Таҳқиқот, нафт ва газ татбиқлариндакӣ дӣкей тӯрбӣн насосларинда ларзиш сенсорӯнӯ геленексел мотор ё подшипник ҷойгиршавӣлариндан алип доғрудан равған алтинда чалишан чарх ҳазнесӣнӣн йакинина йерлештӣрменӣн шароити кори ғайримуқаррарӣни айирт етмейӣ гелӣштӣрӣп гелӣштӣрмедӣғӣнӣ ӣнҷелемектедӣр. Муҳаққиқон равған алтинда чалишабӣлмесӣ барои епоxй-флуороеластомер йапийла капсулашуда бӣр акселерометрӣ чарх ҳазнесӣне монте етмӣш; айни насоснин мотор ва подшипник бӯлгелерӣндекӣ сенсорлерле еш заманли ларзиш додасӣ топламиштир. Клапан капанмалари ва равған севӣйесӣндекӣ контроллӯ деғӣшӣмлер шароити кори ғайримуқаррарӣ оларак кулланилмиш, додалер геленексел ва омӯзиши амиқ табанли топлам 10 ошкорсозии аномалия моделӣйле арзишлендӣрӣлмӣштӣр.

Озмоишгоҳ кошулларинда чарха йакин сенсорлер хусусиятле бар хусусият асосёфта моделлерде мотор ва подшипник сенсорлерӣнден даҳа фазла танисал бӣлгӣ сағламиштир. Бар хусусият асосёфта моделлер барои чарх сенсорлерӣнӣн медйан максӣмум AUC-ROC арзишӣ 0,950 оларак рапорланиркен, бӯтӯн равған ӯстӯ сенсорлерӣн бӣрлӣкте арзишлендӣрӣлмесӣнде 0,911 ва ен ӣйӣ чарх диши сенсор олан меҳварел подшипник сенсорӯнде 0,901 ба даст омадааст. Капсулашуда чарх сенсорӯ барои бӯтӯн модел ва конфӣгӯрасйонлар ӯзерӣнден бӣлдӣрбон миёна AUC-ROC 0,816, миёна синиф доғрулуғу %63,0; ен ӣйӣ натиҷаҳо ӣсе 0,973 AUC-ROC ва %91,3 миёна синиф доғрулуғудур.

Капсулкунӣ, бӯтӯн моделлер бӣрлӣкте арзишлендӣрӣлдӣғӣнде ошкорсозии аномалия перформансинда оморӣ оларак анламли бӣр генел кайип олуштурмамиштир. Бунунла бӣрлӣкте модел базинда натиҷаҳо айни самтде нест: бази алгорӣтмалар капсулашуда набуда сенсорле даҳа ӣйӣ, базилари ӣсе капсулашуда сенсорле даҳа ӣйӣ перформанс гӯстермӣштӣр. Бу неденле таҳқиқотнин дестекледӣғӣ натиҷа, капсулкунӣнӣн ларзиш сӣнйалӣндекӣ бӯтӯн еткборӣ ортадан калдирдиғи деғӣл; коруйуҷу йапи кулланилдиктан сонра да ошкорсозии аномалияӣ барои йетерлӣ бӣлгӣ ташийан ларзиш сӣнйалӣнӣн корунабӣлдӣғӣдӣр.

Таҳқиқот ӯнемлӣ синири саҳа йерӣне контроллӯ озмоишгоҳ кошулларинда йапилмиш олмасидир. Насос тахминан 1 м равған алтинда чалиштирилмиш, ҷараёнкан оларак ҳам петрол йерӣне ISO 46 ҳӣдролӣк равған кулланилмиш ва денейлер тахминан 25 °Ҷ'де йӯрӯтӯлмӯштӯр. Озмоиш едбон аномалбор клапан кисилмаси ва равған севӣйесӣнӣн дӯшӯрӯлмесӣйле олуштурулан таҳқиқот кошулларидир; чарх баланссизлиғи, мӣл качиклиғи, кавӣтасйон, подшипник бозулмаси ё башка борлейӣҷӣ меканӣк аризалар денейсел оларак олуштурулмамиштир. Бу неденле натиҷаҳо доғрудан герчек петрол саҳасинда еркен ариза тешҳӣс башариси оларак тафсирланамаз.

Маънои он аз нигоҳи Туркия: Йакит, петрокӣмйа, рафӣнерӣ, енерҷӣ ва просес тесӣслерӣнде кулланилан дӣкей насосларин бӯйӯк бӯлӯмӯнде ларзиш ӯлчӯмӯнӯн йалниз колай ерӣшбоббон мотор ё подшипник бӯлгелерӣнден йапилмаси, сиви бароиде ва кайнаға йакин гелӣшен дӣнамӣк деғӣшӣмлерӣн йӯзейе улашана кадар зайифламаси рӣскӣнӣ ташир. Таҳқиқот ӯнердӣғӣ йаклашим Тӯркӣйе'декӣ ағир просес тесӣслерӣнде доғрудан уйгуланмиш ё доғруланмиш нест; анҷак равған алтинда чалишаббон капсулашуда ларзиш сенсорлерӣнӣ крӣтӣк насос кадемелерӣне йаклаштирма фӣкрӣ йерел кестӣрӣмҷӣ баким Ар-Ге'сӣ барои озмоиш едбобӣлӣр. Герчек татбиқ барои ҳам петрол кӣмйаси, йӯксек сиҷаклик, басинч чеврӣмлерӣ, даҳа бӯйӯк далдирма дерӣнлӣклерӣ, узун кабло месафелерӣ, герчек меканӣк аризалар ва узун дӯнем сенсор дайаними айриҷа доғруланмалидир.

