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专利号: 2024102639437
申请人: 北京工商大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警方法,其特征在于,所述方法包括:对氢气储能设备进行结构划分,确定氢气储能设备的潜在泄露点位;

对氢气储能设备中的存储氢气体积进行划分,并根据划分结果确定泄露表征参数决策权重向量,获得决策权重向量空间;在所述决策权重向量空间中不同剩余氢气体积对应不同的泄露表征参数权重;

实时获取各个潜在泄露点位的泄露表征参数向量、氢气储能设备中剩余氢气体积以及氢气储能设备的工作环境数据信息;

基于氢气储能设备中剩余氢气体积,遍历决策权重向量空间,提取对应的泄露表征参数决策权重向量;

根据提取的泄露表征参数决策权重向量以及泄露表征参数向量,计算得到对应潜在泄露点位的第一风险评估因子;

将工作环境数据信息与第一风险评估因子输入至预先构建的风险偏差校正模型中,输出第二风险评估因子;

根据第二风险评估因子与预设阈值的比对结果,进行预警决策;

所述决策权重向量空间构建的方法,包括:

根据氢气储能设备的设计容量、工作原理以及实际运行工况,将氢气的存储体积划分为若干个体积区间;

在每个体积区间内,基于物理原理和实践经验,确定泄漏表征参数,并针对确定的泄露表征参数,结合专家知识和历史数据,赋予每个泄露表征参数在不同体积区间内的决策权重;

将相同体积区间内的各个泄露表征参数对应的决策权重相结合,获得对应体积区间的泄漏表征参数决策权重向量;

将所有体积区间内的各个泄露表征参数决策权重向量进行整合,获得决策权重向量空间;

所述泄露表征参数决策权重向量为:

其中, 表示氢气储能设备中剩余氢气体积处于m体积区间时,第n个泄漏表征参数对应的决策权重;

所述泄露表征参数向量为:

其中, 表示氢气储能设备中剩余氢气体积处于m体积区间时,第n个泄漏表征参数对应的实时数值;

所述第一风险评估因子的计算公式表示为:

m

其中,TF 表示氢气储能设备中剩余氢气体积处于m体积区间时的第一风险评估因子,表示第i个泄漏表征参数对应的标准化函数;

收集氢气储能设备在不同工作环境条件下的历史数据,包括工作环境数据信息、第一风险评估因子以及实际发生的泄漏事件记录,所述工作环境数据信息包括温度、湿度、压力和设备负载情况;

对收集到的历史数据进行预处理和特征提取,将环境数据和第一风险评估因子进行归一化以及标准化处理;

确定风险偏差校正模型的模型结构,所述风险偏差校正模型的输入层用于接收经过预处理后的环境数据和第一风险评估因子,并输出第二风险评估因子,所述第二风险评估因子用于反映氢气储能设备在对应的工作环境和运行状态下的泄漏风险;

使用标注的样本数据训练风险偏差校正模型,通过反向传播算法更新模型参数,使得风险偏差校正模型在给定输入的情况下,预测出泄漏风险的真实程度;

在独立的验证集上评估风险偏差校正模型性能,根据评估结果进行模型调优,并持续迭代优化风险偏差校正模型,直到风险偏差校正模型在验证集上的预测性能满足预设标准。

2.如权利要求1所述的基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警方法,其特征在于,所述潜在泄露点位至少包括焊接接头处、阀门处、法兰连接处以及仪表接口。

3.如权利要求1所述的基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警方法,其特征在于,所述氢气储能设备的工作环境数据信息至少包括温度、湿度、大气压力、风速和光照强度。

4.一种基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警装置,其特征在于,所述装置用于执行如权利要求1所述的基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警方法,所述装置包括:结构划分模块,用于对氢气储能设备进行结构划分,确定氢气储能设备的潜在泄露点位;

决策权重确定模块,用于对氢气储能设备中的存储氢气体积进行划分,并根据划分结果确定泄露表征参数决策权重向量,构建决策权重向量空间;在所述决策权重向量空间中,不同的剩余氢气体积对应不同的泄露表征参数权重;

数据获取模块,用于实时获取各个潜在泄露点位的泄露表征参数向量、氢气储能设备中剩余氢气体积以及氢气储能设备的工作环境数据信息;

权重提取模块,用于根据氢气储能设备中当前的剩余氢气体积,遍历决策权重向量空间,从中提取出对应的泄露表征参数决策权重向量;

第一风险评估模块,用于根据提取的泄露表征参数决策权重向量和泄露表征参数向量,计算得到对应潜在泄露点位的第一风险评估因子;

风险偏差校正模型,用于将工作环境数据信息与第一风险评估因子输入至预先存储的风险偏差校正模型中,经过模型处理后输出第二风险评估因子;

预警决策模块,用于根据第二风险评估因子与预设阈值的比对结果,进行预警决策。

5.一种基于深度学习的氢气储能设备泄漏故障预警方法电子设备,包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1‑3中任一项所述方法中的步骤。

6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑3中任一项所述方法中的步骤。