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      一種基于KNN-TCN的壓水堆失水事故診斷方法及系統(tǒng)

      文檔序號(hào):39980812發(fā)布日期:2024-11-15 14:29閱讀:25來(lái)源:國(guó)知局
      一種基于KNN-TCN的壓水堆失水事故診斷方法及系統(tǒng)

      所屬的技術(shù)人員能夠理解,本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此,本發(fā)明的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式,即:完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、微代碼等),或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式,這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺(tái)”。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,提供一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠用于實(shí)現(xiàn)上述基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,具體的,該基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷系統(tǒng)包括收集模塊、knn模塊、tcn模塊以及診斷模塊。其中,收集模塊,通過(guò)壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù);knn模塊,基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于構(gòu)建并測(cè)試knn算法;tcn模塊,基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);診斷模塊,基于knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置和破口尺寸進(jìn)行診斷。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,提供了一種終端設(shè)備,該終端設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器,所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令,所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的程序指令。處理器可能是中央處理單元(central?processingunit,cpu),還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(digital?signal?processor、dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit,asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(field-programmable?gate?array,fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等,其是終端的計(jì)算核心以及控制核心,其適于實(shí)現(xiàn)一條或一條以上指令,具體適于加載并執(zhí)行一條或一條以上指令從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)方法流程或相應(yīng)功能;本發(fā)明實(shí)施例所述的處理器可以用于基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法的操作,包括:通過(guò)壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù);基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于構(gòu)建并測(cè)試knn算法;基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);基于knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置和破口尺寸進(jìn)行診斷。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì),具體為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(memory),所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)是終端設(shè)備中的記憶設(shè)備,用于存放程序和數(shù)據(jù)??梢岳斫獾氖牵颂幍挠?jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)既可以包括終端設(shè)備中的內(nèi)置存儲(chǔ)介質(zhì),當(dāng)然也可以包括終端設(shè)備所支持的擴(kuò)展存儲(chǔ)介質(zhì),可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì),該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)提供存儲(chǔ)空間,該存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)了終端的操作系統(tǒng)。并且,在該存儲(chǔ)空間中還存放了適于被處理器加載并執(zhí)行的一條或一條以上的指令,這些指令可以是一個(gè)或一個(gè)以上的計(jì)算機(jī)程序(包括程序代碼)。需要說(shuō)明的是,此處的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任一合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào),其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式,包括但不限于電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任一合適的組合??勺x存儲(chǔ)介質(zhì)還可以是可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何可讀介質(zhì),該可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序??勺x存儲(chǔ)介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸,包括但不限于無(wú)線、有線、光纜、rf等等,或者上述的任一合適的組合??梢砸砸环N或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的任一組合來(lái)編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的程序代碼,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言—諸如java、c++等,還包括常規(guī)的過(guò)程式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言—諸如“c”語(yǔ)言或類似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、部分地在用戶設(shè)備上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算設(shè)備上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備的情形中,遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備可以通過(guò)任一種類的網(wǎng)絡(luò),包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan),連接到用戶計(jì)算設(shè)備,或者,可以連接到外部計(jì)算設(shè)備(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)。可由處理器加載并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存放的一條或一條以上指令,以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例中有關(guān)基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法的相應(yīng)步驟;計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的一條或一條以上指令由處理器加載并執(zhí)行如下步驟:通過(guò)壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù);基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于構(gòu)建并測(cè)試knn算法;基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);基于knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置和破口尺寸進(jìn)行診斷。