Неден мотор ӯзерӣндекӣ сенсорлер ҳер заман йетерлӣ олмайабӣлӣр?

Дӣкей тӯрбӣн насосларинда мотор ва ӯст подшипниклар баким персонелӣ тарафиндан колай ерӣшбобӣлӣр ҷойгиршавӣдадир. Бу неденле геленексел кошул ӣзлеме татбиқларинда акселерометрлер чоғунлукла бу бӯлгелерде булунур. Чарх ӣсе сиви алтинда ва мотор сенсорӯнден йаписал оларак даҳа узакта чалишир.

Бӣр ларзиш кайнағиндан чикан меканӣк енерҷӣ насос мӣлӣ, колон, йатаклар, гӯвде ва бағлантилар бойунҷа борлеркен деғӣшебӣлӣр ё зайифлайабӣлӣр. Таҳқиқотнин темел сорусу, анормал таҳқиқот дурумуна ен йакин бӯлгеде булунан бӣр сенсорӯн, йӯзейдекӣ сенсорлерден даҳа бӣлгбондӣрӣҷӣ бӣр ларзиш ӣмзаси сағлайип сағлайамайаҷағидир.

Таҳқиқотда кулланилан озмоишгоҳ дӯзенеғӣнӣн далдирма месафесӣ тахминан 1 м олдуғу барои ӯст сенсорлерле чарх сенсорӯ арасиндакӣ фӣзӣксел месафе герчек петрол саҳалариндакӣ бази курулумлара гӯре олдукча кӯчӯктӯр. Йазарлар да бази мотор сенсорлерӣнӣн дерӣн моделлерде чарх сенсорӯне йакин ё даҳа ӣйӣ натиҷа вармесӣнӣ кисмен бу компакт озмоишгоҳ геометрӣсӣйле ӣлӣшкбондӣрмектедӣр.

Сенсор неден капсӯлленмек зорунда?

Чарх бӯлгесӣне сенсор йерлештӣрмек ӯлчӯм ачисиндан авантаҷли олса да бу бӯлге сиҷак ҳӣдрокарбон, кӣмйасал ббошенлер, партӣкӯллер ва узун сервӣс араликлари неденӣйле електронӣк сенсорлер ачисиндан зорлу бӣр ортамдир. Таҳқиқотда чарха монте едбон Ср#8а сенсорӯ равған темасиндан корунмак амаҷийла епоxй-флуороеластомер бӣр коруйуҷу йапийла капсулашудатӣр.

Мевҷут таҳқиқот капсӯл малземесӣнӣн узун сӯрелӣ кӣмйасал дайанимини йенӣден озмоиш еден бӣр малземе таҳқиқотси нест. Йазарлар бу конуда даҳа ӯнҷе герчеклештӣрдӣклерӣ айри таҳқиқотларина атиф йапмакта, мевҷут денейде ӣсе асил оларак капсулкунӣден сонра ларзиш сӣнйалӣнӣн омӯзиши мошинӣ ачисиндан кулланилабӣлӣр калип калмадиғини арзишлендӣрмектедӣр.

Озмоишгоҳ насосси насил олуштурулду?

Деней дӯзенеғӣнде ӣкӣ кадемелӣ ИТТ Гоулдс ВС6 насоси турбинии амудӣ кулланилмиштир. Насоснин номӣнал ҳизи 1770 RPM'дӣр ва ен ӣйӣ додам ноктаси манбаъта %62 ҷараён, йанӣ тахминан 26,2 US галон/дакӣка оларак дода шудааст.

Насос капали чеврӣмде чалиштирилмиш; равған айни резервуардан чекӣлӣп текрар айни резервуара дӯндӯрӯлерек денейлер арасинда ҷараёнкан хусусиятлерӣнӣн мӯмкӯн олдуғунҷа тутарли калмаси амачланмиштир.

Сенсорлер нерейе йерлештӣрӣлдӣ?

Муҳаққиқон мотор, насос подшипники ва чарх ҳазнесӣнде фаркли самтлерде акселерометрлер кулланмиштир. Ана сенсор-ӣнформатӣфлӣғӣ каршилаштирмасинда йедӣ адет равған севӣйесӣнӣн ӯзерӣндекӣ мотор/подшипник сенсорӯ бо бӣр адет капсулашуда чарх сенсорӯ арзишлендӣрӣлмӣштӣр. Капсулкунӣ еткӣсӣнӣ арзишлендӣрен айри каршилаштирмада ӣсе чарх ҳазнесӣне капсулашуда сенсорӯн йанина ӣкӣ капсулашуда набуда контрол сенсорӯ йерлештӣрӣлмӣштӣр.

Шакл 1 ва Шакл 3 деней мантиғини насил гӯстерӣйор?

Шакл 1'де мотор ӯзерӣне йерлештӣрбон геленексел сенсор бо равған севӣйесӣнӣн алтинда чарх ҳазнесӣне монте едбон капсулашуда сенсор айни сӣстем ӯзерӣнде гӯстерӣлмектедӣр. Сенсор сӣнйаллерӣ дода топлама ӯнӣтесӣне, орадан да омӯзиши мошинӣ аналӣзӣне актарилмактадир. Бӯйлеҷе таҳқиқотнин темел йаклашими фӣзӣксел оларак “ӯлчӯмӯ аризайа/анормаллӣғе йакинлаштирмак” ва елде едбон ларзишӣ дода аналӣзӣйле арзишлендӣрмек ӯзерӣне курулмуштур.

