本发明涉及系统故障识别，具体而言，涉及基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法、装置、设备和介质。
背景技术：
1、系统实际运行中通常因故障的发生，导致生成的事件日志偏离系统预定的运行轨迹。鉴于故障是不可避免的事实，因此为了确保复杂系统能够正确安全的运行，需要对系统进行故障检测识别，也就激发出了基于离散事件系统的故障识别问题。有效的故障识别方法可以帮助避免故障的不良影响，改善的性能质量，可以提高工业过程的安全性，可靠性，可用性。
2、从偏差事件日志中检测出系统模型中存在故障的个数及位置，这个问题看似简单，但若通过欠拟合或过拟合获取到的花状或枚举模型对故障的检测是没有意义的。
3、现有的故障识别方法不仅识别准确率低，而且识别效率也低。此外，系统模型中具有相同事件标签是很常见的，而这种情况使得现有方法来查找故障是更加困难的，且不准确的。
4、有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本技术。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法、装置、设备和介质，以改善上述技术问题中的至少一个。
2、第一方面、本发明提供了一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，包含步骤s1至步骤s5。
3、s1、获取基于标签petr i网构建的系统业务流程的事件日志集。其中，所述事件日志至少包含偏差事件踪迹集。
4、s2、遍历所述偏差事件踪迹集，提取变迁事件间的关系，获取偏差事件日志的故障变迁关系矩阵。
5、s3、将所述故障变迁关系矩阵和规范变迁关系矩阵进行对比，获取各个故障变迁的所在位置。其中，所述规范变迁关系矩阵从无偏差事件踪迹集中提取变迁间的关系得到，或者根据系统业务流程的标签petr i网得到。
6、s4、根据所述故障变迁的所在位置，获取故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵。其中，故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵的纵坐标为变迁，横坐标为库所。
7、s5、根据所述故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵，获取故障矩阵。优选的，故障矩阵＝故障变迁后继矩阵-故障变迁前驱矩阵。
8、作为本发明的进一步方案，步骤s1具体包括步骤s11至步骤s7。
9、s11、获取基于标签petr i网构建的系统业务流程的事件日志集。其中，所述事件日志集中的各个事件通过事件任务名称进行标识。系统业务流程的标签petr i网中的多个变迁事件可以使用同一个事件任务名称进行标识。
10、s12、依次对各个事件日志集中各个事件任务执行后续步骤，以将所述事件日志集中的标识由事件任务名称更新为变迁标签。其中，所述变迁标签是和变迁事件一一对应的唯一标识。
11、s13、获取当前事件任务的名称所标识的所有变迁事件。
12、s14、当变迁事件的数量＝1时，事件任务名称所标识的变迁事件具有唯一性，将变迁事件的标识更新为变迁标签。
13、s15、当变迁事件的数量＞1时，计算在当前状态标识下能够被激活的变迁事件的数量。
14、s16、当能够被激活的变迁事件的数量＝1时，当前被激活的变迁事件具有唯一性，将被激活的变迁事件的标识更新为变迁标签。
15、s17、当能够被激活的变迁事件的数量＝0或＞1时，结合下一个事件任务更新变迁标签。
16、作为本发明的进一步方案，步骤s2具体包括步骤s21至步骤s23。
17、s21、初始化故障变迁关系矩阵为全零矩阵。
18、s22、遍历所述偏差事件踪迹集中所有相邻的变迁事件，根据变迁事件的前驱库所和后驱库所，识别所有相邻的变迁事件之间的关系。
19、s23、根据所述相邻的变迁事件之间的关系更新故障变迁关系矩阵中各个元素的元素值，获取偏差事件日志的故障变迁关系矩阵。
20、作为本发明的进一步方案，故障变迁关系矩阵和规范变迁关系矩阵的横纵坐标均为变迁事件。假设tx为第x行变迁事件，ty为第y列变迁事件，则变迁关系矩阵中各元素值表示的变迁之间的关系如下：
21、(tx,ty)位置的元素值＝0，则tx和ty没有关系。
22、(tx,ty)位置的元素值＝1，则tx和ty属于紧邻关系，且ty紧跟在tx后。
23、(tx,ty)位置的元素值＝-1，则tx和ty属于紧邻关系，tx紧跟在ty之后。
24、(tx,ty)位置的元素值＝2，则tx和ty属于并行关系，当且仅当其中，·tx表示tx的输入库所，表示ty的输出库所。
25、(tx,ty)位置的元素值＝3，则tx和ty存在长度为2的循环关系，当且仅当其中，∧表示逻辑与(即：and)。
26、(tx,ty)位置的元素值＝4，则tx和ty存在自环，当且仅当其中，··ty表示ty的输入库所，表示tx的输出库所。
27、作为本发明的进一步方案，步骤s4具体包括步骤s41至步骤s43。
28、s41、分别对各个故障变迁执行以下步骤，获取各个故障变迁的前驱库所和后继库所。然后，根据所述各个故障变迁的前驱库所和后继库所，构建故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵。
29、s42、根据故障变迁的所在位置的元素值，获取故障变迁横纵坐标的两个变迁之间的关系。
30、s43、根据所述故障变迁横纵坐标的两个变迁之间的关系，以及两个变迁的输入库所和输出库所，获取故障变迁的前驱库所和后继库所。
31、作为本发明的进一步方案，还包括步骤s6。s6、对所述故障变迁前驱矩阵、所述故障变迁后继矩阵和所述故障矩阵进行剪枝操作，获取简化后的故障矩阵。
32、优选的，步骤s6具体包括步骤s61至步骤s64。
