本申請(qǐng)涉及一種衛(wèi)星健康監(jiān)控技術(shù)，尤其涉及一種基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化水平的提高、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今復(fù)雜裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)交聯(lián)密切，運(yùn)行功能復(fù)雜，且需長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；一旦出現(xiàn)異?；蚬收希鶗?huì)帶來(lái)較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失乃至危及人員生命。通常，由于運(yùn)行環(huán)境、工況變動(dòng)等外界因素的干擾和不確定性，使得系統(tǒng)運(yùn)行可靠性面臨較大考驗(yàn)。因此，需要采取精準(zhǔn)、高效的方法，對(duì)系統(tǒng)開(kāi)展健康狀態(tài)表征、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和異常狀態(tài)檢測(cè)。傳統(tǒng)方法中，依靠專(zhuān)家知識(shí)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析判讀，需要積累大量歷史經(jīng)驗(yàn)、執(zhí)行效率低、可擴(kuò)展性差，難以對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)展開(kāi)有效監(jiān)測(cè)；依靠單參數(shù)閾值判定的方法，僅利用系統(tǒng)單一參數(shù)與固定閾值，只能完成衛(wèi)星健康狀態(tài)的二值化表征(健康/異常)，且極容易受到衛(wèi)星運(yùn)行工況和隨機(jī)環(huán)境波動(dòng)的干擾，導(dǎo)致較大概率的虛警和漏報(bào)。

復(fù)雜系統(tǒng)中，由于組成結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)等方面，系統(tǒng)中各分系統(tǒng)、單機(jī)、模塊之間存在大量的交聯(lián)關(guān)系，這些關(guān)系進(jìn)一步反映在系統(tǒng)具體的運(yùn)行參數(shù)上。通常，在穩(wěn)定工況下，存在關(guān)聯(lián)性的參數(shù)間表現(xiàn)出穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此可以基于這種關(guān)系構(gòu)建系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性健康基線，對(duì)系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行表征。利用實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合關(guān)聯(lián)性健康基線，進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與異常檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本申請(qǐng)旨在提出一種系統(tǒng)化、自主化、高效化的基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法。

本申請(qǐng)的基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法，其包括：

第一步，關(guān)聯(lián)性健康基線配置；

第二步，關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建；使用歷史遙測(cè)參數(shù)，從參數(shù)關(guān)聯(lián)性的角度出發(fā)，構(gòu)建遙測(cè)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性健康基線族解析模型和關(guān)聯(lián)性閾值，對(duì)系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行表征；

第三步，關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)；利用構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線，計(jì)算遙測(cè)參數(shù)的關(guān)聯(lián)性閾值，判斷遙測(cè)參數(shù)實(shí)際值與其之間關(guān)系，完成正?；虍惓５倪壿嬇袛?。

優(yōu)選地，在第一步中，對(duì)構(gòu)建關(guān)聯(lián)性健康基線和實(shí)施關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需的必要信息進(jìn)行配置，配置項(xiàng)包括：關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合、工況敏感參數(shù)、工況判別邏輯表達(dá)式、用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍、用于關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍、關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型、關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)異常判定準(zhǔn)則。

優(yōu)選地，在第二步中包括：

遙測(cè)參數(shù)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲??；

工況切割；

關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建；

關(guān)聯(lián)性健康基線閾值構(gòu)建。

優(yōu)選地，在遙測(cè)參數(shù)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取中，根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值，得到關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，分別記作自變量遙測(cè)參數(shù)序列和因變量遙測(cè)參數(shù)序列；

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值，記作多個(gè)工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列。

優(yōu)選地，在工況切割中，將工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列的時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得布爾量序列；

在布爾量序列中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列；每個(gè)子序列對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間；

在每個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間對(duì)關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列進(jìn)行切割，若關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列該目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間內(nèi)有值，則關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列在該目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間內(nèi)存在目標(biāo)工況子序列；

將所有目標(biāo)工況子序列按順序排列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列。

優(yōu)選地，在關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建中，包括線性型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建和積分型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建；

在線性型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建中，將所述滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列中包含的所有遙測(cè)參數(shù)點(diǎn)按采樣時(shí)刻從小到大的順序依次排列，重組為目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列；根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，以目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列為樣本，估計(jì)模型參數(shù)，并獲得置信區(qū)間，得到參數(shù)的區(qū)間估計(jì)結(jié)果；落在區(qū)間內(nèi)的所有由所述參數(shù)唯一確定的直線，均可表征遙測(cè)參數(shù)的健康狀態(tài)，由此得到關(guān)聯(lián)性健康基線族；