Шакл 3 ӣсе сенсорлерӣн герчек озмоишгоҳ насоссиндакӣ ҷойгиршавӣларини нишон медиҳад. Моторун ӣч/диш бӯлгелерӣнде ва подшипник чевресӣнде кулланилан сенсорлерле чарх ҳазнесӣндекӣ сенсор арасиндакӣ йерлешӣм фарки бу шекӣлде доғрудан гӯрӯлебӣлмектедӣр.

Анормал таҳқиқот кошуллари насил олуштурулду?

Нормал дурумда мотор 1770 RPM'де чалиштирилмиш, дешарҷ клапанӣ тамамен ачик тутулмуш ва равған севӣйесӣ мӣнӣмум далдирма севӣйесӣнӣн ӯзерӣнде тутулмуштур.

Ӣкӣ темел анормал дурум абосӣ олуштурулмуштур:

1. Клапан деғӣшӣмлерӣ: Дешарҷ клапанӣ %25, %50 ва %75 севӣйелерӣне гетӣрборек ҷараён киситланмиштир. Анӣ ва кадемелӣ деғӣшӣмлер озмоиш едӣлмӣштӣр.
2. Равған севӣйесӣ деғӣшӣмлерӣ: Равған севӣйесӣ мӣнӣмум далдирма севӣйесӣнӣн алтина ва даҳа сонра бӣрӣнҷӣ кадеме чархин алтина дӯшӯрӯлмӯштӯр. Ӣкӣнҷӣ дурумда равған ҷараёни кесӣлмектедӣр.

Бу кошуллар герчек меканӣк ариза нест. Таҳқиқотда “аномалй”, сенсорӯн нормал таҳқиқот темелӣнден фарклилашмасини сағлайан контроллӯ ӣшлетме кошулу анламинда кулланилмактадир.

Манбаъ ӣчӣ заманлама белӣрсӣзлӣғӣ: Ана усул бӯлӯмӯнде кадемелӣ клапан деғӣшӣмӣ тахминан 30 санӣйе оларак танимланиркен ек озмоиш протоколӯнде %75'е кадемелӣ капанманин 1 дакӣка сӯрдӯғӯ зикр мешавад. Мануел клапан ҳарекетлерӣнден манбаъланан заманлама белӣрсӣзлӣғӣ де бӣр бӯлӯмде тахминан ±2 санӣйе, синирлиликлар бӯлӯмӯнде ±2–3 санӣйе оларак додалмектедӣр. Бу арзишлер бурада тек бӣр сайийа дӯнӯштӯрӯлмемӣштӣр.

Ҳам ларзиш неден доғрудан йетерлӣ гӯрӯлмедӣ?

Шакл 2, секӣз сенсор каналинин нормал ҷараён бо клапан деғӣшӣмӣ сирасиндакӣ сӣнйаллерӣнӣ каршилаштирмактадир. Ӯрнеклеме фреканси 4000 Hz олдуғу барои доғрудан чӣзӣм чок йоғун олдуғундан гӯрселлештӣрме амаҷийла Гауссӣан йумушатма уйгуланмиштир. Манбаъ, нормал ва анормал сӣнйаллер арасинда чиплак гӯзле гӯчлӯ ва колай сечбобӣлӣр калиплар булунмадиғини вургуламактадир.

Бу неденле таҳқиқот омӯзиши мошинӣнӣ йалниз бӣр “синифландириҷи еклеме” адими оларак деғӣл, чок бойутлу ларзиш хусусиятлерӣ арасиндакӣ даҳа ӣнҷе фарклари ортайа чикармак амаҷийла кулланмактадир.

Дода насил равзаналендӣ?

Ҳер сенсор канали ӯнҷе омӯзиш бӯлӯмӯнден ҳесапланан миёна ва стандарт сапма бо истифода аз миёнаси 0 ва стандарт сапмаси 1 олаҷак бӣчӣмде стандардӣзе едӣлмӣштӣр. Озмоиш додасӣнӣн стандардӣзасйонунда омӯзиш додасӣнден ҳесапланан параметрелерӣн айниси кулланилмиштир; бӯйлеҷе озмоиш бӣлгӣсӣнӣн ӯн ӣшлеме марҳиласинда омӯзише сизмаси азалтилмайа чалишилмиштир.

Равзана сӯрелерӣ:

• 0,25 санӣйе,
• 0,5 санӣйе,
• 1 санӣйе,
• 3 санӣйе

оларак сечӣлмӣш; равзана ҳампӯшӣ оранлари ӣсе %90, %75, %50 ва %0 оларак озмоиш едӣлмӣштӣр. Бӯйлеҷе дӯрт равзана сӯресӣ бо дӯрт ҳампӯшӣ ораниндан олушан 16 темел равзанабандӣ конфӣгӯрасйону арзишлендӣрӣлмӣштӣр.

Клапан деғӣшӣмӣнӣн герчеклештӣғӣ кайитларда нормал ва анормал заман араликлари равзанабандӣден ӯнҷе айрилмиштир. Амач, айни равзананӣн бароиде ҳем нормал ҳем анормал етӣкетлӣ бӯлӯм булунмасини ӯнлемектӣр.

Оморӣ ва спектрал хусусиятлер нелердӣ?

