本发明涉及数据处理，尤其涉及一种水电站设备作业状态安全预警方法。
背景技术：
1、水电站设备用来监测水电站大坝，水电站大坝是国民经济的重要基础设施，是调控水资源时空分布和优化水资源配置重要的工程措施，是国家防洪抗旱减灾体系和江河防洪工程体系的重要组成部分，水电站大坝安全不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，也关系到经济安全和生态安全。
2、如中国专利申请号202311471302.2公开了一种水电站大坝异常数据预警方法，包括以下步骤：s1、采集水电站大坝的实时数据集，其中，实时数据集包括环境数据子集和工作数据子集；s2、确定第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数；s3、对工作数据子集进行遍历，生成标准工作数据子集；s4、筛选标准工作数据子集中的异常工作数据，进行预警，但是，上述方案中没有对水电站设备的状态进行预测，无法及时发现异常情况。
3、在大坝安全监测过程中，会产生一些异常数据，异常数据的及时预警关系到大坝险情的提前预测。而现有水电站大坝异常数据预警技术通常忽略大坝坝体自身环境的影响(例如坝体水位和坝体温度等)，导致预警不准确，另外，现有技术对于水电站大坝异常数据的监测，没有设置预警提前量，作业人员无法对异常情况作出及时响应，影响预警时效性。
技术实现思路
1、本技术提供一种水电站设备作业状态安全预警方法，通过对水电站大坝的位移变化及其与温度、水位的关联，将坝体模拟成一种名为动态变形模块的三维模型，对坝体异常情况进行精准监测的同时能够进行预测。
2、本技术提供了一种水电站设备作业状态安全预警方法，包括：
3、s101，建立三维模型，将坝体的实际形状按比例缩小并转化为动态变形模块的三维模型，所述动态变形模块的表面覆盖有网格点，将坝体的位移转化为网格点位移，动态变形模块内设置有环境参数感应器，所述环境参数感应器能够实时接收数据；
4、s102，采集水电站大坝的环境数据，根据环境数据计算第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数；
5、s103，存储第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数到动态变形模块中，动态变形模块中的环境参数感应器接收第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数，将第一工作消耗随机数的值映射到颜色空间上转化为热力环，第二工作消耗随机数的值映射到条带上转化为水位压力带；
6、s104，当网格点的位移大小大于预设的位移阈值时，网格点显示高亮并进行异常预警，同时，系统自动记录高亮的网格点作为异常点，其中，第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数均能够影响网格点的位移。
7、优选地，所述第一工作消耗随机数第二工作消耗随机数式中σ0表示所有时刻的坝体温度标准差，hmax表示坝体工作温度最大值，hmin表示坝体工作温度最小值，ht表示t时刻的坝体工作温度，floor表示向下取整运算，t表示所有时刻；σ1表示所有时刻的坝体水位标准差，smax表示坝体工作水位最大值，smin表示坝体工作水位最小值，st表示t时刻的坝体工作水位。
8、优选地，第一工作消耗随机数转化为热力环，第二工作消耗随机数转化为水位压力带的具体步骤如下：
9、a1、根据第一工作消耗随机数的公式确定第一工作消耗随机数的最大值和最小值；根据第二工作消耗随机数的公式确定第二工作消耗随机数的最大值和最小值；
10、a2、使用色相、饱和度、亮度模型映射第一工作消耗随机数的最大值、最小值和第二工作消耗随机数的最大值、最小值；
11、a3、选择色调范围表示第一工作消耗随机数的最大值、最小值和第二工作消耗随机数的最大值、最小值；
12、a4、将第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数每个值进行归一化；
13、a5、将归一化后的值映射到选定的色调范围内，根据映射后的数据使用图形库绘制热力环和水位压力带。
14、优选地，在动态变形模块上增加时间维度的具体步骤：
15、s201，记录第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数的在当前的时间信息，时间信息形成时间戳存入动态变形模块中，将动态变形模块内的热力环数据按照时间顺序进行排列形成时序热力环，同样，将水位压力带数据按照时间顺序进行排列形成时间压力带；
16、s202，通过采集的实时的环境数据，更新存储到动态变形模块中的第一工作消耗随机数和第二工作消耗随机数，时序热力环根据温度数据和第一工作消耗随机数值的变化实时更新，时间压力带根据水位数据和第二工作消耗随机数值实时更新；
17、s203，根据历史数据，预设温度阈值和水位阈值，将预设的温度阈值和水位阈值存储到动态变形模块中，当监测到的温度超过温度阈值或水位超过水位阈值时，动态变形模块中的预警机制被触发；
18、s204，根据步骤s201，时间戳存入动态变形模块中，使得设备设有预警提前量，根据预警情况统计实际异常且被预警的次数和实际正常且被误报的次数，根据统计的次数计算被预警的比例和被误报的比例，被预警的比例和被误报的比例通过f1分数统计计算综合准确率。
19、优选地，预警先兆环为时序热力环中的历史数据在异常情况即将发生前一段时间内坝体温度变化特征；
