[发明专利]基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警系统及方法，其中系统包括故障预测预警服务器，均与故障预测预警服务器相连的若干个数据采集传感器；故障预测预警服务器包括数据预处理模块、支持向量机训练模块、故障预测模块和故障预警模块；数据采集传感器用于收集历史数据和实时数据；数据预处理模块用于采用特征值提取的方法对历史数据和实时数据进行压缩降维；支持向量机训练模块利用遗传算法和粒子群算法对支持向量机中的参数进行寻优、并对支持向量机进行训练；故障预测模块用于使用训练好的支持向量机进行故障预测；故障预警模块用于利用模糊推理方法对燃气管道进行故障预警。实现燃气管道的准确、快速的故障预测预警。

技术领域

本发明涉及一种燃气管道故障预测预警系统，特别是涉及一种基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警系统及方法，属于智能故障预测预警技术领域。

背景技术

在当今时代，燃气对人类的生产和生活做出了极大的贡献，人们对燃气的需求量越来越大。燃气管道是输送燃气的重要通道，通常分布于郊区及城市的地下，所以说燃气管道的安全是十分重要的。由于燃气管道铺设位置的特殊性，不可能派专人去对燃气管道进行巡检，这时就需要采用现代技术(传感器、物联网等)对燃气管道相关的数据进行实时采集，同时，需要利用智能数据分析方法，对传回到后台服务器端的数据进行分析和推理，并做出相应的判断及预警。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警系统及方法，实现燃气管道的准确监测，并进行快速的故障预测预警。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警系统，包括故障预测预警服务器，均与故障预测预警服务器相连的若干个数据采集传感器；所述故障预测预警服务器包括数据预处理模块、支持向量机训练模块、故障预测模块和故障预警模块；

若干个所述数据采集传感器，用于对燃气管道内部的压强、温度、密闭性以及燃气管道上阀门的开关状态进行监测数据采集并将采集到的监测数据传输给故障预测预警服务器；其中，监测数据包括收集到的历史数据和实时数据；

所述数据预处理模块，用于接收历史数据和实时数据，并采用特征值提取的方法对历史数据和实时数据进行压缩降维，再将降维处理后的历史数据传输给支持向量机训练模块、将降维处理后的实时数据传输给故障预测模块；

所述支持向量机训练模块，用于接收降维处理后的历史数据，利用遗传算法和粒子群算法对支持向量机中的参数进行寻优，并利用降维处理后的历史数据对支持向量机进行训练，得到训练好的支持向量机；

所述故障预测模块，用于接收降维处理后的实时数据，根据降维处理后的实时数据，使用训练好的支持向量机进行故障预测分析得到故障预测结果，并输出故障预测结果给故障预警模块；

所述故障预警模块，用于接收故障预测结果，根据故障预测结果利用模糊推理方法对燃气管道进行故障预警得到故障解决的决策方案。

本发明燃气管道故障预测预警系统进一步设置为：所述数据采集传感器通过无线或者有线通讯方式与故障预测预警服务器相通讯。

本发明燃气管道故障预测预警系统进一步设置为：所述数据预处理模块，还用于在压缩降维前对历史数据和实时数据进行归一化处理。

本发明燃气管道故障预测预警系统进一步设置为：所述故障预警模块，还用于将故障解决的决策方案发送给燃气管道管理部门或燃气管道使用客户。

本发明还提供一种基于改进支持向量机的燃气管道故障预测预警方法，包括以下步骤：

1)数据采集传感器将采集的历史数据和实时数据通过无线或者有线通讯方式传输给故障预测预警服务器；故障预测预警服务器中的支持向量机训练模块利用遗传算法和粒子群算法对支持向量机中的参数进行寻优；