Геленексел бар хусусият асосёфта моделлер барои ҳер канал ӯзерӣнде 13 оморӣ ва 15 спектрал хусусият ҳесапланмиштир.

Оморӣ хусусиятлер арасинда мутлак енерҷӣ, миёна гӯч, ентропӣ, куртосӣс, максӣмум, миёна, миёна мутлак сапма, медйан, медйан мутлак сапма, мӣнӣмум, РМС, чарпиклик ва стандарт сапма булунмактадир.

Спектрал хусусиятлер арасинда максӣмум спектрал гӯч, максӣмум фреканс, медйан фреканс, гӯч бант генӣшлӣғӣ, спектрал ҷентроӣд, спектрал азалма, спектрал месафе, спектрал ентропӣ, спектрал куртосӣс, ролл-офф, ролл-он, спектрал чарпиклик, спектрал йайилим, спектрал варйасйон ва wавалет мутлак миёнаси булунмактадир.

Бу хусусият ҳесапламалари TSFEL Python пакетӣйле герчеклештӣрӣлмӣштӣр.

Омӯзиши амиқ моделлерӣне айни хусусиятлер додалмедӣ

Таҳқиқот ӯнемлӣ усул айримлариндан бӣрӣ, дерӣн моделлерӣн 28 адет елле олуштурулмуш ӯзеллӣғӣ кулланмамасидир. Дерӣн заман серӣсӣ моделлерӣ стандардӣзе едӣлмӣш заман алани сӣнйаллерӣнӣ, бӣр бойутлу Гауссӣан йумушатма ва алт ӯрнеклеме сонрасинда доғрудан ӣшлемектедӣр.

Бу неденле таҳқиқот ӣкӣ фаркли йаклашими каршилаштирмактадир:

• Хусусият мӯҳендӣслӣғӣ: Ларзишӣ оморӣ ва фреканс алани ӯзетлерӣне дӯнӯштӯрӯп даҳа класӣк аномалӣ моделлерӣне вармек.
• Темсӣл ӯғренме: Азалтилмиш заман дӣзӣсӣнӣ дерӣн моделӣн кендӣсӣнӣн ӯғренмесӣне биракмак.

Ҳангӣ 10 модел кулланилди?

Алти бар хусусият асосёфта темел модел шунлардир:

• Isolation Forest (iForest),
• К-Неарест Неӣгҳборс (KNN),
• Ҷлустерӣнг-Басед Лоҷал Оутлӣер Фаҷтор (CBLOF),
• Ҷопула-Басед Оутлӣер Детеҷтӣон (COPOD),
• Autoencoder,
• Дееп Суппорт Веҷтор Дата Десҷрӣптӣон (DeepSVDD).

Манбаъ Autoencoder ва DeepSVDD сӣнӣр ағи ӣчерсе де бунлари елле чикарилан хусусият вактӯрлерӣнӣ кулланан “феатуре-басед” груп алтинда арзишлендӣрмектедӣр.

Дӯрт дерӣн заман серӣсӣ моделӣ ӣсе:

• LSTM-Autoencoder,
• Темпорал Ҷонволутӣонал Нетwорк фор Аномалй Детеҷтӣон (TCN-AD),
• Темпорал Ҳӣерарҷҳӣҷал Оне-Ҷласс Нетwорк (THOC),
• Anomaly-Transformer

оларак сечӣлмӣштӣр.

Моделлер неден йалниз нормал додайле еғӣтӣлдӣ?

Герчек ендӯстрӣйел насосларда аризали дурум додасӣнӣн аз ва елде едӣлмесӣнӣн паҳали олаббоҷеғӣ герекчесӣйле таҳқиқот тек-синифли ё йари денетӣмлӣ ошкорсозии аномалия йаклашимини кулланмиштир. Моделлер йалниз нормал таҳқиқот сегментлерӣйле еғӣтӣлмӣш, анормал таҳқиқот сегментлерӣ озмоиш сирасинда кулланилмиштир.

Модел чиктиси доғрудан “нормал/анормал” етӣкетӣ деғӣл, аномалӣ скорудур. Синифландирма ешӣғӣ омӯзиш додасӣндекӣ нормал аномалӣ скорларинин ӯст куйруғундан белӣрленмӣштӣр. Таҳқиқотда %0,1, %1, %5, %10 ва %20 ешӣк йӯзделӣклерӣ дененмӣштӣр.

Дода сизинтисини азалтмак барои не йапилди?

Бӣр таҳқиқот сегментӣнден йӯзлерҷе ё бӣнлерҷе бӣрбӣрӣне йӯксек кореласйонлу кайдирмали равзана ӯретбобӣлдӣғӣ барои растгеле равзана базли омӯзиш/озмоиш айрими ашири ӣйӣмсер натиҷа ӯретебӣлӣрдӣ. Муҳаққиқон бу неденле беш катли санҷиши салибӣйи тек тек равзаналер йерӣне ӣшлетме сегментлерӣ дӯзейӣнде йапмиштир.

Бу тасарим дода сизинтиси рӣскӣнӣ азалтмактадир; анҷак бағимсиз таҳқиқот сегментлерӣнӣн сайиси йӣне синирлидир. Натиҷа бӯлӯмӯнде катлар арасинда AUC-ROC фаркларинин бази кошулларда 0,6'йа кадар чикмаси, дода кӯмесӣнӣн бӯлӯнме бӣчӣмӣне карши ҳâлâ ӯнемлӣ дуйарлилик булундуғуну нишон медиҳад.

Неден бешӣнҷӣ санҷиши салибӣ кати ӯнемлӣ?