20、临界压力轨迹为时间压力带中的历史数据在异常情况发生前一段时间内水位变化所呈现出的上升轨迹和压力变化。
21、优选地，生成方向性预警先兆环的步骤：
22、b1、根据时间点采集坝体温度的数据，将连续时间点的温度值进行对比，确定温度变化趋势的方向；
23、b2、基于连续的温度值，计算相邻温度值之间的差值，根据差值的正负判断温度变化的方向；
24、b3、将同一方向上的差值进行求和，用来表示这个方向上的累计值，将不同方向的差值均进行求和，得到不同方向上的累计值；
25、b4、根据得到累计值，以时间为横轴，累计值为纵轴，动态变形模块中的图表制作软件将累计值和时间生成方向性预警先兆环的图表。
26、优选地，差值为正，表示温度在该时间间隔内上升，将正值温度差量化为升温方向的微动量；差值为负，表示温度在该时间间隔内温度下降，将负值温度差的绝对值量化为降温方向的微动量。
27、优选地，生成微动量临界压力轨迹的步骤：
28、c1、根据时间点采集坝体水位的数据，将连续时间点的水位值进行对比，确定水位变化趋势的方向；
29、c2、基于连续的水位值，计算相邻水位值之间的差值，根据差值的正负判断水位变化的方向；
30、c3、将同一方向上的差值进行求和，用来表示这个方向上的累计值，将不同方向的差值均进行求和，得到不同方向上的累计值；
31、c4、根据得到累计值，以时间为横轴，以累计值为纵轴，绘制微动量临界压力轨迹。
32、优选地，差值为正，表示水位在该时间间隔内上升，将正值水位差量化为上升方向的微动量；差值为负，表示水位在该时间间隔内下降，将负值水位差的绝对值量化为下降方向的微动量。
33、优选地，对预警敏感区域进行划分的具体步骤：
34、s301，将水电站大坝划分为多个监测区域，根据每个监测区域的结构特性和历史数据将不同的监测区域标记为不同程度的预警敏感区域；
35、s302，根据不同程度的预警敏感区域调整数据采集频率，对于预警敏感度高、历史问题频发的区域，提高数据采集频率，以捕捉更细微的变化；对于相对稳定或问题较少的区域，降低采集频率；
36、s303，建立协同预警模型，根据坝体温度和水位的历史数据，运用算法进行建模，设计协同预警机制。
37、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过建立动态变形模块的三维模型，使得复杂的位移数据变得直观，热力环和水位压力带的引入，能够直观地展现温度和水位对坝体位移的影响，使得作业人员能够迅速发现异常情况，提高了水电站大坝安全管理的效率和准确性；
38、通过引入时间维度，动态变形模块能够更早地识别出安全隐患，异常变化在初期并不显著，但随时间推移会逐渐累积并导致严重后果，时序热力环和时间压力带使得动态变形模块能够对坝体的安全状态提前进行警示，使得作业人员对其多加注意；预警先兆环与临界压力轨迹，使得动态变形模块能够在异常情况发生前发出预警，为作业人员提供充足的响应时间，使得预警的准确率提高；
39、同时，时序热力环和时间压力带能够显示温度和水位变化趋势，使得动态变形模块能够根据趋势预测此处坝体状态，趋势预测能力使得作业人员能够及时了解坝体状态并处理。
1.一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，所述式中σ0表示所有时刻的坝体温度标准差，hmax表示坝体工作温度最大值，hmin表示坝体工作温度最小值，ht表示t时刻的坝体工作温度，floor表示向下取整运算，t表示所有时刻；σ1表示所有时刻的坝体水位标准差，smax表示坝体工作水位最大值，smin表示坝体工作水位最小值，st表示t时刻的坝体工作水位。
3.如权利要求1所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，第一工作消耗随机数转化为热力环，第二工作消耗随机数转化为水位压力带的具体步骤：
4.如权利要求1所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，在动态变形模块中增加时间模块的具体步骤：
5.如权利要求4所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，预警先兆环为时序热力环中的历史数据在异常情况即将发生前一段时间内坝体温度变化特征；
6.如权利要求5所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，生成方向性预警先兆环的步骤：
7.如权利要求6所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，若差值为正，表示温度在该时间间隔内上升，将正值温度差量化为升温方向的微动量；若差值为负，表示温度在该时间间隔内温度下降，将负值温度差的绝对值量化为降温方向的微动量。
8.如权利要求5所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，生成微动量临界压力轨迹的步骤：
9.如权利要求8所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，若差值为正，表示水位在该时间间隔内上升，将正值水位差量化为上升方向的微动量；若差值为负，表示水位在该时间间隔内下降，将负值水位差的绝对值量化为下降方向的微动量。
10.如权利要求1所述的一种水电站设备作业状态安全预警方法，其特征在于，对预警敏感区域进行划分的具体步骤：
