權(quán)利要求

1.用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括： 采集廢氣處理設(shè)備凈化廢氣后排出的二氧化碳濃度和多種有毒氣體濃度；所述有毒氣體濃度包括一氧化碳濃度和多種其他有毒氣體濃度；以所述二氧化碳濃度和所述一氧化碳濃度的比值作為氧化反應(yīng)深度；根據(jù)所有所述有毒氣體濃度的大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度； 一個(gè)采樣時(shí)刻下的所述氧化反應(yīng)深度、所述氣體凈化程度、設(shè)備排氣風(fēng)速、廢氣溫度構(gòu)成所述采樣時(shí)刻下的特征矩陣；一個(gè)采樣時(shí)間段內(nèi)連續(xù)的所述采樣時(shí)刻的所有所述特征矩陣構(gòu)建多維特征矩陣；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫獲得每個(gè)設(shè)備的初始采樣時(shí)間段的初始多維特征矩陣，根據(jù)所述初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別； 在所述歷史數(shù)據(jù)庫中獲取每個(gè)設(shè)備類別中設(shè)備的連續(xù)采樣時(shí)間段的多維特征矩陣集合；將所述多維特征矩陣集合中的所述多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；將每個(gè)所述設(shè)備類別對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；每個(gè)所述設(shè)備類別對(duì)應(yīng)一個(gè)所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)； 獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的目標(biāo)初始多維特征矩陣，根據(jù)所述目標(biāo)初始多維特征矩陣獲得所述設(shè)備類別，將所述目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列輸入對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲得預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；獲得所述目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備在所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列對(duì)應(yīng)采樣時(shí)間段下的第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，并獲得所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度，若所述相似度大于預(yù)設(shè)相似度閾值，則繼續(xù)根據(jù)對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測；否則，根據(jù)所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中的初始元素對(duì)應(yīng)的所述多維特征矩陣重新判斷設(shè)備類別并重新選擇對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)；若所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中出現(xiàn)預(yù)設(shè)預(yù)警凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)，則發(fā)出預(yù)警信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所有所述有毒氣體濃度的大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度包括： 獲得每種有毒氣體對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值；以一氧化碳的所述標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值作為基準(zhǔn)參照值；獲得所述基準(zhǔn)參照值與每種所述有毒氣體對(duì)應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值的限制值比值，以每種所述有毒氣體對(duì)應(yīng)的所述有毒氣體濃度和對(duì)應(yīng)的所述限制值比值的乘積作為所述有毒氣體的毒性危險(xiǎn)濃度； 獲得廢氣凈化前的VOCs濃度與所有所述有毒氣體的所述毒性危險(xiǎn)濃度累加值的濃度差異；以所述濃度差異和廢氣凈化前的VOCs濃度的比值作為所述氣體凈化程度。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別包括： 獲得所述初始多維特征矩陣之間的差異距離，根據(jù)所述差異距離將設(shè)備映射至樣本空間中，利用K最近鄰分類算法對(duì)所述樣本空間中的樣本點(diǎn)進(jìn)行分類，獲得多個(gè)所述設(shè)備類別。 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述獲得所述初始多維特征矩陣之間的差異距離包括： 利用所述初始多維特征矩陣之間的明可夫斯基距離作為所述差異距離。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述將所述多維特征矩陣集合中的所述多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列包括： 利用線性判別分析降維算法對(duì)所述多維特征矩陣進(jìn)行降維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其特征在于，所述獲得所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度包括： 根據(jù)相似度公式獲得所述相似度，所述相似度公式包括：  其中， 為所述相似度， 為自然常數(shù)， 為所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整距離計(jì)算函數(shù)。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢氣分離凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)廢氣產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，為了降低工業(yè)廢氣對(duì)環(huán)境的污染，需要針對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行著重治理。

低溫等離子技術(shù)是通過導(dǎo)電介質(zhì)在電極周圍形成一個(gè)高度聚焦的等離子體區(qū)域，通過低溫等離子凈化設(shè)備能夠有效去除VOCs廢氣中的毒性及惡臭味等。低溫等離子技術(shù)不需要輔助熱源，在常溫常壓下即可進(jìn)行，工藝簡單能耗低，具有廣泛的應(yīng)用場景。