Бешӣнҷӣ катта нормал озмоиш кошулу сабӣт ҷараён додасӣнӣ ӣчердӣғӣнде перформанс белӣргӣн бӣчӣмде дӯшмӯштӯр. Муҳаққиқон бу дӯшӯшӯн неденӣнӣ чӯземедӣклерӣ барои кати аналӣзден чикармамиштир.

Бу терҷӣҳ ӯнемлӣдӣр; йалниз ен йӯксек кат скорлари рапорлансайди сӣстем олдуғундан даҳа башарили гӯрӯнебӣлӣрдӣ. Таҳқиқот бу неденле миёна кат перформансини ана генеллеме ӯлчӯсӯ, максӣмум скору ӣсе йалниз йардимҷи “ен ӣйӣ дурум” гӯстергесӣ оларак кулланмактадир.

Чарх сенсорӯ герчектен даҳа бӣлгбондӣрӣҷӣ мӣйдӣ?

Бар хусусият асосёфта моделлерде чарх сенсорӯ белӣргӣн авантаҷ гӯстермӣштӣр. Манбаъ, чарх бӯлгесӣндекӣ капсулашуда ва капсулашуда набуда сенсорлерӣн медйан максӣмум AUC-ROC арзишӣнӣ 0,950 оларак вармектедӣр. Бӯтӯн равған ӯстӯ сенсорлер барои бу арзиш 0,911, ен ӣйӣ чарх диши сенсор олан меҳварел подшипник сенсорӯ барои ӣсе 0,901'дӣр.

Бу натиҷа, озмоишгоҳ кошулларинда анормал ҷараён ва равған севӣйесӣ деғӣшӣмлерӣне йакин ноктадан алинан ларзишӣн бар хусусият асосёфта аномалӣ моделлерӣне даҳа гӯчлӯ айириҷи бӣлгӣ сағлайабӣлдӣғӣнӣ дестеклемектедӣр.

Дерӣн моделлерде ҷойгиршавӣ фарки даҳа кӯчӯктӯр. LSTM-Autoencoder ва Anomaly-Transformer гӣбӣ бази моделлерде бази мотор сенсорлерӣ чарх сенсорӯнден аз фаркла даҳа йӯксек натиҷа вармӣштӣр. Долайисийла манбаъ “чарх сенсорӯ бӯтӯн модел ва бӯтӯн кошулларда даӣма ӯстӯндӯр” сонуҷуну дестеклемемектедӣр.

%91,3 ва 0,973 арзишлерӣ насил окунмали?

Ӯзетте вургуланан %91,3 миёна синиф доғрулуғу ва 0,973 AUC-ROC, капсулашуда чарх сенсорӯнӯн ен йӯксек/бест-ҷасе натиҷаҳоидир.

Ҷадвал 4 айни сенсор барои даҳа генӣш перформанс ӯзетӣнӣ шӯйле вармектедӣр:

Бу табло капсулашуда сенсорӯн ен ӣйӣ озмоиште гӯчлӯ натиҷа варебӣлдӣғӣнӣ, анҷак капсулашуда набуда контрол сенсорлерӣнӣн бест-ҷасе скорларинин даҳа йӯксек олдуғуну да нишон медиҳад. Таҳқиқот капсулкунӣ ачисиндан ана сонуҷу максӣмум скор ешӣтлӣғӣ деғӣл, бӯтӯн моделлер топлуҷа арзишлендӣрӣлдӣғӣнде генел перформанс кайбинин оморӣ оларак анламли олмамасидир.

Капсулкунӣ барои оморӣ озмоиш не гӯстердӣ?

Капсулашуда ва капсулашуда набуда чарх сенсорлерӣнден елде едбон AUC-ROC дағилимлари ӯнҷе Shapiro-Wilk нормаллӣк озмоишӣйле арзишлендӣрӣлмӣштӣр. Бӯтӯн моделлер барои нормаллӣк озмоишӣ п&лт;0,001 олдуғундан дағилимлар нормал кабул едӣлмемӣш ва параметрӣк олмайан Mann-Whitney U озмоишӣ кулланилмиштир.

Бӯтӯн моделлерӣн топлу каршилаштирмасинда:

• Mann-Whitney U = 352704,
• п = 0,501,
• еткӣ бӯйӯклӯғӯ = 0,022

оларак гузориш шудааст. п=0,501 сонуҷу генел капсулкунӣ еткӣсӣнӣн оморӣ оларак анламли олмадиғини дестеклемектедӣр.

Буна каршилик модел базинда натиҷаҳо фарклидир. ИФорест, COPOD ва Anomaly-Transformer гӣбӣ бази моделлер капсулашуда набуда сенсорде даҳа йӯксек арзишлер додаркен CBLOF ва KNN капсулашуда сенсорде белӣргӣн бӣчӣмде даҳа ӣйӣ перформанс гӯстермӣштӣр. Бу каришик самтлӯ натиҷаҳо капсӯлӯн ларзиш ботӣмӣнӣ тамамен еткӣсӣз биракмадиғини, факат танисал бӣлгӣйӣ ортадан калдирмадиғини дӯшӯндӯрмектедӣр.

Оморӣ хусусиятлер мӣ, спектрал хусусиятлер мӣ даҳа ӣйӣ?

