[发明专利]基于支持向量机的核电站松动件报警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测到核电站松动件跌落时发出报警的方法。

技术背景

松动件监测系统(LPMS)是核电站一回路最基本的安全工具之一，对核电站运行安全具有重要作用。LPMS的主要功能是监测反应堆冷却系统(RCS)中是否有零部件松动或者跌落，如有则发出报警。现有的松动件报警相关文献有：

[1]BECHTOLD B，KUNZ U.KUES’95-The modern diagnosticsystem for loose parts monitoring[J].Progress in Nuclear Energy，1999，34(3)：221-230.(BECHTOLD B，KUNZ U.KUES’95-先进的松动件监测诊断系统[J].核能进展，1999，34(3)：221-230.)

[2]SZAPPANOS G，POR G.Basics ideas and realization ofcompletely digitized loose part detection system HELPS[J].Progress inNuclear Energy，1999，34(3)：195-201.(SZAPPANOS G，POR G.全数字化松动件监测系统HELPS的基本概念和实现[J].核能进展，1999，34(3)：195-201.)

[3]POR G，KISS J，SOROSANSZKY I，et al.Development of afalse alarm free advanced loose parts monitoring system(ALPS)[J].Progress in Nuclear Energy，2003，43(3)：243-251.(POR G，KISS J，SOROSANSZKY I，et al.低误报率松动件监测系统的开发[J].核能进展，2003，43(3)：243-251.)

[4]方力先，楼永坚.小波变换在松动件检测系统报警中的应用研究[J].原子能科学技术，2004，38(5)：432-435.

[5]毛汉领，黄振峰，陈仲仪.基于信号时频特征的神经网络报警方法[J].核动力工程，1998，19(3)：265-269.

多年的核电站运行经验表明，LPMS有助于在早期发现并排除松动件，防止松动件与内部其他部件碰撞接触对核电站造成严重损害[1]。报警是LPMS系统的关键功能，对系统的可用性起决定作用。现有的许多LPMS系统都存在误报率高的问题，导致操作人员不信任系统报警，有些核电站甚至关闭LPMS系统。所以如何辨别碰撞信号的真假，降低系统的误报率是研究的热点和难点。现有系统一般先对实时采集的信号进行滤波，然后通过判断信号的幅值或者短时均方根(RMS)是否超过设定的阈值来触发初级报警，最后再对信号进行详细分析来判断报警的真伪。已有较多关于如何鉴别报警真伪方面的研究，文献[2-3]提出通过判断信号是否在多个通道超过阈值或者在单个通道多次超过阈值来判断是否为真实报警。文献[4]提出先对信号进行小波分解得到高阶小波系数，然后再通过神经网络来判断真伪。文献[5]提出计算各个通道信号之间的相关程度以及信号高频能量和低频能量的比来判断真伪。

但是现有的滤波方法都无法将信号中的噪声全部滤除，噪声的振幅超过预设值时产生误报警，或是有效信号淹没在噪声中，漏报警，存在报警的准确率低，误报率、漏报率高的缺点。

发明内容

为克服现有技术的准确率低，误报率、漏报率高的缺点，本发明提供了一种报警准确率高，误报率、漏报率低的基于支持向量机的核电站松动件报警方法。

基于支持向量机的核电站松动件报警方法，包括以下步骤：

1、在核反应堆一回路安装多个加速度传感器，以获取核反应堆中的环境噪声，以及当松动件跌落时产生的、混杂有环境噪声的冲击信号；

2、用力锤以不同力度敲击钢板以模拟核反应堆中松动件跌落时产生的冲击信号，获取力锤敲击钢板产生的敲击信号，由这些敲击信号构成振动信号库；

3、提取敲击信号的特征，以敲击信号特征构建支持向量机(SVM)识别模型；

4、将由步骤1)中获得的冲击信号进行AR建模，将冲击信号白化，并获取白化信号的均方根，以所述的均方根表征该白化信号的振幅；预设振幅阈值，判断白化信号的均方根是否超过振幅阈值，若是，则发出一级警报，并记录此白化信号；若否，则继续监测；