本發(fā)明涉及工業(yè)大數(shù)據(jù)的監(jiān)測挖掘，具體涉及一種面向數(shù)字能源空壓站的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字能源空壓站是一種利用數(shù)字化技術(shù)控制和優(yōu)化運行的空壓機組系統(tǒng)，通常是工業(yè)生產(chǎn)中的重要能源消耗設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域；通過實時監(jiān)測跟蹤空壓機的運行狀態(tài)及負載壓力等關(guān)鍵參數(shù)，能夠幫助運營人員及時發(fā)現(xiàn)能效低下的原因，進而優(yōu)化運行策略和調(diào)度，減少不必要的能量浪費，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

2、現(xiàn)有技術(shù)通常會根據(jù)用氣車間的整體用氣量監(jiān)測數(shù)據(jù)，操控空壓站內(nèi)空壓機的啟停；雖然在一定程度上能夠節(jié)能降耗，但部分空壓機可能將處于長時間高強度運行或長時間空閑的狀態(tài)，長時間高強度運行會增加空壓機的磨損，而閑置的空壓機則無法充分發(fā)揮其效能，反而增加了設(shè)備的損耗和能源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)對數(shù)字能源空壓站的監(jiān)測調(diào)度效果不佳的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種面向數(shù)字能源空壓站的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本發(fā)明提出一種面向數(shù)字能源空壓站的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法，所述方法包括：

3、在當前監(jiān)測時刻下，基于數(shù)字能源空壓站中運行的空壓機及開啟的出氣管道構(gòu)建哈希環(huán)，并獲取每個出氣管道在預(yù)設(shè)歷史監(jiān)測時段內(nèi)的氣流量序列；

4、獲取所述哈希環(huán)中每個空壓機對應(yīng)的所有負載出氣管道，并根據(jù)每個負載出氣管道的所述氣流量序列，獲取每個空壓機的負載變化序列；根據(jù)所述哈希環(huán)中每個空壓機的所述負載變化序列中的數(shù)據(jù)分布情況，獲取所述哈希環(huán)中每個空壓機的負載調(diào)度必要性；

5、根據(jù)所述哈希環(huán)中每個空壓機的每個負載出氣管道的氣流量，相對所有負載出氣管道的總氣流量的占比情況，結(jié)合每個負載出氣管道的所述氣流量序列中的變化趨勢，獲取每個負載出氣管道的調(diào)度適宜系數(shù)；

6、根據(jù)所述哈希環(huán)中每個空壓機的所述負載調(diào)度必要性，及每個空壓機的每個負載出氣管道的所述調(diào)度適宜系數(shù)，調(diào)整所述哈希環(huán)，以對數(shù)字能源空壓站進行調(diào)度規(guī)劃。

7、進一步地，所述哈希環(huán)的獲取方法包括：

8、基于md5算法，結(jié)合運行的空壓機的編號獲取空壓機節(jié)點編碼值，結(jié)合開啟的出氣管道的編號獲取出氣管道節(jié)點編碼值；將所有所述空壓機節(jié)點編碼值及所有所述出氣管道節(jié)點編碼值映射到環(huán)形哈希空間中，并將所述哈希環(huán)中的空壓機作為物理節(jié)點，得到哈希環(huán)。

9、進一步地，所述負載變化序列的獲取方法包括：

10、根據(jù)所述哈希環(huán)中每個空壓機對應(yīng)所有負載出氣管道的所述氣流量序列中，相同時刻下的氣流量數(shù)據(jù)，獲取每個空壓機在對應(yīng)時刻下的負載參數(shù)；將每個空壓機在預(yù)設(shè)歷史監(jiān)測時段內(nèi)每個時刻下的所述負載參數(shù)按時序順序排序構(gòu)建負載變化序列。

11、進一步地，所述負載調(diào)度必要性的獲取方法包括：

12、在所述哈希環(huán)中所有空壓機的所述負載變化序列中，根據(jù)所有負載參數(shù)的概率分布情況，獲取每個空壓機對應(yīng)所述負載變化序列中的所有高負載參數(shù)及所有低負載參數(shù)；

13、根據(jù)每個空壓機對應(yīng)所述負載變化序列中所述高負載參數(shù)的總數(shù)量及均值，結(jié)合所述低負載參數(shù)的總數(shù)量，獲取所述哈希環(huán)中對應(yīng)空壓機的負載調(diào)度必要性。

14、進一步地，所述高負載參數(shù)及所述低負載參數(shù)的獲取方法包括：

15、獲取所有負載參數(shù)的均值μ及標準差σ，構(gòu)建概率分布曲線，將分布在μ+σ之外的所有負載參數(shù)作為原始高負載參數(shù)，將分布在μ-σ之外的所有負載參數(shù)作為原始低負載參數(shù)；

16、將所述哈希環(huán)中每個空壓機的所述負載變化序列中的所有原始高負載參數(shù)，作為對應(yīng)空壓機的高負載參數(shù)，將所述哈希環(huán)中每個空壓機的所述負載變化序列中的所有原始低負載參數(shù)，作為對應(yīng)空壓機的低負載參數(shù)。

17、進一步地，所述根據(jù)每個空壓機對應(yīng)所述負載變化序列中所述高負載參數(shù)的總數(shù)量及均值，結(jié)合所述低負載參數(shù)的總數(shù)量，獲取所述哈希環(huán)中對應(yīng)空壓機的負載調(diào)度必要性的方法包括：