33、s61、遍历故障变迁前驱矩阵，判断是否有输入库所相同的两个故障变迁a和b。假设a的输出库所postf(:,a)小于b的输出库所postf(:,b)。
34、s62、如果存在以postf(:,a)作为输入库所，以post(:,b)作为输出库所的故障变迁c，那么删除故障变迁b。
35、s63、否则，删除故障变迁a或b，并将未删除的故障变迁的输出库所设置为postf(:,a)+post(:,b)。
36、s64、根据删除故障变迁后的故障变迁前驱矩阵和所述故障变迁后继矩阵，获取新的故障矩阵
37、第二方面，本发明提供一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别装置，其包含日志获取模块、关系提取模块、矩阵对比模块、前驱后继识别模块和故障识别模块。
38、日志获取模块，用于获取基于标签petr i网构建的系统业务流程的事件日志集。其中，所述事件日志至少包含偏差事件踪迹集。
39、关系提取模块，用于遍历所述偏差事件踪迹集，提取变迁事件间的关系，获取偏差事件日志的故障变迁关系矩阵。
40、矩阵对比模块，用于将所述故障变迁关系矩阵和规范变迁关系矩阵进行对比，获取各个故障变迁的所在位置。其中，所述规范变迁关系矩阵从无偏差事件踪迹集中提取变迁间的关系得到，或者根据系统业务流程的标签petr i网得到。
41、前驱后继识别模块，用于根据所述故障变迁的所在位置，获取故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵。其中，故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵的纵坐标为变迁，横坐标为库所。
42、故障识别模块，用于根据所述故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵，获取故障矩阵。
43、第三方面，本发明提供一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别设备，其特征在于，包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器内的计算机程序。所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如第一方面任意一段所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法。
44、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面任意一段所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法。
45、通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
46、故障的检测识别对保证现代化工业、特别是对生产安全要求严格的生产企业具有重要意义。本发明的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法从petr i网角度研究系统的故障识别问题，提出了变迁关系矩阵来描述事件变迁间的关系，通过对比变迁关系矩阵间的差异，来确定故障的位置和数量。其次将问题扩展至标签petr i的故障识别研究中，解决了事件日志记录活动在系统模型中重名任务造成的信息提取不准确的问题。能够很好的找到故障的位置和数量。
1.一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，遍历所述偏差事件踪迹集，提取变迁事件间的关系，获取偏差事件日志的故障变迁关系矩阵，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，故障变迁关系矩阵和规范变迁关系矩阵的横纵坐标均为变迁事件；假设tx为第x行变迁事件，ty为第y列变迁事件，变迁关系矩阵中各元素值表示的变迁之间的关系如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，根据所述故障变迁的所在位置，获取故障变迁前驱矩阵和故障变迁后继矩阵，具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，故障矩阵＝故障变迁后继矩阵-故障变迁前驱矩阵。
6.根据权利要求1所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，还包括：对所述故障变迁前驱矩阵、所述故障变迁后继矩阵和所述故障矩阵进行剪枝操作，获取简化后的故障矩阵；
7.根据权利要求1所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法，其特征在于，获取基于标签petri网构建的系统业务流程的事件日志集；其中，所述事件日志至少包含偏差事件踪迹集，具体包括：
8.一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别装置，其特征在于，包含：
9.一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别设备，其特征在于，包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器内的计算机程序；所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至7任意一项所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7任意一项所述的一种基于变迁关系矩阵的多标签故障识别方法。