請(qǐng)參閱圖4,終端設(shè)備為計(jì)算機(jī)設(shè)備,該實(shí)施例的計(jì)算機(jī)設(shè)備60包括:處理器61、存儲(chǔ)器62以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62中并可在處理器61上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序63,該計(jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例中的儲(chǔ)層改造井筒中流體組成計(jì)算方法,為避免重復(fù),此處不一一贅述。或者,該計(jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例儲(chǔ)層改造井筒中流體組成計(jì)算系統(tǒng)中各模型/單元的功能,為避免重復(fù),此處不一一贅述。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可以是桌上型計(jì)算機(jī)、筆記本、掌上電腦及云端服務(wù)器等計(jì)算設(shè)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可包括,但不僅限于,處理器61、存儲(chǔ)器62。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,圖4僅僅是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的示例,并不構(gòu)成對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備60的限定,可以包括比圖示更多或更少的部件,或者組合某些部件,或者不同的部件,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備還可以包括輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、總線等。所稱處理器61可以是中央處理單元(central?processing?unit,cpu),還可以是其它通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(digital?signal?processor,dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit,asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field-programmable?gate?array,fpga)或者其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器、分立硬件組件等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。存儲(chǔ)器62可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲(chǔ)單元,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60的硬盤或內(nèi)存。存儲(chǔ)器62也可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的外部存儲(chǔ)設(shè)備,例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60上配備的插接式硬盤,智能存儲(chǔ)卡(smart?media?card,smc),安全數(shù)字(secure?digital,sd)卡,閃存卡(flash?card)等。進(jìn)一步地,存儲(chǔ)器62還可以既包括計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲(chǔ)單元也包括外部存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)器62用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)設(shè)備所需的其它程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器62還可以用于暫時(shí)地存儲(chǔ)已經(jīng)輸出或者將要輸出的數(shù)據(jù)。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所使用的對(duì)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)庫(kù)或其它介質(zhì)的任何引用,均可包括非易失性和易失性存儲(chǔ)器中的至少一種。非易失性存儲(chǔ)器可包括只讀存儲(chǔ)器(read-only?memory,rom)、磁帶、軟盤、閃存、光存儲(chǔ)器、高密度嵌入式非易失性存儲(chǔ)器、阻變存儲(chǔ)器(reram)、磁變存儲(chǔ)器(magnetoresistive?random?access?memory,mram)、鐵電存儲(chǔ)器(ferroelectric?random?access?memory,fram)、相變存儲(chǔ)器(phase?change?memory,pcm)、石墨烯存儲(chǔ)器等。易失性存儲(chǔ)器可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random?access?memory,ram)或外部高速緩沖存儲(chǔ)器等。作為說(shuō)明而非局限,ram可以是多種形式,比如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(static?random?access?memory,sram)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamic?randomaccess?memory,dram)等。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)可包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中至少一種。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)可包括基于區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等,不限于此。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的處理器可為通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、可編程邏輯器、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器等,不限于此。請(qǐng)參閱圖5,終端設(shè)備600為電子設(shè)備,電子設(shè)備以通用計(jì)算設(shè)備的形式表現(xiàn)。電子設(shè)備的組件可以包括但不限于:至少一個(gè)處理單元610、至少一個(gè)存儲(chǔ)單元620、連接不同平臺(tái)組件(包括存儲(chǔ)單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中,存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有程序代碼,程序代碼可以被處理單元610執(zhí)行,使得處理單元610執(zhí)行本說(shuō)明書上述方法部分中描述的根據(jù)本發(fā)明各種示例性實(shí)施方式的步驟。例如,處理單元610可以執(zhí)行如圖1中所示的步驟。存儲(chǔ)單元620可以包括易失性存儲(chǔ)單元形式的可讀介質(zhì),例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元(ram)6201和/或高速緩存存儲(chǔ)單元6202,還可以進(jìn)一步包括只讀存儲(chǔ)單元(rom)6203。存儲(chǔ)單元620還可以包括具有一組(至少一個(gè))程序模塊6205的程序/實(shí)用工具6204,這樣的程序模塊6205包括但不限于:操作系統(tǒng)、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù),這些示例中的每一個(gè)或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)??偩€630可以為表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種,包括存儲(chǔ)單元總線或者存儲(chǔ)單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任一總線結(jié)構(gòu)的局域總線。電子設(shè)備600也可以與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備700(例如鍵盤、指向設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備等)通信,還可與一個(gè)或者多個(gè)使得用戶能與該電子設(shè)備600交互的設(shè)備通信,和/或與使得該電子設(shè)備600能與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備(例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過(guò)輸入/輸出(i/o)接口650進(jìn)行。