低溫等離子技術(shù)目前還存在技術(shù)不足，例如在電極周圍容易產(chǎn)生火花放電，雖然等離子廢氣處理有著許多優(yōu)點(diǎn)，但還是有些不足之處，比如在高峰值電壓下，反應(yīng)器容易產(chǎn)生火花放電，容易存在危險(xiǎn)性，遇見苯等有機(jī)物的分解容易發(fā)生爆炸。另一方面是對(duì)內(nèi)部設(shè)備部件的構(gòu)型設(shè)計(jì)、制造精度、嚴(yán)密性等要求很高。比如電場頻率、電壓、高頻的脈沖等參數(shù)，若成套設(shè)備中的某個(gè)參數(shù)達(dá)不到要求，如電壓電低、頻率過高過低都會(huì)對(duì)離子體的產(chǎn)生造成很大的影響，甚至產(chǎn)生爆炸。如果不針對(duì)低溫等離子技術(shù)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視，則會(huì)使得設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)不到位、不及時(shí)使得設(shè)備存在重大的安全隱患，不僅對(duì)工作人員生命安全產(chǎn)生隱患，還會(huì)影響廢氣凈化處理效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，所采用的技術(shù)方案具體如下：

本發(fā)明提出了一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，所述方法包括：

采集廢氣處理設(shè)備凈化廢氣后排出的二氧化碳濃度和多種有毒氣體濃度；所述有毒氣體濃度包括一氧化碳濃度和多種其他有毒氣體濃度；以所述二氧化碳濃度和所述一氧化碳濃度的比值作為氧化反應(yīng)深度；根據(jù)所有所述有毒氣體濃度的大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度；

一個(gè)采樣時(shí)刻下的所述氧化反應(yīng)深度、所述氣體凈化程度、設(shè)備排氣風(fēng)速、廢氣溫度構(gòu)成所述采樣時(shí)刻下的特征矩陣；一個(gè)采樣時(shí)間段內(nèi)連續(xù)的所述采樣時(shí)刻的所有所述特征矩陣構(gòu)建多維特征矩陣；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫獲得每個(gè)設(shè)備的初始采樣時(shí)間段的初始多維特征矩陣，根據(jù)所述初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別；

在所述歷史數(shù)據(jù)庫中獲取每個(gè)設(shè)備類別中設(shè)備的連續(xù)采樣時(shí)間段的多維特征矩陣集合；將所述多維特征矩陣集合中的所述多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；將每個(gè)所述設(shè)備類別對(duì)應(yīng)的多個(gè)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；每個(gè)所述設(shè)備類別對(duì)應(yīng)一個(gè)所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)；

獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的目標(biāo)初始多維特征矩陣，根據(jù)所述目標(biāo)初始多維特征矩陣獲得所述設(shè)備類別，將所述目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列輸入對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲得預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；獲得所述目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備在所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間段下的第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，并獲得所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度，若所述相似度大于預(yù)設(shè)相似度閾值，則繼續(xù)根據(jù)對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測；否則，根據(jù)所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中的初始元素對(duì)應(yīng)的所述多維特征矩陣重新判斷設(shè)備類別并重新選擇對(duì)應(yīng)的所述凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)；若所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中出現(xiàn)預(yù)設(shè)預(yù)警凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)，則發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所有所述有毒氣體濃度的大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度包括：

獲得每種有毒氣體對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值；以一氧化碳的所述標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值作為基準(zhǔn)參照值；獲得所述基準(zhǔn)參照值與每種所述有毒氣體對(duì)應(yīng)的所述標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值的限制值比值，以每種所述有毒氣體對(duì)應(yīng)的所述有毒氣體濃度和對(duì)應(yīng)的所述限制值比值的乘積作為所述有毒氣體的毒性危險(xiǎn)濃度；

獲得廢氣凈化前的VOCs濃度與所有所述有毒氣體的所述毒性危險(xiǎn)濃度累加值的濃度差異；以所述濃度差異和廢氣凈化前的VOCs濃度的比值作為所述氣體凈化程度。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別包括：

獲得所述初始多維特征矩陣之間的差異距離，根據(jù)所述差異距離將設(shè)備映射至樣本空間中，利用K最近鄰分類算法對(duì)所述樣本空間中的樣本點(diǎn)進(jìn)行分類，獲得多個(gè)所述設(shè)備類別。

進(jìn)一步地，所述獲得所述初始多維特征矩陣之間的差異距離包括：

利用所述初始多維特征矩陣之間的明可夫斯基距離作為所述差異距離。

進(jìn)一步地，所述將所述多維特征矩陣集合中的所述多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列包括：

利用線性判別分析降維算法對(duì)所述多維特征矩陣進(jìn)行降維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列。

