复杂工业过程报警识别分析与依赖溯源关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61573051
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Accurate and efficient alarm system is crucial for improving the safety and operability of production processes. In view of alarm system for complex industry process, alarm flooding and identification difficulties are the main problems. In this project, firstly, a nonlinear interval estimation method for alarm threshold is proposed. An upper lower bound estimation model is established for alarm threshold. Then, a comprehensive evaluation index is constructed to measure the quality of interval estimation. And the optimization is made to acquire the alarm threshold. Secondly, a feature reconstruction method for alarm features is proposed to enlarge the difference for alarm features of different types. And information feedback mechanism is introduced to construct dynamic information memory feedback-based deep-learning network, which is used to realize on-line alarm classification identification and improve identification accuracy and anti-interference ability. Thirdly, an alarm dependence root-cause method is proposed. By introducing extended finite state machine (EFSM), multi-layer EFSM model is established for alarm system. Then, the intra-transition and inter-transition data dependence and transitivity are explored, EFSM data dependence graph and dependence root-cause model for alarm system are established, so as to analyze and locate the alarm roots. Taking the Tennessee Eastman (TE) process and typical petrochemical ethylene production process as the application objects, the new theory and methods of alarm identification analysis and dependence root-cause are formed for complex industry process, and the software prototype of online identification and root-cause for alarm system is explored, which provides effective theoretical and technical supports for the safety of process production.
准确、高效的报警系统对提高生产过程安全性和可操作性至关重要。针对复杂工业过程报警泛滥、难以辨别等问题,本课题提出一种报警阈值非线性区间估计方法,通过建立阈值上下限估计模型,构建阈值区间估计质量综合评价指标,实现报警阈值优化设置;提出报警特征重构方法,放大报警特征差异,并引入信息反馈机制,构建基于动态信息记忆反馈的深度学习网络,实现报警在线分类识别,提高报警识别准确度及抗干扰能力;提出报警依赖溯源方法,引入扩展有限状态机(EFSM),建立报警系统多层EFSM模型,探究迁移内和迁移间数据依赖及传递性,构建报警系统EFSM数据依赖图和依赖溯源模型,实现报警根源有效分析与定位;以TE过程和典型石化乙烯生产过程为应用研究对象,形成面向复杂工业过程报警识别分析与依赖溯源的新理论与新方法,研发报警系统在线识别与溯源分析软件原型,为保障过程安全生产提供有效的理论和技术支持。

结项摘要

准确、高效的报警系统对提高生产过程安全性和可操作性至关重要。针对复杂工业过程报 警泛滥、难以辨别等问题,本课题提出一种报警阈值非线性区间估计方法,通过建立阈值上下 限估计模型,构建阈值区间估计质量综合评价指标,实现报警阈值优化设置;提出报警特征重构方法,放大报警特征差异,并引入信息反馈机制,构建基于动态信息记忆反馈的深度学习网络,实现报警在线分类识别,提高报警识别准确度及抗干扰能力;提出报警依赖溯源方法,引入扩展有限状态机(EFSM),建立报警系统多层EFSM模型,探究迁移内和迁移间数据依赖及传递 性,构建报警系统EFSM数据依赖图和依赖溯源模型,实现报警根源有效分析与定位;以TE过程 和典型石化乙烯生产过程为应用研究对象,形成面向复杂工业过程报警识别分析与依赖溯源的新理论与新方法,研发报警系统在线识别与溯源分析软件原型,为保障过程安全生产提供有效的理论和技术支持。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(8)
A Novel Hybrid Method Integrating ICA-PCA With Relevant Vector Machine for Multivariate Process Monitoring
一种将 ICA-PCA 与相关向量机相结合的新型混合方法用于多变量过程监控
  • DOI:
    10.1109/tcst.2018.2816903
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yuan Xu;Sheng-Qi Shen;Yan-Lin He;Qun-Xiong Zhu
  • 通讯作者:
    Qun-Xiong Zhu
A novel prediction intervals method integrating an error & self-feedback extreme learning machine with particle swarm optimization for energy consumption robust prediction
一种集成误差的新型预测区间方法
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2018.08.180
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Yuan Xu;Mingqing Zhang;Liangliang Ye;Qunxiong Zhu;Zhiqiang Geng;Yan-Lin He;Yongming Han
  • 通讯作者:
    Yongming Han
基于改进ELM的递归最小二乘时序差分强化学习算法及其应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐圆;黄兵明;贺彦林
  • 通讯作者:
    贺彦林
数据和知识融合驱动的智能过程系统工程研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京化工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱群雄;耿志强;徐圆;贺彦林;韩永明
  • 通讯作者:
    韩永明
基于FEEMD-AE 与反馈极限学习机组合模型预测研究与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐圆;张伟;张明卿;贺彦林
  • 通讯作者:
    贺彦林

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其他文献

Research and Implementation of Decreasing the Acetic Acid Consumption in Purified Terephthalic Acid Solvent System
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    朱群雄
共聚聚酰亚胺纤维的制备及其性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    合成纤维工业
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张清华
化工过程可拓PCA故障诊断方法研究与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐圆;刘辛新;朱群雄
  • 通讯作者:
    朱群雄
Soft sensor of chemical processes with large numbers of input parameters using auto-associative hierarchical neural network
使用自关联分层神经网络的具有大量输入参数的化学过程软传感器
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    徐圆
  • 通讯作者:
    徐圆
基于正则化的函数连接神经网络研究及其复杂化工过程建模应用
  • DOI:
    10.11949/0438-1157.20191474
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺彦林;田业;顾祥柏;徐圆;朱群雄
  • 通讯作者:
    朱群雄

其他文献

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徐圆的其他基金

不平衡小样本数据下复杂石化工业危化品灾害风险演化预测方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
化工过程可拓故障诊断方法的研究
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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