本申請涉及過濾安全預(yù)警相關(guān)，具體涉及一種特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、高壓反沖洗過濾站在工業(yè)生產(chǎn)及水處理領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，主要負(fù)責(zé)去除流體中的雜質(zhì)，確保后續(xù)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備的安全。然而，在高壓、高流量的作業(yè)環(huán)境下，過濾元件易受到磨損、堵塞等問題的困擾，不僅影響了過濾效率，還可能引發(fā)管道破裂等嚴(yán)重安全事故，傳統(tǒng)的過濾站監(jiān)控系統(tǒng)往往只能提供基本的壓力、流量等參數(shù)監(jiān)測，對于過濾元件的堵塞情況、反沖洗效果以及潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)缺乏深入的分析和預(yù)警，從而導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行過程中，往往需要人工干預(yù)來判斷過濾元件是否需要更換或清洗，以及反沖洗壓力的設(shè)置是否合理，使得整個(gè)生產(chǎn)過程效率低下，且難以精準(zhǔn)評估高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)，給生產(chǎn)帶來了極大的隱患。

2、因此，現(xiàn)階段高壓反沖洗過濾站安全預(yù)警相關(guān)技術(shù)中，存在缺乏對過濾元件狀態(tài)、管道破裂風(fēng)險(xiǎn)及反沖洗效果的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測評估，進(jìn)而導(dǎo)致高壓沖洗過濾站過濾效率低下、安全風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請通過提供一種特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，解決了現(xiàn)有高壓反沖洗過濾站存在的缺乏對過濾元件狀態(tài)、管道破裂風(fēng)險(xiǎn)及反沖洗效果的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測評估，進(jìn)而導(dǎo)致高壓沖洗過濾站過濾效率低下、安全風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確的技術(shù)問題，達(dá)到了提升過濾效率及安全風(fēng)險(xiǎn)評估準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。

2、本申請?zhí)峁┮环N特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，所述平臺(tái)包括：管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析模塊，用于在高壓反沖洗過濾站的作業(yè)過程中，對所述高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件兩側(cè)的壓力進(jìn)行檢測，獲得初始壓力信息和過濾壓力信息，計(jì)算獲得過濾壓差信息，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息；過濾元件堵塞分析模塊，用于根據(jù)所述過濾壓差信息，進(jìn)行所述過濾元件的堵塞分析，獲得過濾元件的堵塞參數(shù)；反沖洗優(yōu)化模塊，用于獲取對過濾元件進(jìn)行反沖洗的反沖洗壓力空間，在所述反沖洗壓力空間內(nèi)，以最大化堵塞沖洗清潔程度和最小化過濾元件損壞概率，進(jìn)行反沖洗優(yōu)化，獲得最優(yōu)反沖洗壓力，以及最優(yōu)過濾元件損壞概率；安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)獲得模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)反沖洗壓力進(jìn)行模擬反沖洗，獲得沖洗壓差信息，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，結(jié)合所述過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息和過濾元件損壞概率，計(jì)算獲得高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，進(jìn)行緊急安全預(yù)警。

3、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析模塊，還執(zhí)行以下處理：對所述高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件兩側(cè)的壓力進(jìn)行檢測，獲得初始壓力信息和過濾壓力信息；根據(jù)所述初始壓力信息和過濾壓力信息，計(jì)算獲得過濾元件的過濾壓差信息；預(yù)訓(xùn)練管道破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測器；利用所述管道破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測器，對所述過濾壓差信息輸入進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)測，獲得過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，其中，所述過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息包括管道破裂概率。

4、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析模塊，還執(zhí)行以下處理：根據(jù)高壓反沖洗過濾站內(nèi)管道的歷史維護(hù)數(shù)據(jù)，采集樣本壓差信息區(qū)間集合，并采集不同樣本壓差信息區(qū)間下管道破裂的比例，標(biāo)注為樣本管道破裂概率集合；構(gòu)建所述樣本壓差信息區(qū)間集合和樣本管道破裂概率集合作為監(jiān)督訓(xùn)練數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)，訓(xùn)練管道破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測器至收斂。

5、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述過濾元件堵塞分析模塊，還執(zhí)行以下處理：根據(jù)高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件的歷史維護(hù)數(shù)據(jù)，采集樣本過濾壓差信息區(qū)間集合，并采集不同樣本過濾壓差信息區(qū)間下過濾元件的堵塞比例，標(biāo)注為樣本堵塞參數(shù)集合；構(gòu)建所述樣本過濾壓差信息區(qū)間集合和樣本堵塞參數(shù)集合的映射關(guān)系，獲得堵塞分類器；將所述過濾壓差信息輸入所述堵塞分類器，映射分類獲得所述過濾元件的堵塞參數(shù)。在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述反沖洗優(yōu)化模塊，還執(zhí)行以下處理：獲取對過濾元件進(jìn)行反沖洗的反沖洗壓力空間；在所述反沖洗壓力空間內(nèi)，隨機(jī)抽取第一反沖洗壓力；根據(jù)所述第一反沖洗壓力和堵塞參數(shù)，進(jìn)行沖洗預(yù)測，獲得第一堵塞沖洗清潔等級和第一過濾元件損壞概率；根據(jù)所述第一堵塞沖洗清潔等級和第一過濾元件損壞概率，計(jì)算獲得第一沖洗適應(yīng)度，如下式：