在積分型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建中，將自變量遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行離散積分變換，構(gòu)成參數(shù)估計(jì)需要的樣本；獲得目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組，對(duì)所有自變量目標(biāo)工況子序列執(zhí)行變換，得到變換后的自變量目標(biāo)序列組；將因變量目標(biāo)序列組合變換后的自變量目標(biāo)序列組，按照采樣時(shí)刻從小到大的順序依次排列重組，得到目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列；通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，以目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列為樣本，估計(jì)模型參數(shù)，并獲得置信區(qū)間，由此得到關(guān)聯(lián)性健康基線族。

優(yōu)選地，在關(guān)聯(lián)性健康基線閾值構(gòu)建中，獲得目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組，對(duì)所有自變量目標(biāo)工況子序列執(zhí)行變換，

將上述構(gòu)建的健康基線族中，由參數(shù)估計(jì)點(diǎn)估計(jì)結(jié)果確定的函數(shù)記為健康基線中值函數(shù)，將變換后的自變量目標(biāo)工況完整序列代入健康基線中值函數(shù)中，計(jì)算得到因變量目標(biāo)工況中值估計(jì)值；

將因變量目標(biāo)序列真值與因變量中值估計(jì)值作差，獲得殘差序列；使用殘差序列最大值和最小值，修正健康基線族上界函數(shù)和下界函數(shù)，獲得關(guān)聯(lián)性健康基線上下閾值。

優(yōu)選地，在第三步中包括：

遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲??；

工況切割；

關(guān)聯(lián)性計(jì)算；

結(jié)果判定。

優(yōu)選地，在遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取中，根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值，得到關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，分別記作自變量遙測(cè)參數(shù)序列和因變量遙測(cè)參數(shù)序列；

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值，記作多個(gè)工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列；

在工況切割中，將工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列的時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得布爾量序列；

在布爾量序列中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列；每個(gè)子序列對(duì)應(yīng)一個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間；

在每個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間對(duì)關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列進(jìn)行切割，若關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列該目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間內(nèi)有值，則關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列在該目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間內(nèi)存在目標(biāo)工況子序列；

將所有目標(biāo)工況子序列按順序排列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列；

在關(guān)聯(lián)計(jì)算中，根據(jù)構(gòu)建得到的關(guān)聯(lián)性健康基線解析方程、關(guān)聯(lián)性健康基線閾值下限和關(guān)聯(lián)性健康基線閾值上限，分別計(jì)算每個(gè)目標(biāo)工況子序列中，對(duì)應(yīng)于自變量遙測(cè)參數(shù)值的因變量遙測(cè)參數(shù)關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限；

將全部目標(biāo)工況子序列計(jì)算得到的關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，按照子序列下標(biāo)從小到大的順序依次排列并首尾相接；并將各序列中的所有數(shù)值點(diǎn)按當(dāng)前順序進(jìn)行重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列；將因變量遙測(cè)參數(shù)的全部目標(biāo)工況子序列的遙測(cè)值進(jìn)行拼接、重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整工況因變量遙測(cè)值序列；

在結(jié)果判定中，分別計(jì)算完整工況因變量遙測(cè)值序列中每個(gè)值與關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限之間的關(guān)系；對(duì)于每個(gè)遙測(cè)點(diǎn)，計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)超限標(biāo)志位；所有超限標(biāo)志位構(gòu)成整個(gè)遙測(cè)參數(shù)序列的超限標(biāo)志位序列；計(jì)算整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例；將整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例與配置中確定的超限比例判異閾值進(jìn)行比較：若該比例大于該閾值，則判定結(jié)果為異常；若該比例小于等于該閾值，則判定結(jié)果為正常。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于：

本申請(qǐng)的方法，從系統(tǒng)參數(shù)關(guān)聯(lián)性的角度出發(fā)，在完成相關(guān)信息配置的基礎(chǔ)上，開(kāi)展關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建；進(jìn)而利用構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線，結(jié)合實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，開(kāi)展關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)提供及時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)警。能夠減少衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中對(duì)于專(zhuān)家知識(shí)的依賴性，提高開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化程度，同時(shí)有效降低漏報(bào)、虛警率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的原始關(guān)聯(lián)性遙測(cè)參數(shù)；

圖2為實(shí)施例1的獲取的目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間圖；

圖3為實(shí)施例1的滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組；

圖4為實(shí)施例1的參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)“a組蓄電池1-9電壓”和“a組蓄電池電壓”原始遙參圖；

