using System using System Collections Generic using Technekon VdeMath

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
using System;
using System.Collections.Generic;
using Technekon.VdeMath;
namespace Technekon.VDESrv.Operations
{
//FileTime
using ETCTIME = Int64;
using SizeT = UInt32;
/// <summary> Параметры построения и оценки прогноза </summary>
struct MachineAlarmPrognosisConfiguration
{
#region private
private double alarrmTrustInterval;
private double minRealLength;
private double maxDataDiscarded;
private double maxDataDeviation;
private double maxModelDeviation;
private UInt32 minN;
#endregion
#region public
/// <summary>
/// Период в будущем, в котором мы доверяем прогнозу (в длинах предыстории)
/// </summary>
public double AlarrmTrustInterval
{
get { return alarrmTrustInterval; }
set { alarrmTrustInterval = value; }
}
/// <summary>
/// Минимальный коэфициент корреляции
/// </summary>
public double MinRealLength
{
get { return minRealLength; }
set { minRealLength = value; }
}
/// <summary>
/// Максимальное количество отброшенных данных
/// </summary>
public double MaxDataDiscarded
{
get { return maxDataDiscarded; }
set { maxDataDiscarded = value; }
}
/// <summary>
/// Данные отклоняющиеся дальше отбрасываются, в выборочных дисперсиях
/// </summary>
public double MaxDataDeviation
{
get { return maxDataDeviation; }
set { maxDataDeviation = value; }
}
/// <summary>
/// Модели с большим выборочным отклонением отбрасываются, в аварийных уставках
/// </summary>
public double MaxModelDeviation
{
get { return maxModelDeviation; }
set { maxModelDeviation = value; }
}
/// <summary>
/// Минимальное число точек
/// </summary>
public UInt32 MinN
{
get { return minN; }
set { minN = value; }
}
#endregion
};
/// <summary> Результат прогноза </summary>
struct MachineAlarmPrognosisResult
{
private ETCTIME alarmNear;
private ETCTIME alarmFar;
/// <summary> ближняя граница интервала (относ. tnow) </summary>
public ETCTIME AlarmNear
{
get { return alarmNear; }
set { alarmNear = value; }
}
/// <summary> дальняя граница интервала (относ. tnow) </summary>
public ETCTIME AlarmFar
{
get { return alarmFar; }
set { alarmFar = value; }
}
};
/// <summary> Описание прогноза на один период </summary>
struct MachineAlarmPrognosisSingleResult
{
private bool alarmTrusted;
private ETCTIME alarm;
/// <summary>
/// признак того, что прогнозное время попадает в 25% от предыстории
/// </summary>
public bool AlarmTrusted
{
get { return alarmTrusted; }
set { alarmTrusted = value; }
}
/// <summary>
/// прогнозное время срабатывания уставки относ. tnow
/// </summary>
public ETCTIME Alarm
{
get { return alarm; }
set { alarm = value; }
}
};
struct ETCTIMEConstants
{
/// <summary> сколько ETCTIME'ов в секунде </summary>
public const ETCTIME Second = 10000000;
/// <summary> один день </summary>
public const ETCTIME Day = Second * 3600 * 24;
/// <summary> Периоды прогнозирования </summary>
public static readonly ETCTIME[] PrognosisPeriods = new ETCTIME[] { Day * 30, Day * 122, Day * 363 };
/// <summary> число таких периодов </summary>
public static readonly ETCTIME PrognosisPeriodsCount = PrognosisPeriods.Length;
/// <summary> максимальное по модулю значение прогноза в секундах (для предотвращения переполнения при конвертации double->ETCTIME) </summary>
public const ETCTIME MaxPrognosisPeriod = 3600 * 24 * 365 * 10;
}
/// <summary> Построение прогноза по данным виброточки </summary>