并且,電子設(shè)備600還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器660與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(lan),廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡(luò),例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡(luò)適配器660可以通過(guò)總線630與電子設(shè)備600的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白,盡管圖中未示出,可以結(jié)合電子設(shè)備600使用其它硬件和/或軟件模塊,包括但不限于:微代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動(dòng)陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動(dòng)器以及數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)平臺(tái)等。為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中的描述和所示的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以通過(guò)各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。使用通過(guò)搭建在3keymaster平臺(tái)上的gpwr模型產(chǎn)生的全新失水故障數(shù)據(jù)對(duì)所提出的knn-tcn算法進(jìn)行驗(yàn)證。首先驗(yàn)證故障位置的診斷效果,使用構(gòu)建好的數(shù)據(jù)集對(duì)knn進(jìn)行測(cè)試,診斷結(jié)果如表2所示:表2失水事故位置診斷效果表2為使用knn對(duì)故障破口位置進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確率與其他方法的對(duì)比,由表中數(shù)據(jù)可以看出knn算法具有良好的診斷效果,由此使用knn用于診斷是否發(fā)生失水事故以及產(chǎn)生破口的位置。之后使用訓(xùn)練好的tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)破口尺寸的診斷效果進(jìn)行測(cè)試,診斷結(jié)果如表3所示:表3失水事故破口尺寸診斷結(jié)果由表中數(shù)據(jù)知,使用tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障破口位置進(jìn)行診斷效果較其他方法更為準(zhǔn)確,效果良好。因此采用tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合滑動(dòng)時(shí)間窗口的形式對(duì)壓水堆失水故障的破口位置進(jìn)行診斷。上述兩部分結(jié)果驗(yàn)證了基于knn-tcn算法的壓水堆失水事故診斷的有效性。綜上所述,本發(fā)明一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法及系統(tǒng),所提出的失水事故診斷方法的準(zhǔn)確度無(wú)論在破口位置和破口尺寸上都要優(yōu)于其他幾種常見故障診斷方法;并且無(wú)論在破口位置還是破口尺寸的診斷準(zhǔn)確率都達(dá)到98%以上,由此證明基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法及系統(tǒng)的有效性和可靠性。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為了描述的方便和簡(jiǎn)潔,僅以上述各功能單元、模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明,實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成,即將所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能單元或模塊,以完成以上描述的全部或者部分功能。實(shí)施例中的各功能單元、模塊可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中,上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。另外,各功能單元、模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分,并不用于限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。上述系統(tǒng)中單元、模塊的具體工作過(guò)程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程,在此不再贅述。在上述實(shí)施例中,對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重,某個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述或記載的部分,可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到,結(jié)合本發(fā)明中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的裝置/終端和方法,可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的裝置/終端實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,所述模塊或單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式,例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點(diǎn),所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通訊連接可以是通過(guò)一些接口,裝置或單元的間接耦合或通訊連接,可以是電性,機(jī)械或其它的形式。所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個(gè)地方,或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。另外,在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中,也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在,也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊/單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí),可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程,也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,所述的計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中,該計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí),可實(shí)現(xiàn)上述各個(gè)方法實(shí)施例的步驟。其中,所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼,所述計(jì)算機(jī)程序代碼可以為源代碼形式、對(duì)象代碼形式、可執(zhí)行文件或某些中間形式等。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括:能夠攜帶所述計(jì)算機(jī)程序代碼的任何實(shí)體或裝置、記錄介質(zhì)、u盤、移動(dòng)硬盤、磁碟、光盤、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(read-only?memory,rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccess?memory,ram)、電載波信號(hào)、電信信號(hào)以及軟件分發(fā)介質(zhì)等,需要說(shuō)明的是,所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含的內(nèi)容可以根據(jù)司法管轄區(qū)內(nèi)立法和專利實(shí)踐的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p,例如在某些司法管轄區(qū),根據(jù)立法和專利實(shí)踐,計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不包括是電載波信號(hào)和電信信號(hào)。本技術(shù)是參照根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合??商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器,使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中,使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上,使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理,從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想,不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想,在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng),均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。