圖5為實(shí)施例1的用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“放電電流”原始遙參圖；

圖6為實(shí)施例1的布爾量序列圖；

圖7為實(shí)施例1的滿足工況判定邏輯表達(dá)式的充電工況內(nèi)“a組蓄電池1-9電壓”、“a組蓄電池電壓”圖；

圖8為實(shí)施例1的最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列；

圖9為實(shí)施例2的獲取的原始關(guān)聯(lián)性遙測(cè)參數(shù)(“充電電流”、“蓄電池容量”)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)(“充電電流”、“放電電流”)數(shù)據(jù)；

圖10為實(shí)施例2的獲取的目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間；

圖11為實(shí)施例2的滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組；

圖12為實(shí)施例2的參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“蓄電池容量”原始遙參圖；

圖13為實(shí)施例2的用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“放電電流”原始遙參圖；

圖14為實(shí)施例2的布爾量序列圖；

圖15為實(shí)施例2的經(jīng)過(guò)工況切割后，滿足工況判定邏輯表達(dá)式的充電工況內(nèi)“蓄電池容量”、“充電電流”圖；

圖16為實(shí)施例2的組成最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列圖。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)的基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法，具體步驟如下：

步驟一：關(guān)聯(lián)性健康基線配置

首先對(duì)構(gòu)建關(guān)聯(lián)性健康基線和實(shí)施關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需的必要信息進(jìn)行配置。配置項(xiàng)包括：

(1)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合：參與關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)計(jì)算和關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)參數(shù)組合，表現(xiàn)為一對(duì)在數(shù)值上具有關(guān)聯(lián)性的遙測(cè)參數(shù)。

(2)工況敏感參數(shù)：用于判斷和識(shí)別目標(biāo)工況的遙測(cè)參數(shù)。

(3)工況判別邏輯表達(dá)式：用加、減、乘、除、與、或、非等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)或邏輯運(yùn)算組成的，對(duì)工況敏感參數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算的布爾表達(dá)式，當(dāng)工況判別表達(dá)式為真時(shí)，對(duì)應(yīng)遙測(cè)參數(shù)值屬于目標(biāo)工況段，否則不屬于。

(4)用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：根據(jù)專(zhuān)家知識(shí)、歷史經(jīng)驗(yàn)確定的用于構(gòu)建關(guān)聯(lián)性健康基線的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，一般體現(xiàn)為遙測(cè)數(shù)據(jù)在該時(shí)段內(nèi)始終處于正常狀態(tài)。

(5)用于關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：實(shí)施關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需遙測(cè)數(shù)據(jù)所述的歷史時(shí)間范圍。

(6)關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型：表征自變量遙測(cè)參數(shù)與因變量遙測(cè)參數(shù)之間映射關(guān)系的解析函數(shù)，可以統(tǒng)一表征為y＝f(x)，其中x表示自變量遙測(cè)參數(shù)，y表示因變量遙測(cè)參數(shù)。通常來(lái)講，關(guān)聯(lián)性健康基線解析模型一般包括線性型、積分型，分別可以表示為：

y＝f(x)＝a+bx，其中a和b分別為線性函數(shù)常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)系數(shù)

其中c和k分別為常數(shù)項(xiàng)和積分項(xiàng)系數(shù)

(7)關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)異常判定準(zhǔn)則：超限比例判異閾值t，代表當(dāng)參與關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中處于超限狀態(tài)的點(diǎn)數(shù)比例超過(guò)該閾值，則判定關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，該組關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)處于異常狀態(tài)。

步驟二：關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建

本部分內(nèi)容的目的在于解決當(dāng)前衛(wèi)星健康表征手段魯棒性差、自適應(yīng)性低以及模型復(fù)雜度過(guò)高的問(wèn)題，提出了一種基于二元健康基線的衛(wèi)星健康狀態(tài)表征與閾值構(gòu)建方法。

2.1遙測(cè)參數(shù)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的遙測(cè)參數(shù)滿足該時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。分別記自變量遙測(cè)參數(shù)和因變量遙測(cè)參數(shù)序列為x和y

x＝(x1，x2，…，xn)

y＝(y1，y2，…，yn)

其中n代表參數(shù)x和y的遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足該范圍的遙測(cè)參數(shù)值。記c個(gè)工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列分別為：

……

其中m表示工況敏感參數(shù)序列中包含的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

2.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。記工況判別邏輯表達(dá)式為cond(w1，w2，…，wc)，表示以c個(gè)工況敏感參數(shù)為輸入，輸出值為布爾量真或假。

將工況敏感參數(shù)時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得長(zhǎng)度為m的布爾量序列；該序列中值為真的點(diǎn)，代表其對(duì)應(yīng)的時(shí)刻滿足目標(biāo)工況，反之則不滿足。記該布爾量序列為b＝(f1，f2，…，fm)。