/// <remarks>Класс получает данные за большой период времени, строит по ним несколько прогнозов и интерпретирует результат</remarks>
class GetInspRepOperationPrognosisBuilder
{
#region private
private MachineAlarmPrognosisConfiguration m_Configuration;
/// <summary>
/// Объединение прогнозов по периодам в прогноз по агрегату
/// </summary>
/// <param name="prognosis">Прогнозы для комбинирования</param>
/// <returns>Прогноз по агрегату</returns>
private MachineAlarmPrognosisResult Combine(IList<MachineAlarmPrognosisSingleResult> prognosis)
{
MachineAlarmPrognosisResult result = new MachineAlarmPrognosisResult();
ETCTIME etmMin = -1;
ETCTIME etmMinTrusted = -1;
for (Int32 i = 0; i < prognosis.Count; i++)
{
if ((etmMin == -1) || ((prognosis[i].Alarm != -1) && (prognosis[i].Alarm < etmMinTrusted)))
{
etmMin = prognosis[i].Alarm;
}
if (prognosis[i].AlarmTrusted && ((etmMinTrusted == -1) || ((prognosis[i].Alarm != -1) && (prognosis[i].Alarm < etmMinTrusted))))
{
etmMinTrusted = prognosis[i].Alarm;
}
}
result.AlarmNear = etmMin;
result.AlarmFar = etmMinTrusted;
if ((etmMin == -1) || (etmMin != etmMinTrusted))
for (ETCTIME i = ETCTIMEConstants.PrognosisPeriodsCount - 1; i >= 0; i--)
{
ETCTIME magicValue = (ETCTIME)((ETCTIMEConstants.PrognosisPeriods[i] / ETCTIMEConstants.Second * m_Configuration.AlarrmTrustInterval) * ETCTIMEConstants.Second);
if ((etmMin == -1) || (magicValue < etmMin))
{
result.AlarmNear = magicValue;
break;
}
}
return result;
}
/// <summary>
/// Linears the regession2 single res.
/// </summary>
/// <param name="modelResult">The model result.</param>
/// <param name="alarmLevel">The alarm level.</param>
/// <param name="scale">The scale.</param>
/// <param name="prognosisPeriod">The prognosis period.</param>
/// <param name="trustInterval">The trust interval.</param>
/// <param name="result">The result.</param>
/// <returns></returns>
private static Boolean LinearRegession2SingleRes(LinearRegressionModelResult modelResult,
double alarmLevel, Double scale, SizeT prognosisPeriod, Double trustInterval, out MachineAlarmPrognosisSingleResult result)
{
result = new MachineAlarmPrognosisSingleResult();
switch (modelResult.State)
{
case LinRegresModelState.LR_CROSSES:
break;
case LinRegresModelState.LR_NOCROSS:
result.AlarmTrusted = false;
result.Alarm = -1;
return (true);
default:
return false;
}
// сейчас уже больше аварийной уставки
if (modelResult.A0 >= alarmLevel)
{
result.AlarmTrusted = true;
result.Alarm = 0;
return true;
}
// снижается, а не возрастает
if (modelResult.A1 <= 0)
{
result.AlarmTrusted = false;
result.Alarm = -1;
return true;
}
// уже пересекла
if (modelResult.CrossAt < 0)
{
result.AlarmTrusted = true;
result.Alarm = 0;
return true;
}
if (Math.Abs(modelResult.CrossAt * scale) > ETCTIMEConstants.MaxPrognosisPeriod)
{
result.AlarmTrusted = false;
if (modelResult.CrossAt > 0)
result.Alarm = -1;
else
result.Alarm = -ETCTIMEConstants.MaxPrognosisPeriod * ETCTIMEConstants.Second;
}
else
{
result.Alarm = Convert.ToUInt32(modelResult.CrossAt * scale) * ETCTIMEConstants.Second;
result.AlarmTrusted = (modelResult.CrossAt <= (ETCTIMEConstants.PrognosisPeriods[prognosisPeriod] / ETCTIMEConstants.Second / scale) * trustInterval);
}
return true;
}
#endregion
#region public
public GetInspRepOperationPrognosisBuilder()
{
m_Configuration = new MachineAlarmPrognosisConfiguration();
m_Configuration.AlarrmTrustInterval = 0.25;