6、其中，ra為沖洗適應(yīng)度，和為權(quán)重，r為堵塞沖洗清潔等級，q為正整數(shù)，k為過濾元件損壞概率；繼續(xù)在所述反沖洗壓力空間內(nèi)進(jìn)行反沖洗壓力的優(yōu)化，直到達(dá)到收斂優(yōu)化次數(shù)，輸出沖洗適應(yīng)度最大的反沖洗壓力，獲得最優(yōu)反沖洗壓力，并獲取所述最優(yōu)反沖洗壓力的過濾元件損壞概率，作為最優(yōu)過濾元件損壞概率。

7、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述反沖洗優(yōu)化模塊，還執(zhí)行以下處理：根據(jù)過濾元件的反沖洗歷史數(shù)據(jù)，采集樣本堵塞參數(shù)集合和樣本反沖洗壓力集合，并采集不同樣本堵塞參數(shù)和樣本反沖洗壓力的反沖洗下的堵塞沖洗清潔等級和過濾元件損壞比例，標(biāo)注獲得樣本堵塞沖洗清潔等級集合和樣本過濾元件損壞概率集合；采用所述樣本堵塞參數(shù)集合、樣本反沖洗壓力集合、樣本堵塞沖洗清潔等級集合和樣本過濾元件損壞概率集合作為監(jiān)督訓(xùn)練數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)，訓(xùn)練反沖洗預(yù)測器至收斂；利用所述反沖洗預(yù)測器，對所述第一反沖洗壓力和堵塞參數(shù)輸入進(jìn)行沖洗預(yù)測，獲得第一堵塞沖洗清潔等級和第一過濾元件損壞概率。

8、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)獲得模塊，還執(zhí)行以下處理：根據(jù)過濾元件的反沖洗歷史數(shù)據(jù)，采集在不同樣本堵塞參數(shù)和樣本反沖洗壓力進(jìn)行反沖洗下過濾元件的壓差，獲得樣本沖洗壓差信息集合；采用所述樣本堵塞參數(shù)集合、樣本反沖洗壓力集合和樣本沖洗壓差信息集合，訓(xùn)練反沖洗壓差模擬器；采用所述反沖洗壓差模擬器，對所述第一反沖洗壓力和堵塞參數(shù)進(jìn)行模擬反沖洗，獲得沖洗壓差信息。

9、在可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)獲得模塊，還執(zhí)行以下處理：將所述沖洗壓差信息輸入所述管道破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測器，管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)測，獲得沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息；對所述沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息、過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息和過濾元件損壞概率加權(quán)計(jì)算，獲得高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；判斷所述安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)是否大于等于安全風(fēng)險(xiǎn)門限值，若是，則進(jìn)行緊急安全預(yù)警，若否，則不進(jìn)行緊急安全預(yù)警。

10、擬通過本申請?zhí)岢龅囊环N特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，對高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件兩側(cè)的壓力進(jìn)行檢測，計(jì)算獲得過濾壓差信息，獲得過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息；獲得過濾元件的堵塞參數(shù)；獲得最優(yōu)反沖洗壓力，以及最優(yōu)過濾元件損壞概率；獲得沖洗壓差信息，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，計(jì)算獲得高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，進(jìn)行緊急安全預(yù)警。解決了現(xiàn)有高壓反沖洗過濾站存在的缺乏對過濾元件狀態(tài)、管道破裂風(fēng)險(xiǎn)及反沖洗效果的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測評估，進(jìn)而導(dǎo)致高壓沖洗過濾站過濾效率低下、安全風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確的技術(shù)問題，達(dá)到了提升過濾效率及安全風(fēng)險(xiǎn)評估準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，對所述高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件兩側(cè)的壓力進(jìn)行檢測，獲得初始壓力信息和過濾壓力信息，計(jì)算獲得過濾壓差信息，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，預(yù)訓(xùn)練管道破裂風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測器，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，根據(jù)所述過濾壓差信息，進(jìn)行所述過濾元件的堵塞分析，獲得過濾元件的堵塞參數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，獲取對過濾元件進(jìn)行反沖洗的反沖洗壓力空間，在所述反沖洗壓力空間內(nèi)，以最大化堵塞沖洗清潔程度和最小化過濾元件損壞概率，進(jìn)行反沖洗優(yōu)化，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，根據(jù)所述第一反沖洗壓力和堵塞參數(shù)，進(jìn)行沖洗預(yù)測，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，根據(jù)所述最優(yōu)反沖洗壓力進(jìn)行模擬反沖洗，獲得沖洗壓差信息，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，其特征在于，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，結(jié)合所述過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息和過濾元件損壞概率，計(jì)算獲得高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種特種場景的緊急安全預(yù)警平臺(tái)，涉及過濾安全預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，該平臺(tái)包括：對高壓反沖洗過濾站內(nèi)過濾元件兩側(cè)的壓力進(jìn)行檢測，計(jì)算獲得過濾壓差信息，獲得過濾破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息；獲得過濾元件的堵塞參數(shù)；獲得最優(yōu)反沖洗壓力，以及最優(yōu)過濾元件損壞概率；獲得沖洗壓差信息，進(jìn)行管道破裂安全風(fēng)險(xiǎn)分析，獲得沖洗破裂安全風(fēng)險(xiǎn)信息，計(jì)算獲得高壓反沖洗過濾站的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，進(jìn)行緊急安全預(yù)警。解決了現(xiàn)有高壓反沖洗過濾站存在的缺乏對過濾元件狀態(tài)、管道破裂風(fēng)險(xiǎn)及反沖洗效果的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測評估，進(jìn)而導(dǎo)致高壓沖洗過濾站過濾效率低下、安全風(fēng)險(xiǎn)評估不準(zhǔn)確的技術(shù)問題，達(dá)到了提升過濾效率及安全風(fēng)險(xiǎn)評估準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：許軍,易李力,侯強(qiáng),趙仁亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫威順煤礦機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28