進(jìn)一步地，所述獲得所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度包括：

根據(jù)相似度公式獲得所述相似度，所述相似度公式包括：

其中， 為所述相似度， 為自然常數(shù)， 為所述第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為所述預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整距離計(jì)算函數(shù)。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1.本發(fā)明實(shí)施例通過歷史數(shù)據(jù)庫中的初始采樣時(shí)間段的初始多維特征矩陣對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類并對(duì)每個(gè)設(shè)備類別的數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)采集。以大量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)設(shè)備類別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的預(yù)測，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)的監(jiān)視，通過預(yù)測數(shù)據(jù)即可確定當(dāng)前目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。

2.本發(fā)明實(shí)施例考慮到歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)穩(wěn)定且均勻，而實(shí)際運(yùn)用時(shí)目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境可能會(huì)根據(jù)實(shí)際工作任務(wù)進(jìn)行變化，因此通過將相同采樣時(shí)間段下的預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列和第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列作比較，判斷是否需要更新目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的設(shè)備類別和對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，保證了預(yù)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.本發(fā)明實(shí)施例通過將多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)，避免了多維信息造成的數(shù)據(jù)分析困難，計(jì)算量大等缺陷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所提供的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法，其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。在下述說明中，不同的“一個(gè)實(shí)施例”或“另一個(gè)實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。

下面結(jié)合附圖具體的說明本發(fā)明所提供的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法的具體方案。

請(qǐng)參閱圖1，其示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法流程圖，該方法包括：

步驟S1：采集廢氣處理設(shè)備凈化廢氣后排出的二氧化碳濃度和多種有毒氣體濃度；有毒氣體濃度包括一氧化碳濃度和多種其他有毒氣體濃度；根據(jù)二氧化碳濃度和一氧化碳濃度的比值獲得氧化反應(yīng)深度；根據(jù)所有有毒氣體濃度的大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度。

低溫等離子技術(shù)處理VOCs廢氣的本質(zhì)為氧化反應(yīng)，核心在于采用低溫等離子聯(lián)合催化劑印染VOCs催化自持燃燒。在理想的廢氣處理凈化中，VOCs廢氣會(huì)被燃燒成二氧化碳和水等無害物質(zhì)，而受限于工藝限制，在處理過程中，凈化產(chǎn)物還可能包括一氧化碳、臭氧等有害產(chǎn)物。因此在評(píng)價(jià)等離子廢氣處理設(shè)備的凈化效率時(shí)需要著重考慮各個(gè)凈化產(chǎn)物的濃度。

采集廢氣處理設(shè)備凈化廢氣后排出的二氧化碳濃度和多種有毒氣體濃度。有毒氣體濃度中包括一氧化碳濃度和多種其他有毒氣體濃度。需要說明的是，其他有毒氣體可根據(jù)具體實(shí)施場景和監(jiān)測要求自行設(shè)置，在本發(fā)明實(shí)施例中以臭氧和VOCs廢氣作為其他有毒氣體進(jìn)行表述說明。

氧化還原反應(yīng)越深，代表VOCs燃燒的越充分越徹底，則產(chǎn)物中二氧化碳濃度相對(duì)更高，一氧化碳濃度相對(duì)更少，因此以二氧化碳濃度與一氧化碳濃度的比值作為氧化反應(yīng)深度。二氧化碳濃度越大，一氧化碳濃度越少，則氧化反應(yīng)深度越大。

因?yàn)樵诘入x子廢氣處理過程中，凈化產(chǎn)物有可能同時(shí)包括未能凈化的VOCs廢氣和有毒氣體副產(chǎn)物。因此在分析凈化程度時(shí)不能僅分析凈化前后的VOCs濃度，需要根據(jù)所有有毒氣體濃度大小與廢氣凈化前的VOCs濃度的差異獲得氣體凈化程度，具體包括：

獲得每種有毒氣體對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值。以一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值作為基準(zhǔn)參照值。獲得基準(zhǔn)參照值與每種有毒氣體對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值的限制值比值，以每種有毒氣體對(duì)應(yīng)的有毒氣體濃度和對(duì)應(yīng)的限制值比值的乘積作為有毒氣體的毒性危險(xiǎn)濃度。

獲得廢氣凈化前的VOCs濃度與所有有毒氣體的毒性危險(xiǎn)濃度累加值的濃度差異。濃度差異越大，說明設(shè)備的凈化程度越大。以濃度差異和廢氣凈化前的VOCs濃度的比值作為氣體凈化程度。