在布爾量序列b中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列。設(shè)第j個(gè)子序列的首尾值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻區(qū)間為共z個(gè)子序列，則產(chǎn)生z個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間，記為

使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割。若關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)在第j個(gè)目標(biāo)工況區(qū)間內(nèi)有值，則關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)的第j個(gè)目標(biāo)工況子序列存在，記為和其中，nj表示第j個(gè)目標(biāo)工況子序列中包含的遙測(cè)參數(shù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

將關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)的所有目標(biāo)工況子序列按順序排列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組，簡(jiǎn)稱為目標(biāo)序列組。目標(biāo)序列組記為：

2.3關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建

本發(fā)明中，關(guān)聯(lián)性健康基線是為了刻畫(huà)一組遙測(cè)參數(shù)在健康狀態(tài)下，彼此之間解析關(guān)系的函數(shù)模型，該模型以自變量遙測(cè)參數(shù)為輸入，以因變量遙測(cè)參數(shù)為輸出。實(shí)際情況中，受衛(wèi)星空間環(huán)境擾動(dòng)、自身狀態(tài)波動(dòng)等因素影響，一般而言，在一定范圍內(nèi)滿足要求的解析函數(shù)模型均能夠有效刻畫(huà)自變量遙測(cè)參數(shù)與因變量遙測(cè)參數(shù)之間的關(guān)系，滿足這樣條件的所有關(guān)聯(lián)關(guān)系解析函數(shù)模型，共同組成關(guān)聯(lián)性健康基線族。

本部分分別說(shuō)明線性型關(guān)聯(lián)性健康基線模型和積分性關(guān)聯(lián)性健康基線模型的健康基線族構(gòu)建方法。

(1)線性型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建方法

通過(guò)步驟2.2，獲得目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組xc和yc。將目標(biāo)序列組中包含的所有遙測(cè)參數(shù)點(diǎn)按采樣時(shí)刻從小到大的順序依次排列，重組為目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列，簡(jiǎn)稱目標(biāo)序列xo和yo

根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型y＝f(x)＝a+bx，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，以xo和yo為樣本，估計(jì)模型參數(shù)a和b，并獲得置信區(qū)間。記參數(shù)a和b的點(diǎn)估計(jì)結(jié)果分別為和區(qū)間估計(jì)結(jié)果分別為和則關(guān)聯(lián)性健康基線族可表示為即落在區(qū)間內(nèi)的所有由a和b唯一確定的直線，均可表征遙測(cè)參數(shù)x和y的健康狀態(tài)。

(2)積分型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建方法

積分型關(guān)聯(lián)性健康基線配置時(shí)以的形式指定，因此構(gòu)建過(guò)程中需要確定的是比例系數(shù)k和截距系數(shù)c。實(shí)際情況下，遙測(cè)參數(shù)離散采樣，因此需要采用離散時(shí)間累加的方式，將自變量遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行離散積分變換，構(gòu)成參數(shù)估計(jì)需要的樣本。

通過(guò)步驟2.2，獲得目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組xc和yc。對(duì)所有自變量目標(biāo)工況子序列，執(zhí)行如下變換：

其中p＞1；對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻。

對(duì)所有自變量目標(biāo)工況子序列完成上述變換后，自變量目標(biāo)序列組可表示為因變量目標(biāo)序列組形式不變。

將目標(biāo)序列組中包含的所有遙測(cè)參數(shù)點(diǎn)按采樣時(shí)刻從小到大的順序依次排列，重組為目標(biāo)工況下的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)完整序列，簡(jiǎn)稱目標(biāo)序列xo和yo

由于已對(duì)自變量遙測(cè)數(shù)據(jù)完成離散積分變換，此時(shí)xo和yo呈線性關(guān)系。通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，以xo和yo為樣本，估計(jì)模型參數(shù)c和k，并獲得置信區(qū)間。記參數(shù)c和k的點(diǎn)估計(jì)結(jié)果分別為和區(qū)間估計(jì)結(jié)果分別為和則關(guān)聯(lián)性健康基線族可表示為即落在區(qū)間內(nèi)的所有由c和k唯一確定的積分關(guān)系，均可表征同工況下遙測(cè)參數(shù)x和y的健康狀態(tài)。

2.4關(guān)聯(lián)性健康基線閾值構(gòu)建

記通過(guò)步驟2.3構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線族(包括線性型和積分型)為{y＝f(x)}，其中上界函數(shù)為下界函數(shù)為通過(guò)參數(shù)點(diǎn)估計(jì)獲得的健康基線函數(shù)為稱為中值健康基線。將自變量目標(biāo)序列代入中值健康基線函數(shù)，獲得因變量中值估計(jì)值序列將因變量目標(biāo)序列真值與因變量中值估計(jì)值作差，獲得殘差序列使用殘差序列最大值和最小值，修正健康基線族上界函數(shù)和下界函數(shù)，獲得關(guān)聯(lián)性健康基線上下閾值