Шакл 6'да бар хусусият асосёфта моделлер барои оморӣ хусусиятлерӣн генел оларак спектрал хусусиятлерден даҳа йӯксек AUC-ROC ӯреттӣғӣ гӯрӯлмектедӣр. Айни заманда даҳа узун дода равзаналерӣ чоғу моделде перформанси артирма еғӣлӣмӣ нишон медиҳад.

Бу натиҷа белӣрлӣ бӣр тек ӯзеллӣғӣн тӯм перформанси сағладиғини гӯстермемектедӣр. Таҳқиқот 13 оморӣ ва 15 спектрал ӯзеллӣғӣ топлу темсӣл оларак кулланмиш ва хусусият групларинин генел еткӣсӣнӣ каршилаштирмиштир.

Равзана ҳампӯшӣсӣ не кадар ӯнемлӣйдӣ?

%0 бо %90 арасиндакӣ ҳампӯшӣ оранларинда модел перформанси генел оларак бензер калмиштир. Муҳаққиқон буну йетерлӣ сайида равзана елде едӣлдӣктен сонра там равзана башлангич ҷойгиршавӣунун перформансин тек белӣрлейӣҷӣсӣ олмадиғинин гӯстергесӣ оларак тафсирламактадир.

Бунунла бӣрлӣкте мануел клапан ҳарекетлерӣнӣн кесӣн заман синирлари булунмадиғиндан гечӣш бӯлгесӣндекӣ етӣкетлер тахминан кабул едӣлмелӣдӣр.

Ешӣк сечӣмӣ неден AUC-ROC'тан айри еле алинди?

AUC-ROC моделӣн нормал ва анормал ӯрнеклерӣ сиралама йетенеғӣнӣ синифландирма ешӣғӣнден бағимсиз арзишлендӣрӣр. Татбиқда ӣсе аларм ӯретмек барои белӣрлӣ бӣр аномалӣ скору ешӣғӣ гереклӣдӣр.

Таҳқиқотда бази моделлер йӯксек AUC-ROC елде етмесӣне рағмен сабӣт ӯст-куйрук ешӣклерӣ кулланилдиғинда айни ӯлчӯде йӯксек миёна синиф доғрулуғу сағламамиштир. Бу натиҷа, ӣйӣ сиралама перформансинин отоматӣк оларак ӣйӣ саҳа аларм ешӣғӣ анламина гелмедӣғӣнӣ нишон медиҳад.

Дерӣн моделлер барои %20 ӯст-куйрук ешӣғӣнде капсулашуда чарх сенсорӯнӯн миёна синиф доғрулуғу %74,4, меҳварел подшипник сенсорӯнӯн ӣсе %74,1 оларак дода шудааст. Бу ӣкӣ арзишӣн йакинлиғи, озмоишгоҳ кошулларинда бази ешӣк сечӣмлерӣнде йӯзей сенсорлерӣнӣн де рекабетчӣ калабӣлдӣғӣнӣ нишон медиҳад.

Герчек заманли ӣзлеме мӯмкӯн мӯ?

Мевҷут таҳқиқот додалерӣ чеврӣмдиши аналӣз етмӣштӣр. Йазарлар айни йаклашимин кайдирмали равзана табанли чеврӣм ӣчӣ сӣстеме дӯнӯштӯрӯлеббоҷеғӣнӣ белӣртмектедӣр. Бӯйле бӣр татбиқда сенсор ҷараёни тампонланаҷак, стандардӣзе едбоҷек, хусусият ё заман дӣзӣсӣ темсӣлӣне дӯнӯштӯрӯлеҷек ва ҳер йенӣ равзанаде аномалӣ скору ҳесапланаҷактир.

Таҳқиқотда iForest ва COPOD гӣбӣ ҳафӣф моделлерӣн татбиқдакӣ чикарим сӯрелерӣнӣн бӣр санӣйенӣн алтинда олдуғу зикр мешавад. Буна рағмен йазарлар герчек саҳа татбиқсинда асил зорлуғун йалниз ҳесаплама олмадиғини; равған алтиндакӣ сенсорден гӯванӣлӣр дода ботӣмӣ, узун кабло месафелерӣ, деғӣшен таҳқиқот реҷӣмлерӣне гӯре ешӣк самтетӣмӣ, йанлиш аларм бастирма ва заман бароиде йенӣден калӣбрасйон гӣбӣ мӯҳендӣслӣк сорунларинин даҳа крӣтӣк олаҷағини вургуламактадир.

Таҳқиқот дестекледӣғӣ натиҷаҳо

• Капсулашуда бӣр акселерометр озмоишгоҳ кошулларинда равған алтинда чарх ҳазнесӣне монте едборек кулланилабӣлӣр ларзиш додасӣ сағлайабӣлмӣштӣр.
• Чарха йакин сенсорлер хусусиятле бар хусусият асосёфта аномалӣ моделлерӣнде мотор ва подшипник сенсорлерӣнден даҳа фазла айириҷи бӣлгӣ сағламиштир.
• Бар хусусият асосёфта моделлер барои чарх сенсорлерӣнӣн медйан максӣмум AUC-ROC арзишӣ 0,950 оларак гузориш шудааст.
• Капсулашуда сенсор барои ен ӣйӣ натиҷа 0,973 AUC-ROC ва %91,3 миёна синиф доғрулуғудур.
• Капсулашуда сенсорӯн тӯм конфӣгӯрасйонлари капсайан миёна натиҷаҳои 0,816 AUC-ROC ва %63,0 миёна синиф доғрулуғудур.
• Бӯтӯн моделлер бӣрлӣкте арзишлендӣрӣлдӣғӣнде капсулкунӣ неденӣйле оморӣ оларак анламли бӣр генел AUC-ROC кайби теспӣт едӣлмемӣштӣр.
• Оморӣ хусусиятлер ӣнҷеленен бар хусусият асосёфта моделлерде генел оларак спектрал хусусиятлерден даҳа ӣйӣ перформанс гӯстермӣштӣр.
• Даҳа узун равзана сӯрелерӣ чоғу моделде перформанси ӣйбоштӣрме еғӣлӣмӣ гӯстермӣштӣр.
• Ӣшлетме сегментӣ дӯзейӣндекӣ санҷиши салибӣ, айни сегменттен тӯретбон равзаналерӣн омӯзиш ва озмоише каришмасиндан манбаъланаббоҷек дода сизинтисини азалтмайи амачламиштир.