需要說明的是，各種有毒氣體的標(biāo)準(zhǔn)濃度限制值可直接在《室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生規(guī)范》中進(jìn)行檢索查找。且各種氣體的濃度監(jiān)測為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，可直接利用現(xiàn)有技術(shù)或者現(xiàn)有裝置進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在此不做贅述。

步驟S2：一個(gè)采樣時(shí)刻下的氧化反應(yīng)深度、氣體凈化程度、設(shè)備排氣風(fēng)速、廢氣溫度構(gòu)成采樣時(shí)刻下的特征矩陣；一個(gè)采樣時(shí)間段內(nèi)連續(xù)的采樣時(shí)刻的所有特征矩陣構(gòu)建多維特征矩陣；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫獲得每個(gè)設(shè)備的初始采樣時(shí)間段的初始多維特征矩陣，根據(jù)初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別。

本發(fā)明旨在提供一種針對(duì)等離子廢氣處理設(shè)備的凈化數(shù)據(jù)監(jiān)測的方法，因此執(zhí)行者可為設(shè)備生產(chǎn)廠家，設(shè)備生產(chǎn)廠家通過對(duì)自家設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備使用者進(jìn)行設(shè)備維護(hù)預(yù)警。同一種設(shè)備的不同設(shè)備使用者所應(yīng)用的環(huán)境會(huì)不同，例如VOCs廢氣的濃度不同、廢氣中其他化合物的含量不同、生成廢氣時(shí)的風(fēng)速與溫度不同等情況。不同的使用環(huán)境會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的凈化效率不同，且設(shè)備需維護(hù)的時(shí)間周期也不同。因此針對(duì)不同的使用環(huán)境需要進(jìn)行分類分析。

將一個(gè)采樣時(shí)刻下的氧化反應(yīng)深度、氣體凈化程度、設(shè)備排氣風(fēng)速和廢氣溫度構(gòu)成一個(gè)采樣時(shí)刻下的特征矩陣。特征矩陣為一個(gè)一列四行的矩陣，其中包括了設(shè)備的廢氣凈化能力信息和廢氣凈化環(huán)境信息。一個(gè)采樣時(shí)間段內(nèi)包括連續(xù)的采樣時(shí)刻，所有采樣時(shí)刻下的特征矩陣可構(gòu)建一個(gè)多維特征矩陣。多維特征矩陣為一個(gè)多列四行的矩陣，列數(shù)代表該采樣時(shí)間段內(nèi)的采樣時(shí)刻數(shù)量。

在本發(fā)明實(shí)施例中將采樣時(shí)刻設(shè)置為每半個(gè)小時(shí)采樣一次，采樣時(shí)刻設(shè)置為15天。需要說明的是廢氣凈化設(shè)備并非全天24小時(shí)使用，在數(shù)據(jù)采集過程中僅采集設(shè)備工作時(shí)的數(shù)據(jù)。

因?yàn)樵O(shè)備會(huì)因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境在長時(shí)間的影響下導(dǎo)致凈化能力降低，而每個(gè)設(shè)備的初始采樣時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)為設(shè)備剛投入使用時(shí)的數(shù)據(jù)，能夠有效表示當(dāng)前的運(yùn)行環(huán)境即對(duì)應(yīng)的凈化能力，因此根據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫獲得每個(gè)設(shè)備的初始采樣時(shí)間段的初始多維特征矩陣，根據(jù)初始多維特征矩陣之間的差異對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別，具體包括：

獲得初始多維特征矩陣之間的差異距離，差異距離越大說明兩個(gè)設(shè)備的工作環(huán)境及其對(duì)應(yīng)的凈化能力越不同。根據(jù)差異距離將設(shè)備映射至樣本空間中，利用K最近鄰分類算法對(duì)樣本空間中的樣本點(diǎn)進(jìn)行分類，獲得多個(gè)設(shè)備類別。

優(yōu)選的，利用初始多維特征矩陣之間的明可夫斯基距離作為差異距離。

需要說明的是，K最近鄰分類算法是一種采樣距離度量分類的經(jīng)典算法，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的現(xiàn)有技術(shù)，在本發(fā)明實(shí)施例中通過交叉驗(yàn)證和結(jié)合現(xiàn)實(shí)凈化設(shè)備能夠運(yùn)行的工作場景將K值設(shè)置為11，即分為11組設(shè)備類別，設(shè)備類別之間的工作環(huán)境及帶來的凈化能力均不同，而設(shè)備類別內(nèi)的設(shè)備之間的工作環(huán)境及帶來的凈化能力均可認(rèn)為相同。