步驟三：關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)

步驟三利用步驟二構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線，在目標(biāo)工況條件下完成關(guān)聯(lián)性計(jì)算、結(jié)果判定。

3.1遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。分別記自變量遙測(cè)參數(shù)和因變量遙測(cè)參數(shù)序列為x和y

x＝(x1，x2，…，xn)

y＝(y1，y2，…，yn)

其中n代表關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)x和y的遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。記c個(gè)工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列分別為：

……

其中m表示工況敏感參數(shù)序列中包含的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

3.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)性計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。記工況判別邏輯表達(dá)式為cond(w1，w2，…，wc)，表示以c個(gè)工況敏感參數(shù)為輸入，輸出值為布爾量真或假。

將工況敏感參數(shù)時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得長(zhǎng)度為m的布爾量序列；該序列中值為真的點(diǎn)，代表其對(duì)應(yīng)的時(shí)刻滿足目標(biāo)工況，反之則不滿足。記該布爾量序列為b＝(f1，f2，…，fm)。

在布爾量序列b中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列。設(shè)第j個(gè)子序列的首尾值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻區(qū)間為共z個(gè)子序列，則產(chǎn)生z個(gè)目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間，記為

使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)時(shí)間標(biāo)定后的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割。若關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)在第j個(gè)目標(biāo)工況區(qū)間內(nèi)有值，則關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)的第j個(gè)目標(biāo)工況子序列存在，記為和其中，nj表示第j個(gè)目標(biāo)工況子序列中包含的遙測(cè)參數(shù)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

將關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)的所有目標(biāo)工況子序列按順序排列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，簡(jiǎn)稱為目標(biāo)序列。目標(biāo)序列記為：

3.3關(guān)聯(lián)性計(jì)算

記參與關(guān)聯(lián)性監(jiān)測(cè)計(jì)算的兩個(gè)遙測(cè)參數(shù)序列，分別為目標(biāo)序列xo和yo。根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析方程y＝f(x)、關(guān)聯(lián)性健康基線閾值下限和關(guān)聯(lián)性健康基線閾值上限分別計(jì)算每個(gè)目標(biāo)工況子序列中，對(duì)應(yīng)于自變量遙測(cè)參數(shù)值的因變量遙測(cè)參數(shù)關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限，具體計(jì)算方式如下

其中分別代表對(duì)應(yīng)于xi的因變量遙測(cè)參數(shù)關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限。

特別地，若解析方程為非線性積分關(guān)系，而實(shí)際數(shù)據(jù)表現(xiàn)為離散值，則需要使用矩形法對(duì)離散值進(jìn)行累加積分運(yùn)算。以解析方程為例，累加積分計(jì)算值其中tj為第j個(gè)遙測(cè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)刻，規(guī)定t0＝t1。

根據(jù)上述方法，在第j個(gè)目標(biāo)工況子序列中，針對(duì)所有遙測(cè)點(diǎn)計(jì)算得到因變量遙測(cè)參數(shù)的關(guān)聯(lián)值序列、關(guān)聯(lián)閾值下限序列和關(guān)聯(lián)閾值上限序列如下

將k個(gè)目標(biāo)工況子序列計(jì)算得到的關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，按照子序列下標(biāo)從小到大的順序依次排列并首尾相接；并將各序列中的所有數(shù)值點(diǎn)按當(dāng)前順序進(jìn)行重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列：

其中，n表示所有目標(biāo)工況子序列中包含的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)之和，即

將因變量遙測(cè)參數(shù)k個(gè)目標(biāo)工況子序列的遙測(cè)值按上述方法進(jìn)行拼接、重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整工況因變量遙測(cè)值序列：

y′＝(y1，y2，…，yn)

由于y'是y經(jīng)過(guò)工況切割之后的輸出，自然地，n<n。

3.4結(jié)果判定

分別計(jì)算完整工況因變量遙測(cè)值序列y'中每個(gè)值與關(guān)聯(lián)閾值下限y和關(guān)聯(lián)閾值上限之間的關(guān)系。對(duì)于每個(gè)遙測(cè)點(diǎn)，計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)超限標(biāo)志位εi，其中

計(jì)算每個(gè)遙測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志位，得到整個(gè)遙測(cè)參數(shù)序列的超限標(biāo)志位序列

e＝(ε1，ε2，…，εn)