      背景技術(shù):

      1、作為一種安全高效的清潔能源,核能已被很多國(guó)家大規(guī)模使用。近些年,我國(guó)的核電事業(yè)也在快速發(fā)展,反應(yīng)堆安全是核電事業(yè)的重中之重,當(dāng)出現(xiàn)安全問(wèn)題可能最終會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。反應(yīng)堆失水事故(冷卻劑喪失事故)是核電廠安全分析中的一類典型事故,不同的破口位置和破口尺寸將直接影響到事故的處置和后果,具體表現(xiàn)為一回路喪失冷卻劑。一回路管道或輔助系統(tǒng)的管道破裂是發(fā)生失水事故的主要原因。反應(yīng)堆失水事故的后果相對(duì)嚴(yán)重,即使發(fā)生中小破口也有導(dǎo)致堆芯熔毀的可能性,因此及時(shí)診斷故障非常重要。

      2、通常對(duì)于失水事故的診斷都是將該事故與其他事故一并診斷,而單獨(dú)進(jìn)行該事故診斷較少,通常難以同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置與破口大小進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷從而及時(shí)確定事故的發(fā)生。


      技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法及系統(tǒng),將k最近鄰分類算法(k-nearest?neighbor,knn)和時(shí)間卷積網(wǎng)絡(luò)(temporal?convolutional?network,tcn)相結(jié)合,用于解決現(xiàn)有無(wú)法同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置與破口大小進(jìn)行準(zhǔn)確診斷的技術(shù)問(wèn)題。

      2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

      3、一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,包括以下步驟:

      4、通過(guò)壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù);

      5、基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于構(gòu)建并測(cè)試knn算法;

      6、基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);

      7、基于knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置和破口尺寸進(jìn)行診斷。

      8、優(yōu)選地,壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)具體為:

      9、使用gpwr模型模擬壓水堆失水事故,分別模擬熱管段、冷管段和穩(wěn)壓器管道位置發(fā)生破口的情況,獲取對(duì)應(yīng)5種不同的破口尺寸數(shù)據(jù),并對(duì)破口尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

      10、優(yōu)選地,對(duì)破口尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理具體為:

      11、對(duì)收集的失水故障數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗,調(diào)整數(shù)據(jù)中的空值,剔除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù),替換和刪除重復(fù)數(shù)據(jù);然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理,按照不同破口位置以及破口大小進(jìn)行分類,并對(duì)不同類別的數(shù)據(jù)設(shè)置標(biāo)簽,構(gòu)建完整數(shù)據(jù)集,再通過(guò)min-max標(biāo)準(zhǔn)化將完整數(shù)據(jù)集按照屬性值對(duì)每一列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將數(shù)據(jù)規(guī)范到[0,1]之間。

      12、優(yōu)選地,清洗包括樣本缺失值處理和重復(fù)值處理。

      13、優(yōu)選地,knn算法具體為:

      14、計(jì)算待分類樣本與已知訓(xùn)練樣本的歐氏距離或余弦相似度,找到與待分類樣本距離最近或者相似度最大的k個(gè)最近鄰樣本;再根據(jù)k個(gè)最近鄰樣本的類別標(biāo)簽預(yù)測(cè)待預(yù)測(cè)樣本的類別。

      15、優(yōu)選地,預(yù)測(cè)待預(yù)測(cè)樣本的類別過(guò)程中,對(duì)于分類問(wèn)題,采用多數(shù)表決法,即選擇k個(gè)鄰居中出現(xiàn)次數(shù)最多的類別作為預(yù)測(cè)結(jié)果;對(duì)于回歸問(wèn)題,采用平均值法,即計(jì)算k個(gè)鄰居的目標(biāo)屬性值的平均值作為預(yù)測(cè)結(jié)果。

      16、優(yōu)選地,標(biāo)簽包括label0、label1、label2、label3,分別對(duì)應(yīng)未發(fā)生失水事故、發(fā)生熱管段破口、發(fā)生冷管段破口以及穩(wěn)壓器破口,label0的數(shù)據(jù)維度為[300,36],label1、label2、label3的維度分別為[2400,36]。

      17、優(yōu)選地,基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具體為:

      18、根據(jù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的特性,設(shè)置滑動(dòng)窗口的長(zhǎng)度為t,窗口的寬度為l;

      19、在數(shù)據(jù)集上,從初始時(shí)間開始,滑塊每次沿時(shí)間方向向前滑動(dòng)一個(gè)時(shí)間單位,獲得下一個(gè)窗口的數(shù)據(jù);

      20、將每個(gè)滑動(dòng)窗口的數(shù)據(jù)作為新數(shù)據(jù)集的一部分保存,構(gòu)建得到數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

      21、優(yōu)選地,分別選取窗口長(zhǎng)度為t=3s,5s,7s構(gòu)建數(shù)據(jù)集,數(shù)據(jù)集的維度分別為[1434,3,36],[1428,5,36],[1419,7,36]。

      22、第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷系統(tǒng),包括:

      23、收集模塊,通過(guò)壓水堆仿真模型收集相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù);

      24、knn模塊,基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于構(gòu)建并測(cè)試knn算法;

      25、tcn模塊,基于相應(yīng)失水故障數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)集用于訓(xùn)練并測(cè)試tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);

      26、診斷模塊,基于knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,同時(shí)對(duì)失水事故的破口位置和破口尺寸進(jìn)行診斷。

      27、第三方面,一種計(jì)算機(jī)設(shè)備,包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序,所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法的步驟。

      28、第四方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),包括計(jì)算機(jī)程序,所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法的步驟。

      29、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:

      30、一種基于knn-tcn的壓水堆失水事故診斷方法,首先通過(guò)仿真模型提取數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)可被用于診斷算法的建立和效果測(cè)試;之后分別使用收集的數(shù)據(jù)分別構(gòu)建用于破口位置和破口尺寸的診斷方法,并能夠及時(shí)通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性從而確保后續(xù)診斷系統(tǒng)的有效性;最后將上述建立好的knn算法和tcn網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合從而構(gòu)建完整的診斷系統(tǒng),能夠完整有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)壓水堆失水事故的診斷,并使用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證整個(gè)診斷系統(tǒng)的可行性和準(zhǔn)確性。

      31、進(jìn)一步的,gpwr壓水堆模型的準(zhǔn)確度已經(jīng)在很多研究中得到驗(yàn)證,因此通過(guò)gpwr模型產(chǎn)生模擬失水事故數(shù)據(jù)具有較高的可靠性。通過(guò)收集大量的失水事故數(shù)據(jù)作為診斷方法的基礎(chǔ),可以更為準(zhǔn)確的建立和訓(xùn)練所提出的診斷算法并且能夠更為準(zhǔn)確的衡量診斷系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。

      32、進(jìn)一步的,由于從模型中直接產(chǎn)生的數(shù)據(jù)較為冗雜,其中可能包含一些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)難以直接使用。因此通過(guò)數(shù)據(jù)清洗能夠有效提升數(shù)據(jù)的可用性從而降低后續(xù)處理成本。經(jīng)過(guò)清洗的數(shù)據(jù)不能直接用于算法的訓(xùn)練和測(cè)試,需要按照故障破口位置和破口尺寸的標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)劃分和相應(yīng)的歸一化處理,處理后的數(shù)據(jù)用于算法的建立和驗(yàn)證。

      33、進(jìn)一步的,knn算法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于理解和實(shí)現(xiàn),無(wú)需估計(jì)參數(shù)以及在多分類問(wèn)題上的準(zhǔn)確率高的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于故障診斷領(lǐng)域。使用knn算法能夠通過(guò)少量數(shù)據(jù)快速診斷出故障,因此使用knn算法進(jìn)行失水事故破口位置的診斷具有準(zhǔn)確和高效的特點(diǎn)。

      34、進(jìn)一步的,由于破口尺寸的種類較多數(shù)據(jù)量相對(duì)較少,因此傳統(tǒng)的分類方法難以準(zhǔn)確區(qū)分破口尺寸;tcn是一種用于處理時(shí)序數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)模型。優(yōu)勢(shì)在于其訓(xùn)練穩(wěn)定性和效率,能夠并行處理數(shù)據(jù),在處理長(zhǎng)序列時(shí)表現(xiàn)出色。因此使用tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行失水事故破口尺寸的診斷能夠有效的挖掘時(shí)序數(shù)據(jù)間的區(qū)別和聯(lián)系,從而準(zhǔn)確診斷出破口尺寸。

      35、可以理解的是,上述第二方面的有益效果可以參見上述第一方面中的相關(guān)描述,在此不再贅述。

      36、綜上所述,本發(fā)明結(jié)合knn算法和tcn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),分別用于失水事故的破口位置和破口尺寸的診斷,有效的提升診斷的速度和準(zhǔn)確率;通過(guò)模型模擬大量失水事故數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練knn和tcn,因此構(gòu)建的方法具有較高的準(zhǔn)確性;之后將兩種方法相結(jié)合構(gòu)建出完整的診斷系統(tǒng),能夠快速準(zhǔn)確的通過(guò)數(shù)據(jù)診斷出失水事故的具體位置和尺寸。

      37、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

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