处理模块发送的报警结果数据以及第三方服务产生的报警结果数据；判断是否满足报警条件，如果报警结果数据在时间范围内一直处于报警状态，则判定此时真正产生报警记录，发至报警处理业务平台；如果报警结果数据在时间范围内一直是正常状态，则在已报警的前提下判定为报警复位。

8、进一步地，本发明的所述时序数据包括测点的名称id、测点数据、时间戳。

9、进一步地，本发明的所述步骤2中的报警规则包括：

10、自定义报警：基于多个测点数据配置报警公式或多项表达式，包括：四则运算加减乘除、与或非大于小于逻辑符、基本的函数max/min/diff；

11、限位报警：包括数值类型的高高限、高限、低限、低低限报警和布尔类型的开关量true/false、0/1报警；

12、第三方报警：将第三方的报警逻辑的报警结果数据发送至时间窗口处理模块，进一步校验该报警在一定时间范围内是否有效，并推送至报警业务平台。

13、进一步地，本发明的所述步骤2中自定义报警、限位报警、第三方报警的具体方法包括：

14、自定义报警的方法包括：判断钢卷加工生产过程是否存在速度异常，通过对钢卷生产时的速度设定值和实际值进行自定义报警规则配置，当速度实际值超出设定值±10％则判定为速度异常，基于多测点的速度实际值pv和速度设定值sv的报警公式或多项表达式配置为：(pv>sv*1.1)||(pv<sv*0.9)；

15、限位报警的方法包括：钢卷加工生产过程中传感器不停的收集油缸/带钢跑偏距离数据，阈值报警对跑偏距离数据值进行高高限阈值，高限阈值，低限阈值，低低限阈值配置，超出阈值配置范围即生产带钢跑偏的报警信息；对钢卷生产的入口上料/出口下料的过程中存在的工序切换和流转，对其中产生各种设备/工况的开关量状态数据用来监测，某一道工序正常状态应为true，通过对该工序状态进行开关量报警配置，当该状态变为false时即产生该工序下的开关量报警。

16、第三方报警的方法包括：对钢卷加工生产的过程中产生的工艺参数数据，包括温度、液位、压力，当超出工艺参数对应的标准范围即产生工艺参数报警；对工艺加工的生产线，将生产线分为多个区域和位置，其中遍布不同类型的工艺参数，每个钢卷在对应的区域位置上有对应的工艺参数值，不同牌号以及不同宽度厚度的钢卷加工所要求的工艺参数标准不同，将这种因报警规则动态变化的场景统一交由第三方报警自行处理；第三方报警根据每个位置上的钢卷信息获取相应的工艺参数上下限范围，同时获取该位置上的工艺参数实时值，如果该实时值超出上下限范围，则产生报警，作为第三方的报警逻辑初步结果发送至时间窗口处理模块。

17、进一步地，本发明的所述步骤3解析数据的方法包括：

18、时序数据逻辑处理模块接收预先设定的报警配置消息体，获取报警配置alarmid，报警名称name，报警类型type，数据源eventsourcevolist信息，匹配报警规则-自定义报警type＝0的公式polynomial、限位报警type＝1的点位itemtag以及上下限值lower/upper。

19、进一步地，本发明的所述步骤3的方法还包括：

20、步骤3.1、时序数据逻辑处理模块对输入的时序数据进行处理和分析，通过订阅报警配置中配置的topic及测点信息获取数据源，对原始时序数据进行预处理；

21、步骤3.2、根据报警配置模块中设置的报警条件，对数据进行过滤、计算、匹配和筛选；

22、步骤3.3、将满足报警条件的数据进行汇总，统计并转发，发送给时间窗口处理模块进行分析判断。

23、进一步地，本发明的所述步骤3.1-3.3的具体方法包括：

24、通过订阅报警配置中的topic列表，实时获取所有的测点数据；数据包括接受该消息的时间戳timestamp，所有的测点数据信息values；其中，每一个测点数据信息包括id-测点标识,v-数据值,q-是否有效,t-时间戳；首先校验时间戳timestamp是否在近一定分钟的时间范围内，过滤因各种原因导致的数据重发的脏数据；然后按照id,v,q,t的规则对消息体进行数据解析，过滤q为false的数据，将解析到的v数据值赋值到报警配置中的点位。

25、进一步地，本发明的所述步骤4的方法包括：

26、步骤4.1、根据用户设置的时间窗口大小，将时序数据划分为若干个时间窗口；

27、步骤4.2、对每个时间窗口内的数据进行统计分析，数据来源于时序数据逻辑处理模块处理好后的结果数据以及第三方服务自行产生的报警结果数据；

28、步骤4.3、根据报警配置模块中设置的报警条件，结合报警结果数据所关联的报警规则，判断当前时间窗口内的数据是否满足报警条件；

29、步骤4.4、如果满足报警条件，则生成相应的报警信息，并按照报警级别进行优先级排序，将报警信息发送给相关人员或系统。

30、进一步地，本发明的步骤4.1-4.4的具体方法包括：

31、对每个时间窗口内的数据进行统计分析的具体方法为：

32、时序数据逻辑处理模块将报警事件/复位事件结果发送至时间窗口处理模块；在一定的时间窗口周期内，连续多少秒，或者连续多少次报警事件重复发生，即持续跟踪相同报警配置id的事件消息体中type为2的数据，满足报警配置中的时间窗口配置条件则最终真正产生警报；具体配置条件包括以下三种情况：

33、连续n秒：从第一个报警事件触发开始，在连续n秒内，没有发生报警事件复位；

34、连续n次：从第一个报警事件触发开始，连续发生n次相同报警事件触发，且没有发生报警事件复位；

35、连续n秒内发生n次及以上：从第一个报警事件触发开始，在连续n秒内连续发生n次及以上相同报警事件触发，且没有发生报警事件复位。

36、进一步地，本发明的时序数据逻辑处理模块和第三方服务通过mqtt/http方式与时间窗口处理模块进行数据传递。

37、本发明产生的有益效果是：本发明由于动态配置数据源、时间窗口和报警规则，并标准化报警配置方式，可灵活适用于不同领域的工厂生产系统。现场实施上手容易，学习成本低，复杂程度弱，仅做相关配置即可，大大缩短实施周期，提高调试效率。可灵活添加或修改报警配置信息，不用修改任何代码，即可完成相关报警判断，有效降低维护运维成本，及时且精确完成报警配置。