計(jì)算整個(gè)序列中超限點(diǎn)總數(shù)

計(jì)算整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例

其中n是參與計(jì)算的遙測(cè)點(diǎn)總個(gè)數(shù)。

將整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例與配置中確定的超限比例判異閾值t進(jìn)行比較：若c＞t，則判定結(jié)果為異常；若c≤t，則判定結(jié)果為正常。

實(shí)施例1：線性型關(guān)系

以“蓄電池1-9電壓”、“蓄電池電壓”為例，對(duì)基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法開(kāi)展描述。

步驟一：關(guān)聯(lián)性健康基線配置

首先對(duì)構(gòu)建關(guān)聯(lián)性健康基線和實(shí)施關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需的必要信息進(jìn)行配置。

(1)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合：“a組蓄電池1-9電壓”、“a組蓄電池電壓”

(2)工況敏感參數(shù)：“充電電流”、“放電電流”。

(3)工況判別邏輯表達(dá)式：“充電電流”>1and“放電電流”<4。

(4)用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：20xx年x月x日-20xx年x月x日。

(5)用于關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：20xx年x月x日。

(6)關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型：y＝f(x)＝a+bx，其中a和b分別為線性函數(shù)常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)系數(shù)

(7)關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)異常判定準(zhǔn)則：超限比例判異閾值t＝0.05。

步驟二：關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建

2.1遙測(cè)參數(shù)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的遙測(cè)參數(shù)滿足該時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足該范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

獲取的原始關(guān)聯(lián)性遙測(cè)參數(shù)(“a組蓄電池1-9電壓”、“a組蓄電池電壓”)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)(“充電電流”、“放電電流”)數(shù)據(jù)如圖1所示。

2.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。工況判別邏輯表達(dá)式為：“充電電流”>1and“放電電流”<4，表示以c個(gè)工況敏感參數(shù)為輸入，輸出值為布爾量真或假。

將工況敏感參數(shù)時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得布爾量序列，并識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列。獲取的目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間如圖2所示。

使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割，獲取所有目標(biāo)工況子序列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組。目標(biāo)序列組如圖3所示。

2.3線性關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建

根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型y＝f(x)＝a+bx，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，以xo和yo為樣本，估計(jì)模型參數(shù)a和b，并獲得置信區(qū)間。

參數(shù)a和b的點(diǎn)估計(jì)結(jié)果分別為和區(qū)間估計(jì)結(jié)果分別為和

則關(guān)聯(lián)性健康基線族可表示為即落在區(qū)間內(nèi)的所有由a和b唯一確定的直線，均可表征遙測(cè)參數(shù)x和y的健康狀態(tài)。

2.4線性關(guān)聯(lián)性健康基線閾值構(gòu)建

記通過(guò)步驟2.3構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線族為{y＝f(x)}，其中上界函數(shù)為下界函數(shù)為通過(guò)參數(shù)點(diǎn)估計(jì)獲得的健康基線函數(shù)為稱為中值健康基線。將自變量目標(biāo)序列代入中值健康基線函數(shù)，獲得因變量中值估計(jì)值序列將因變量目標(biāo)序列真值與因變量中值估計(jì)值作差，獲得殘差序列其中殘差序列最大值為max(εy)＝0.62，最小值為min(εy)＝-0.68。

使用殘差序列最大值和最小值，修正健康基線族上界函數(shù)和下界函數(shù)，獲得關(guān)聯(lián)性健康基線上下閾值

步驟三：關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)

利用步驟二構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線，在目標(biāo)工況條件下完成關(guān)聯(lián)性計(jì)算、結(jié)果判定。

3.1遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)“a組蓄電池1-9電壓”和“a組蓄電池電壓”原始遙參如圖4所示。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“放電電流”原始遙參如圖5所示。

3.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)性計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。

根據(jù)配置的工況判別邏輯表達(dá)式：“充電電流”>1and“放電電流”<4，對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值進(jìn)行判別，獲得布爾量序列如下圖所示：

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)性計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。

根據(jù)配置的工況判別邏輯表達(dá)式：“充電電流”>1and“放電電流”<4，對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值進(jìn)行判別，獲得布爾量序列如圖6所示。

可以看出，當(dāng)處于充電工況時(shí)，布爾量序列值為1；當(dāng)處于非充電工況時(shí)，布爾量序列值為0。

在布爾量序列b中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列，并獲得目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間。使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)時(shí)間標(biāo)定后的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割，獲得目標(biāo)工況子序列。經(jīng)過(guò)工況切割后，滿足工況判定邏輯表達(dá)式的充電工況內(nèi)“a組蓄電池1-9電壓”、“a組蓄電池電壓”如圖7所示。