步驟S3：在歷史數(shù)據(jù)庫中獲取每個(gè)設(shè)備類別中設(shè)備的連續(xù)采樣時(shí)間段的多維特征矩陣集合；將多維特征矩陣集合中的多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；將每個(gè)設(shè)備類別對(duì)應(yīng)的多個(gè)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；每個(gè)設(shè)備類別對(duì)應(yīng)一個(gè)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。

經(jīng)過了步驟S2對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備進(jìn)行分類后可繼續(xù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以一個(gè)設(shè)備類別為例，為了獲得該設(shè)備類別的數(shù)據(jù)，在歷史數(shù)據(jù)庫中找出該設(shè)備類別中每個(gè)設(shè)備在連續(xù)的采樣時(shí)間段下的多維特征矩陣集合，即一個(gè)設(shè)備類別可獲得多個(gè)多維特征矩陣集合。需要說明的是，因?yàn)闅v史數(shù)據(jù)庫在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)經(jīng)過了統(tǒng)計(jì)與整合，默認(rèn)每個(gè)設(shè)備的工作環(huán)境不再發(fā)生變化，因此一個(gè)多維特征矩陣集合能夠表示一個(gè)設(shè)備在一個(gè)工作環(huán)境中隨著時(shí)間變化其凈化能力的變化情況。

多維特征矩陣集合中的多維特征矩陣信息量大，且維度較高，在分析凈化能力時(shí)容易造成數(shù)據(jù)冗余，不能夠直觀體現(xiàn)凈化能力，因此將多維特征矩陣集合中的多維特征矩陣降維至一維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列。具體包括：利用線性判別分析降維算法對(duì)多維特征矩陣進(jìn)行降維，獲得凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列。

需要說明的是，線性判別分析降維算法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的現(xiàn)有技術(shù)，具體實(shí)施方式不再贅述。

多維特征矩陣經(jīng)過降維后方便了后續(xù)計(jì)算，減少了計(jì)算量，增加了反映速度。并且降維后的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)不會(huì)改變?cè)卸嗑S特征矩陣的數(shù)值，數(shù)據(jù)依舊準(zhǔn)確。

凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列反映了一個(gè)設(shè)備隨著時(shí)間變化其凈化能力的變化趨勢，同一組的設(shè)備類別中的設(shè)備的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列應(yīng)是相似的，因此通過歷史數(shù)據(jù)庫中調(diào)取一個(gè)設(shè)備類別中所以設(shè)備的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列可獲得大量的序列數(shù)據(jù)，將每個(gè)設(shè)備類別對(duì)應(yīng)的多個(gè)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。每個(gè)設(shè)備類別都對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)通過學(xué)習(xí)到序列中的變化趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)未來采樣時(shí)刻下的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測的功能。

在本發(fā)明實(shí)施例中，選用時(shí)間卷積網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)，需要說明的是，時(shí)間卷積網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的基礎(chǔ)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于其結(jié)構(gòu)及具體訓(xùn)練方法不再贅述，在此僅簡述該網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程：將85％的訓(xùn)練數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，其他作為測試集；將訓(xùn)練集中每個(gè)序列的后時(shí)刻的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)作為前時(shí)刻的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)的標(biāo)簽；采樣均方差損失函數(shù)作為損失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到收斂時(shí)完成訓(xùn)練過程。

步驟S4：獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的目標(biāo)初始多維特征矩陣，根據(jù)目標(biāo)初始多維特征矩陣獲得設(shè)備類別，將目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列輸入對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲得預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列；獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備在預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間段下的第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，并獲得第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度，若相似度大于預(yù)設(shè)相似度閾值，則繼續(xù)根據(jù)對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測；否則，根據(jù)第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中的初始元素對(duì)應(yīng)的多維特征矩陣重新判斷設(shè)備類別并重新選擇對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)；若預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中出現(xiàn)預(yù)設(shè)預(yù)警凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)，則發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備凈化數(shù)據(jù)的監(jiān)測功能，需要根據(jù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)相同的處理方法獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的凈化數(shù)據(jù)。在對(duì)目標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之前，需要清楚當(dāng)前的目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備應(yīng)屬于哪個(gè)設(shè)備類別，因此首先需要獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的目標(biāo)初始多維特征矩陣，根據(jù)目標(biāo)初始多維特征矩陣獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備所屬的設(shè)備類別。需要說明的是，可直接將目標(biāo)初始多維特征矩陣與所有設(shè)備類別的聚類中心對(duì)應(yīng)的多維特征矩陣進(jìn)行差異距離計(jì)算，以最小差異距離對(duì)應(yīng)的設(shè)備類別作為目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的所屬類別。