Таҳқиқот дестеклемедӣғӣ ё озмоиш етмедӣғӣ натиҷаҳо

• Таҳқиқот герчек петрол саҳасинда саҳа доғруламаси сунмамактадир.
• Таҳқиқот йӯзлерҷе метре далдирилмиш насос кошулларини денейсел оларак озмоиш етмемӣштӣр.
• Мевҷут денейлер ҳам петрол йерӣне ҳӣдролӣк равған кулланмактадир.
• Мевҷут денейлер йӯксек сиҷакликта деғӣл тахминан 25 °Ҷ'де йапилмиштир.
• Чарх баланссизлиғи, кавӣтасйон, мӣл качиклиғи ё подшипник бозулмаси гӣбӣ борлейӣҷӣ меканӣк аризалар озмоиш едӣлмемӣштӣр.
• %91,3 дақиқӣ ва 0,973 AUC-ROC генел миёна перформанс нест; ен ӣйӣ дурум натиҷаҳоидир.
• Чарх сенсорӯ бӯтӯн омӯзиши мошинӣ моделлерӣнде бӯтӯн равған ӯстӯ сенсорлерден ӯстӯн нест.
• Капсулкунӣнӣн сӣнйалӣ ҳӣч деғӣштӣрмедӣғӣ гӯстерӣлмемӣштӣр; йалниз генел танисал перформанс кайби оморӣ оларак анламли булунмамиштир.
• Бӣр озмоишгоҳ дода кӯмесӣндекӣ модел метрӣғӣ герчек саҳа ариза йакалама оранина ешӣт нест.
• Узун дӯнем саҳа каблоламаси, телеметрӣ, басинч чеврӣмлерӣ ва герчек ӣшлетме сӯрӯкленмесӣ бу таҳқиқотда доғруланмамиштир.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Деней дӯзенеғӣнӣн текнӣк ӯзетӣ

Нормал ва шароити кори ғайримуқаррарӣ

Дода ӯн ӣшлеме

Кулланилан моделлер

Ана перформанс булгулари

Капсулкунӣ ӣстатӣстӣғӣ

Капсулашуда ва капсулашуда набуда чарх сенсорӯ перформанс дағилимлари нормал дағилмадиғи барои Mann-Whitney U озмоишӣ уйгуланмиштир. Бӯтӯн моделлерӣн топлу арзишлендӣрмесӣнде У=352704 ва п=0,501 булунмуштур. Манбаъ бу сонуҷу капсулкунӣнӣн генел модел перформансинда оморӣ оларак анламли кайип олуштурмадиғи шеклӣнде тафсирламактадир.

Модел базиндакӣ п арзишлерӣнӣн чоғу п&лт;0,001 олмасина рағмен фаркларин самтӯ моделден моделе деғӣшмектедӣр. Ӯрнеғӣн CBLOF ва KNN капсулашуда сенсорле даҳа йӯксек, ИФорест, COPOD ва Anomaly-Transformer ӣсе капсулашуда набуда каршилаштирмада даҳа йӯксек скорлар гӯстермӣштӣр. Бу натиҷа генел миёнанин алтинда фаркли модел-сӣнйал еткбошӣмлерӣ булундуғуну нишон медиҳад.

Ен ӯнемлӣ дода синирлилиғи

Таҳқиқотда чок сайида кайдирмали равзана булунмасина рағмен бунларин ӯнемлӣ бӯлӯмӯ аз сайидакӣ бағимсиз ӣшлетме сегментӣнден тӯретӣлмектедӣр. Равзана сайисинин йӯксек олмаси бағимсиз деней сайисинин айни ӯлчӯде йӯксек олдуғу анламина гелмез.

Беш катли санҷиши салибӣда AUC-ROC арзишлерӣнӣн бази катлар арасинда 0,6'йа кадар деғӣшебӣлмесӣ, модел перформансинин ҳангӣ ӣшлетме сегментӣнӣн озмоиш бӯлӯмӯне дӯштӯғӯнден еткбондӣғӣнӣ нишон медиҳад. Бу неденле миёна перформанс, тек бӣр ен йӯксек скордан даҳа анламли генеллеме гӯстергесӣ оларак арзишлендӣрӣлмӣштӣр.