3.3關(guān)聯(lián)性計(jì)算

根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析方程y＝f(x)＝3.86+3.72x、關(guān)聯(lián)性健康基線閾值下限和關(guān)聯(lián)性健康基線閾值上限分別計(jì)算每個(gè)目標(biāo)工況子序列中，對(duì)應(yīng)于自變量遙測(cè)參數(shù)值的因變量遙測(cè)參數(shù)關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限。

將所有目標(biāo)工況子序列計(jì)算得到的關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，按照子序列下標(biāo)從小到大的順序依次排列并首尾相接；并將各序列中的所有數(shù)值點(diǎn)按當(dāng)前順序進(jìn)行重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，結(jié)果如圖8所示。

3.4結(jié)果判定

計(jì)算整個(gè)序列中超限點(diǎn)總數(shù)

計(jì)算整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例

其中n是參與計(jì)算的遙測(cè)點(diǎn)總個(gè)數(shù)

c≤t，判定結(jié)果為正常。

實(shí)施例2：積分型關(guān)系

以自變量遙測(cè)參數(shù)“充電電流”、因變量遙測(cè)參數(shù)“蓄電池容量”為例，對(duì)基于關(guān)聯(lián)性健康基線的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法開(kāi)展描述。

步驟一：關(guān)聯(lián)性健康基線配置

首先對(duì)構(gòu)建關(guān)聯(lián)性健康基線和實(shí)施關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)所需的必要信息進(jìn)行配置。

(1)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合：“充電電流”、“蓄電池容量”

(2)工況敏感參數(shù)：“充電電流”、“放電電流”。

(3)工況判別邏輯表達(dá)式：“充電電流”>1and“放電電流”<4。

(4)用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：20xx年x月x日-20xx年x月x日。

(5)用于關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)的遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍：20xx年x月x日。

(6)關(guān)聯(lián)性健康基線解析函數(shù)類(lèi)型：其中c和k分別為常數(shù)項(xiàng)和積分項(xiàng)系數(shù)

(7)關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)異常判定準(zhǔn)則：超限比例判異閾值t＝0.05。

步驟二：關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建

2.1遙測(cè)參數(shù)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)組合名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的遙測(cè)參數(shù)滿足該時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的用于關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建的歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足該范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

獲取的原始關(guān)聯(lián)性遙測(cè)參數(shù)(“充電電流”、“蓄電池容量”)正常數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)(“充電電流”、“放電電流”)數(shù)據(jù)如圖9所示。

2.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。工況判別邏輯表達(dá)式為：“充電電流”>1and“放電電流”<4，表示以c個(gè)工況敏感參數(shù)為輸入，輸出值為布爾量真或假。

將工況敏感參數(shù)時(shí)間軸中每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值輸入工況判別邏輯表達(dá)式中，獲得布爾量序列，并識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列。獲取的目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間如圖10所示。

使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割，獲取所有目標(biāo)工況子序列，組成滿足目標(biāo)工況時(shí)刻的關(guān)聯(lián)遙測(cè)參數(shù)序列組。目標(biāo)序列組如圖11所示。

2.3積分關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建

根據(jù)具體實(shí)施方式中步驟2.3-(2)所述的積分型關(guān)聯(lián)性健康基線族構(gòu)建方法，對(duì)自變量遙測(cè)參數(shù)完成變換后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法中的參數(shù)估計(jì)方法，估計(jì)模型參數(shù)c和k，并獲得置信區(qū)間。參數(shù)c和k的點(diǎn)估計(jì)結(jié)果分別為和區(qū)間估計(jì)結(jié)果分別為和則關(guān)聯(lián)性健康基線族可表示為即落在區(qū)間內(nèi)的所有由c和k唯一確定的積分關(guān)系，均可表征同工況下遙測(cè)參數(shù)x和y的健康狀態(tài)。

2.4積分關(guān)聯(lián)性健康基線閾值構(gòu)建

記通過(guò)步驟2.3構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線族為{y＝f(x)}，其中上界函數(shù)為下界函數(shù)為通過(guò)參數(shù)點(diǎn)估計(jì)獲得的健康基線函數(shù)為稱為中值健康基線。將自變量目標(biāo)序列代入中值健康基線函數(shù)，獲得因變量中值估計(jì)值序列將因變量目標(biāo)序列真值與因變量中值估計(jì)值作差，獲得殘差序列其中殘差序列最大值為max(εy)＝0.48，最小值為min(εy)＝-0.41。

使用殘差序列最大值和最小值，修正健康基線族上界函數(shù)和下界函數(shù)，獲得關(guān)聯(lián)性健康基線上下閾值

步驟三：關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)