18、當所述高負載參數(shù)的總數(shù)量不為零時，將所述高負載參數(shù)的總數(shù)量與所述負載變化序列的長度的比值作為第一調(diào)度參數(shù)；將所有所述高負載參數(shù)的均值作為第二調(diào)度參數(shù)；融合所述第一調(diào)度參數(shù)及所述第二調(diào)度參數(shù)，得到所述哈希環(huán)中對應(yīng)空壓機的負載調(diào)度必要性；

19、當所述高負載參數(shù)的總數(shù)量為零，且所述低負載參數(shù)的總數(shù)量大于或等于預(yù)設(shè)數(shù)值時，將所述哈希環(huán)中對應(yīng)空壓機的負載調(diào)度必要性設(shè)置為預(yù)設(shè)負值。

20、進一步地，所述調(diào)度適宜系數(shù)的獲取方法包括：

21、將所述負載調(diào)度必要性大于預(yù)設(shè)閾值的空壓機作為高強度空壓機，將所述負載調(diào)度必要性為預(yù)設(shè)負值的空壓機作為低強度空壓機；

22、在每個所述高強度空壓機的每個負載出氣管道的所述氣流量序列中，將每個時刻下的氣流量與對應(yīng)時刻下所有負載出氣管道的總氣流量之間的比值進行累加，將累加值作為對應(yīng)負載出氣管道的出氣負載參數(shù)；

23、將每個所述高強度空壓機的每個負載出氣管道的所述氣流量序列進行直線擬合，將擬合直線的斜率作為對應(yīng)負載出氣管道的出氣負載趨勢參數(shù)；

24、融合所述出氣負載參數(shù)及所述出氣負載趨勢參數(shù)，獲取對應(yīng)負載出氣管道的調(diào)度適宜系數(shù)。

25、進一步地，所述哈希環(huán)的調(diào)整方法包括：

26、將所述高強度空壓機的所有負載出氣管道中所述調(diào)度適宜系數(shù)最大的負載出氣管道，及所述低強度空壓機的所有負載出氣管道，均作為待調(diào)度出氣管道；將所述負載調(diào)度必要性最小的非低強度空壓機作為所述待調(diào)度出氣管道的匹配節(jié)點；

27、在所述哈希環(huán)中，刪除所有低強度空壓機對應(yīng)物理節(jié)點，并在每個所述待調(diào)度出氣管道與順時針方向上對應(yīng)的匹配空壓機之間增設(shè)虛擬節(jié)點；其中虛擬節(jié)點為所述匹配節(jié)點，順時針方向上，匹配節(jié)點與對應(yīng)所述待調(diào)度出氣管道之間不存在任何空壓機及非待調(diào)度出氣管道。

28、進一步地，所述氣流量序列的獲取方法包括：

29、在當前時刻下，將預(yù)設(shè)歷史監(jiān)測時段分為預(yù)設(shè)數(shù)量個單位監(jiān)測子時段，獲取每個所述單位監(jiān)測子時段內(nèi)每個出氣管道的總氣流量；將總氣流量作為序列元素，并按照時序順序排序，構(gòu)建對應(yīng)出氣管道在預(yù)設(shè)歷史監(jiān)測時段內(nèi)的氣流量序列。

30、本發(fā)明還提出一種面向數(shù)字能源空壓站的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)所述一種面向數(shù)字能源空壓站的數(shù)據(jù)監(jiān)測方法的步驟。

31、本發(fā)明具有如下有益效果：

32、本發(fā)明在當前監(jiān)測時刻下，基于數(shù)字能源空壓站中運行的空壓機及開啟的出氣管道構(gòu)建哈希環(huán)，并獲取每個出氣管道在預(yù)設(shè)歷史監(jiān)測時段內(nèi)的氣流量序列，為后續(xù)分析空壓機負載情況以進行調(diào)度分配做準備；獲取哈希環(huán)中每個空壓機對應(yīng)的所有負載出氣管道，并根據(jù)每個負載出氣管道的氣流量序列，獲取每個空壓機的負載變化序列；根據(jù)哈希環(huán)中每個空壓機的負載變化序列中的數(shù)據(jù)分布情況，分析每個空壓機的負載壓力情況，進而獲取哈希環(huán)中每個空壓機的負載調(diào)度必要性，為后續(xù)優(yōu)化調(diào)度、均衡負載做準備；進一步根據(jù)哈希環(huán)中每個空壓機的每個負載出氣管道的氣流量，相對所有負載出氣管道的總氣流量的占比情況，結(jié)合每個負載出氣管道的氣流量序列中的變化趨勢，獲取每個負載出氣管道的調(diào)度適宜系數(shù)，從而便于后續(xù)篩選待調(diào)度分流的負載出氣管道，分擔空壓機的負載壓力；最終根據(jù)哈希環(huán)中每個空壓機的負載調(diào)度必要性，及每個空壓機的每個負載出氣管道的調(diào)度適宜系數(shù)，調(diào)整哈希環(huán)，以對數(shù)字能源空壓站進行調(diào)度規(guī)劃。本發(fā)明通過監(jiān)測分析數(shù)字能源空壓站中空壓機負載情況與用氣需求，同時借助哈希環(huán)的數(shù)據(jù)分配思想來規(guī)劃調(diào)度數(shù)字能源空壓站，提高了對數(shù)字能源空壓站的監(jiān)測調(diào)度效果。