m_Configuration.MinRealLength = 0.8;
m_Configuration.MaxDataDiscarded = 0.08;
m_Configuration.MaxModelDeviation = 3;
m_Configuration.MaxModelDeviation = 0.2;
m_Configuration.MinN = 6;
}
/// <summary> Построение прогноза </summary>
/// <param name="prognoseTo">В какое время расчитывается прогноз</param>
/// <param name="alarmLevel">порог срабатывания абсолютной уставки</param>
/// <param name="times">массив времён (N штук), должны быть отсортированы по убыванию</param>
/// <param name="values">массив значений вибрации (N штук)</param>
/// <param name="result">результат прогнозирования</param>
/// <returns></returns>
public Boolean Prognose(ETCTIME prognoseTo, Double alarmLevel, ETCTIME[] times, Double[] values, out MachineAlarmPrognosisResult result)
{
result = new MachineAlarmPrognosisResult();
//Мало точек для проноза
if (times.Length < 3)
{
return false;
}
//Длина самого длинного интервала для прогнозирования в сеундах
Double longestPeriod = GetHistoryLeght() / (Double)ETCTIMEConstants.Second;
//Слишком короткий промежуток
if (longestPeriod < 1)
{
return false;
}
//Масштабирование времени измерения до момента прогнозирования такой масштаб, что 1 = длина максимального периода прогнозирования
Double[] timesScaled = new Double[times.Length]; // время (-1; 0)
for (SizeT i = 0; i < times.Length; ++i)
timesScaled[i] = (-(((prognoseTo - times[i]) / (Double)ETCTIMEConstants.Second) / longestPeriod));
//Настройка расчета прогноза из параметров по умолчанию
LinearRegressionModelConfiguration modelConfiguration = new LinearRegressionModelConfiguration();
modelConfiguration.MinRealLength = m_Configuration.MinRealLength;
modelConfiguration.MaxDataDiscarded = m_Configuration.MaxDataDiscarded;
modelConfiguration.MaxDataDeviation = m_Configuration.MaxDataDeviation;
modelConfiguration.MaxModelDeviation = m_Configuration.MaxModelDeviation;
modelConfiguration.MinN = m_Configuration.MinN;
List<MachineAlarmPrognosisSingleResult> prognosis = new List<MachineAlarmPrognosisSingleResult>();
SizeT measurementIndex = 1;
//Цикл расчета прогнозов по периодам
for (SizeT currentPeriod = 0; currentPeriod < ETCTIMEConstants.PrognosisPeriodsCount; currentPeriod++)
{
while ((measurementIndex < times.Length) && (prognoseTo - times[measurementIndex]) <= ETCTIMEConstants.PrognosisPeriods[currentPeriod])
measurementIndex++;
LinearRegressionModelResult resultLRM;
Double baseLenght = ETCTIMEConstants.PrognosisPeriods[currentPeriod] / (Double)ETCTIMEConstants.Second / longestPeriod;
if (FunctionCallWrapper.LinearRegressionCalculateModel(timesScaled, values, measurementIndex, alarmLevel, baseLenght, ref modelConfiguration, out resultLRM))
{
MachineAlarmPrognosisSingleResult resultSingle;
if (LinearRegession2SingleRes(resultLRM, alarmLevel, longestPeriod, currentPeriod, m_Configuration.AlarrmTrustInterval, out resultSingle))
{
prognosis.Add(resultSingle);
}
}
}
if (prognosis.Count != 0)
{
result = Combine(prognosis);
return true;
}
return false;
}
/// <summary> Конфигурация построения прогноза </summary>
public MachineAlarmPrognosisConfiguration Configuration
{
get { return m_Configuration; }
set { m_Configuration = value; }
}
/// <summary> Получение периода, данные за который необходимы для прогнозирования </summary>
/// <returns></returns>
public static ETCTIME GetHistoryLeght()
{
return ETCTIMEConstants.PrognosisPeriods[ETCTIMEConstants.PrognosisPeriodsCount - 1];
}
#endregion
}
}