利用步驟二構(gòu)建的關(guān)聯(lián)性健康基線，在目標(biāo)工況條件下完成關(guān)聯(lián)性計(jì)算、結(jié)果判定。

3.1遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與工況敏感參數(shù)獲取

根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

參與關(guān)聯(lián)性計(jì)算的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“蓄電池容量”原始遙參如圖12所示。

根據(jù)配置中指定的工況敏感參數(shù)名稱，在遙測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索和查詢；并根據(jù)配置中指定的關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍，在數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)滿足關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí)間范圍的遙測(cè)參數(shù)值。

用于工況判斷與識(shí)別的遙測(cè)參數(shù)“充電電流”和“放電電流”原始遙參如圖13所示。

3.2工況切割

工況切割以工況敏感遙測(cè)參數(shù)序列、關(guān)聯(lián)性計(jì)算遙測(cè)參數(shù)序列，以及配置的工況判別邏輯表達(dá)式為輸入。

根據(jù)配置的工況判別邏輯表達(dá)式：“充電電流”>1and“放電電流”<4，對(duì)每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況敏感遙測(cè)參數(shù)值進(jìn)行判別，獲得布爾量序列如圖14所示。

可以看出，當(dāng)處于充電工況時(shí)，布爾量序列值為1；當(dāng)處于非充電工況時(shí)，布爾量序列值為0。

在布爾量序列b中，識(shí)別連續(xù)兩個(gè)及兩個(gè)以上值為真的子序列，并獲得目標(biāo)工況時(shí)刻區(qū)間。使用所有目標(biāo)工況區(qū)間對(duì)時(shí)間標(biāo)定后的關(guān)聯(lián)計(jì)算遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行切割，獲得目標(biāo)工況子序列。經(jīng)過(guò)工況切割后，滿足工況判定邏輯表達(dá)式的充電工況內(nèi)“蓄電池容量”、“充電電流”如圖15所示。

3.3關(guān)聯(lián)性計(jì)算

根據(jù)配置的關(guān)聯(lián)性健康基線解析方程關(guān)聯(lián)性健康基線閾值下限和關(guān)聯(lián)性健康基線閾值上限分別計(jì)算對(duì)應(yīng)于每一個(gè)自變量遙測(cè)參數(shù)值的因變量遙測(cè)參數(shù)關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限和關(guān)聯(lián)閾值上限。

將所有目標(biāo)工況子序列計(jì)算得到的關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，按照子序列下標(biāo)從小到大的順序依次排列并首尾相接；并將各序列中的所有數(shù)值點(diǎn)按當(dāng)前順序進(jìn)行重新標(biāo)號(hào)，組成最終得到的完整關(guān)聯(lián)值、關(guān)聯(lián)閾值下限、關(guān)聯(lián)閾值上限序列，結(jié)果如圖16所示。

3.4結(jié)果判定

計(jì)算整個(gè)序列中超限點(diǎn)總數(shù)

計(jì)算整個(gè)序列超限點(diǎn)總數(shù)占序列總長(zhǎng)度的比例

其中n是參與計(jì)算的遙測(cè)點(diǎn)總個(gè)數(shù)

c≤t，判定結(jié)果為正常。

本方法的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、解決了傳統(tǒng)健康表征、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、異常檢測(cè)方法所具有的依賴大量專(zhuān)家知識(shí)、魯棒性差、難以擴(kuò)展等問(wèn)題，從參數(shù)關(guān)聯(lián)性的角度，分別完成關(guān)聯(lián)性健康基線構(gòu)建與關(guān)聯(lián)性狀態(tài)監(jiān)測(cè)，自主化程度高、虛報(bào)漏報(bào)問(wèn)題少、可擴(kuò)展性強(qiáng)。

2、針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行存在多種工況的問(wèn)題，納入了工況識(shí)別手段，從而能夠在特定工況下開(kāi)展健康表征與檢測(cè)，克服了運(yùn)行工況波動(dòng)、切換對(duì)監(jiān)測(cè)帶來(lái)的不利影響。

3、提供了一套完整的、可執(zhí)行度高的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方法，可直接從原始系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)出發(fā)，端到端地完成健康狀態(tài)表征與異常檢測(cè)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、使用與維修保障等提供有效支撐。

除非另有定義，本申請(qǐng)中使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與由本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。本申請(qǐng)中提到的材料、方法和實(shí)施例僅為說(shuō)明性的，而非限制性的。

雖然已結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，在本申請(qǐng)的發(fā)明主旨下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q、修改和變化，這種替換、修改和變化仍屬于本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。

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