基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障預(yù)診

李奕序

（太原學(xué)院環(huán)工系 山西 太原 030032）

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)看，主要是針對(duì)龐大的數(shù)據(jù)所進(jìn)行的有效分析及全面統(tǒng)計(jì)，從而根據(jù)分析結(jié)果對(duì)系統(tǒng)在之后運(yùn)行過(guò)程中所有可能發(fā)生的故障問(wèn)題進(jìn)行判斷與預(yù)測(cè)。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)診系統(tǒng)的故障問(wèn)題，主要是由縱向和橫向數(shù)據(jù)的兩種分析方法。縱向數(shù)據(jù)分析法，主要是將規(guī)模較為龐大的歷史數(shù)據(jù)重新進(jìn)行嚴(yán)密篩選以及合理的歸納劃分，合理有效地得出問(wèn)題故障發(fā)生之前的一些檢測(cè)數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)情況，然后再利用當(dāng)前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與此表現(xiàn)狀況進(jìn)行相互之間的對(duì)比，從而判斷與預(yù)測(cè)后期可能發(fā)生的問(wèn)題故障；而橫向數(shù)據(jù)分析法，主要是利用當(dāng)前監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋⑼ㄟ^(guò)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中較為異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，判斷系統(tǒng)后期可能會(huì)出現(xiàn)的故障。縱向數(shù)據(jù)分析法主要是以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，需要大量的歷史數(shù)據(jù)作支撐，若數(shù)據(jù)量不足，分析結(jié)果會(huì)缺乏準(zhǔn)確性與有效性；橫向數(shù)據(jù)分析法則是通過(guò)當(dāng)前多臺(tái)設(shè)備同時(shí)監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比[1]。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的這兩種系統(tǒng)預(yù)診方法優(yōu)缺點(diǎn)不同，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行使用。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障及其分類

暖通空調(diào)系統(tǒng)目前已經(jīng)普遍使用。但在使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，這些故障不僅會(huì)影響空調(diào)的正常使用，而且可能會(huì)引發(fā)極其嚴(yán)重的后果。一般而言，暖通空調(diào)故障根據(jù)誘發(fā)原因與分類方法的不同，可以將其類型分為很多種，為了合理有效地規(guī)避和應(yīng)對(duì)這種可能發(fā)生的故障，有必要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析。暖通空調(diào)的故障主要有三種分類，第一種是自然故障與人為故障，第二種是分為全局故障與局部故障，第三種是分為軟故障與硬故障，以下對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析。

其一，自然故障與人為故障。自然故障主要指的是當(dāng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，系統(tǒng)自身原因引發(fā)造成的故障，其中設(shè)備自然磨損是最為常見(jiàn)的誘發(fā)原因；人為故障則是由于人們?cè)谑褂眠^(guò)程中的操作不當(dāng)或使用不當(dāng)而引發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)故障[2]。

其二，全局故障與局部故障。全局故障指的是牽一發(fā)而動(dòng)全身，即無(wú)論任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)影響較大；局部故障指的是系統(tǒng)某個(gè)特定部分發(fā)生故障的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，一般不會(huì)影響系統(tǒng)其他部分的運(yùn)行，但若長(zhǎng)期未進(jìn)行維修，則會(huì)干擾到新系統(tǒng)其他部分的工作，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象。

其三，硬故障與軟故障。這一類故障主要是根據(jù)故障程度進(jìn)行劃分。硬故障指的是暖通空調(diào)設(shè)備或元器件完全失效的故障，此類故障具有突發(fā)性與破壞性等特征，檢測(cè)較為簡(jiǎn)單，需要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查與維護(hù)，確保系統(tǒng)故障發(fā)生幾率的有效降低；軟故障主要是針對(duì)暖通空調(diào)設(shè)備與元器件的逐步失效與故障的發(fā)生，主要是由系統(tǒng)的磨損或腐蝕等狀況引發(fā)的設(shè)備故障。軟故障在故障檢測(cè)方面較為難發(fā)生，若長(zhǎng)時(shí)間不對(duì)其進(jìn)行檢修或更換，會(huì)造成暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障的概率大幅度提升。在暖通空調(diào)日常運(yùn)行發(fā)生的故障中，軟故障占比較重，屬于較為日常且常見(jiàn)的故障，發(fā)生時(shí)對(duì)系統(tǒng)不會(huì)造成太大的影響。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)在預(yù)診暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障中的應(yīng)用概述

3.1 構(gòu)建故障預(yù)診模型

故障預(yù)測(cè)模型的主要思路是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)待測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行巡檢，可以適用于多臺(tái)設(shè)備同時(shí)運(yùn)行的各種系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的不同，在特征與原理上都會(huì)存在差異性，需要對(duì)被監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行重新分類與劃分，根據(jù)系統(tǒng)的主要特性與巡檢法預(yù)診軟故障對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)診模型的構(gòu)建。通過(guò)故障預(yù)診模型，加之大量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以及時(shí)有效地消除暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效預(yù)診[3]。

3.2 軟故障特征與預(yù)診方式的確定

大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)軟故障預(yù)診中，主要是依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行定性或定量的分析與統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而判斷暖通空調(diào)可能會(huì)發(fā)生的故障。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多相關(guān)研究對(duì)現(xiàn)有的故障診斷方法進(jìn)行了重新分類和劃分，將其分為定性分析和定量分析，這兩種方法都是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)而產(chǎn)生的分析方法。定量分析方法主要是參考大量數(shù)據(jù)建立的，是一種根據(jù)分析對(duì)象的參數(shù)進(jìn)行分析的方法，主要用于對(duì)數(shù)據(jù)量較為龐大的故障問(wèn)題的診斷，即硬故障。軟故障具有一定的固定性，在故障預(yù)診模型建立方面較為困難，因此無(wú)法使用定量分析法；定性分析法是參考某領(lǐng)域相關(guān)專家多年的研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)具體分析的實(shí)施工具進(jìn)行合理有效的利用，通過(guò)對(duì)被分析對(duì)象過(guò)去狀態(tài)與現(xiàn)代狀態(tài)的比較，提供全新的狀態(tài)信息，是判斷監(jiān)測(cè)對(duì)象各種數(shù)值變化趨勢(shì)的一種有效的定性監(jiān)測(cè)方法，由于該方法的診斷特征與軟故障預(yù)測(cè)的特點(diǎn)較為吻合，因此該方法多用于軟故障預(yù)診中[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了可以更好地應(yīng)對(duì)軟故障對(duì)暖通空調(diào)帶來(lái)的影響與風(fēng)險(xiǎn)，有必要加強(qiáng)對(duì)軟故障的預(yù)診。大數(shù)據(jù)技術(shù)目前在該領(lǐng)域已經(jīng)受到了廣泛推崇，在今后也會(huì)成為一種應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)，只有重視基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)軟故障診斷，才能有效地提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的診斷效率。