利用相同方法獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，將第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列輸入對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)中，即可獲得預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列。

需要說明的是，因?yàn)樵O(shè)備的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)具有不唯一性，會(huì)根據(jù)具體設(shè)備使用者的需求對(duì)目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的使用環(huán)境做出修改。因此對(duì)于目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備不僅需要監(jiān)測當(dāng)前的凈化數(shù)據(jù)取預(yù)測未來的凈化數(shù)據(jù)，還需要根據(jù)當(dāng)前的凈化數(shù)據(jù)與預(yù)測的凈化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一度判斷是否發(fā)生了工作環(huán)境的改變，從而及時(shí)重新挑選凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。

獲得目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備在預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間段下的第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，并獲得第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列與預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的相似度，若相似度大于預(yù)設(shè)相似度閾值，則繼續(xù)根據(jù)對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測；否則，根據(jù)第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中的初始元素對(duì)應(yīng)的多維特征矩陣重新判斷設(shè)備類別并重新選擇對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。相似度的具體獲取方法包括：

根據(jù)相似度公式獲得相似度，相似度公式包括：

其中， 為相似度， 為自然常數(shù)， 為第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列， 為動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整距離計(jì)算函數(shù)。即相似度與動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整距離成反比，距離越小說明兩個(gè)序列相似度越高。

在本發(fā)明實(shí)施例中，將相似度閾值設(shè)置為0.8。

需要說明的是，因?yàn)樵O(shè)備監(jiān)測是一個(gè)實(shí)時(shí)的過程，每個(gè)采樣時(shí)間段都可以獲得一個(gè)精華質(zhì)量綜合指標(biāo)，可分別設(shè)置第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度、第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度和預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度。第一實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度用于設(shè)置每次預(yù)測時(shí)所需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的長度；預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度用于設(shè)置需要預(yù)測未來多少時(shí)間長度的數(shù)據(jù)；第二實(shí)時(shí)凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度用于設(shè)置需要多少時(shí)間長度的數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

每次預(yù)測過程都會(huì)獲得一個(gè)預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列，設(shè)置預(yù)警凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)作為預(yù)警值，如果設(shè)備的使用狀態(tài)趨近于需要維護(hù)的狀態(tài)，則在預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)預(yù)警值，因此當(dāng)預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中出現(xiàn)預(yù)警凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)時(shí)，說明當(dāng)前設(shè)備需要進(jìn)行維護(hù)，則發(fā)出預(yù)警信號(hào)，通知設(shè)備使用者的工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修，例如更換設(shè)備的廢氣吸附材料或者燃燒介質(zhì)等。

需要說明的是，一旦預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列中出現(xiàn)了預(yù)警值，則預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度表示了當(dāng)前目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備到預(yù)警值的剩余使用時(shí)間，實(shí)施者可根據(jù)具體工作需求，根據(jù)準(zhǔn)備維護(hù)檢修的能力，對(duì)預(yù)測凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)序列的長度進(jìn)行限定，保證工作人員能夠充分的準(zhǔn)備好設(shè)備維護(hù)工作并及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫中每個(gè)設(shè)備的凈化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整合，獲得每個(gè)設(shè)備類別及其對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。通過對(duì)目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的凈化數(shù)據(jù)的監(jiān)視，確定目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備所屬設(shè)備類別并根據(jù)對(duì)應(yīng)的凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)處理實(shí)時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)，獲得預(yù)測數(shù)據(jù)。根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)的相似程度判斷是否需要重新選擇凈化質(zhì)量綜合指標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繼續(xù)預(yù)測。根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)判斷是否發(fā)出預(yù)警信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例通過對(duì)目標(biāo)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)視，能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，使廢氣處理設(shè)備相關(guān)工作人員做出充足的設(shè)備維護(hù)準(zhǔn)備，保證設(shè)備安全。

需要說明的是：上述本發(fā)明實(shí)施例先后順序僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。在附圖中描繪的過程不一定要求示出的特定順序或者連續(xù)順序才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些實(shí)施方式中，多任務(wù)處理和并行處理也是可以的或者可能是有利的。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

用于等離子廢氣處理設(shè)備的廢氣處理監(jiān)測方法.PDF