Саҳа татбиқсина гечӣште чӯзӯлмесӣ герекен башлиҷа сорунлар

• Даҳа дерӣн насосларда узун сӣнйал ботӣм месафесӣ,
• ҳам петрол ва фаркли кӣмйасал ҷараёнканларла малземе уйумлулуғу,
• йӯксек сиҷаклик ва басинч чеврӣмлерӣнде капсӯл сиздирмазлиғи,
• йӯксек фрекансли сӯреклӣ дода ҷараёнинин тампонланмаси,
• деғӣшен ӣшлетме нокталаринда аномалӣ ешӣклерӣнӣн уйарланмаси,
• йанлиш аларм бастирма ва аларм калиҷилик мантиғи,
• насос йашланмасина бағли узун дӯнем модел сӯрӯкленмесӣ,
• герчек меканӣк аризаларла саҳа доғруламаси

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Ин-Сӣту Монӣторӣнг оф Субмергед Пумп Импеллерс Усӣнг Енҷапсулатед Аҷҷелерометерс анд Маҷҳӣне Леарнӣнг

Муаллифон, бо тартиби манбаъ: Саҳӣл П. Wанкҳеде; Xӣангдонг Xӣе; Алӣ Ҳ. Алсҳеҳрӣ; Кеӣтҳ W. Брасҳлер; Моҳаммад Ба’аданӣ; Дору Ҷ. Турҷан; Камал Йоуҷеф-Тоумӣ; Xӣан Ду.

Еш катки/еш бӣрӣнҷӣ йазар: Йӯкленен сӯрӯмде еш катки ё еш бӣрӣнҷӣ йазар бейани булунмамактадир.

Муаллифи масъул: Xӣан Ду — xiandu@umass.edu

Муассисаҳо: Департмент оф Меҷҳанӣҷал Енгӣнеерӣнг, Унӣварсӣтй оф Массаҷҳусеттс Амҳерст, Ҷентер фор Персоналӣзед Ҳеалтҳ Монӣторӣнг, Инстӣтуте фор Апплӣед Лӣфе Сҷӣенҷес, Амҳерст, Массаҷҳусеттс, USA; Ҷоллеге оф Информатӣон анд Ҷомпутер Сҷӣенҷе, Унӣварсӣтй оф Массаҷҳусеттс Амҳерст, Амҳерст, Массаҷҳусеттс, USA; Saudi Arabian Oil Company (Saudi Aramco), Дҳаҳран, Саудӣ Арабӣа; Массаҷҳусеттс Инстӣтуте оф Теҷҳнологй, Ҷамбрӣдге, Массаҷҳусеттс, USA.

Манбаъ тӯрӯ ва ҳакемлӣк дуруму: Бу таҳқиқот ҳакем арзишлендӣрмесӣнден гечмемӣш бӣр препрӣнттӣр; натиҷаҳои бу йайин марҳиласи дӣккате алинарак арзишлендӣрӣлмелӣдӣр.

Платформ: SSRN.

SSRN Абстраҷт ИД: 6932283.

DOI: 10.2139/ссрн.6932283

Ресмî бағланти: https://ssrn.com/abstract=6932283

Йайин йили: Бӣблӣйографӣк SSRN кайди 2026 оларак лӣстеленмектедӣр.

Дергӣ: Йӯкленен сӯрӯм бӣр ҳакемлӣ дергӣ макалесӣ нест. Бӣблӣйографӣк контролде бу башлик алтинда айри бӣр ҳакемлӣ дергӣ сӯрӯмӯ доғруланмамиштир.

Ӯнҷекӣ препрӣнт сӯрӯмӯ ҳаккинда нот: Айни йазар грубунун 2025 тарӣҳлӣ arXiv:2509.16086 сӯрӯмӯ “Ин-Сӣту Фаулт Детеҷтӣон оф Субмергед Пумп Импеллерс Усӣнг Енҷапсулатед Аҷҷелерометерс анд Маҷҳӣне Леарнӣнг” башлиғини ташимактадир. Йӯкленен SSRN сӯрӯмӯнде башлик “Ин-Сӣту Монӣторӣнг...” оларак деғӣштӣрӣлмӣштӣр. Бу Додаанла макалесӣнде бӣлӣмсел манбаъ-оф-трутҳ оларак йӯкленен SSRN 6932283 сӯрӯмӯ кулланилмиш ва ӣкӣ сӯрӯмӯн метӣнлерӣ бӣрлештӣрӣлмемӣштӣр.

Лӣсанс: Йӯкленен SSRN сӯрӯмӯнде шекӣллерӣн йенӣден кулланимина самтелӣк ачик бӣр Creative Commons лӣсанс бейани теспӣт едӣлмемӣштӣр. Бу неденле манбаъ шекӣллерӣ бӣре бӣр копйаланмамиш; усул ва сайисал булгулар метӣн, стандарт ҲТМЛ таблолари ва Додаанла Лӣва дода йапиларийла актарилмиштир.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот Saudi Arabian Oil Company (Saudi Aramco) тарафиндан дестекленмӣштӣр.

Сипосгузорӣ: Йазарлар Saudi Aramco'йа текнӣк самтлендӣрме ва ендӯстрӣйел проблемӣн белӣрленмесӣндекӣ ӣш бӣрлӣғӣ, MIT'йе ӣсе текнӣк ва мӯҳендӣслӣк гӯрӯшлерӣ барои тешеккӯр етмектедӣр.

Ихтилофи манфиатҳо: Алӣ Ҳ. Алсҳеҳрӣ, Кеӣтҳ W. Брасҳлер, Моҳаммад Ба’аданӣ ва Дору Ҷ. Турҷан, таҳқиқотйи дестеклейен Saudi Arabian Oil Company бо бағлантилидир. Дӣғер йазарлар рекабет еден чикар бӣлдӣрмемектедӣр. Йазарлар гӯрӯш ва натиҷаҳоин Saudi Aramco'нун гӯрӯшлерӣнӣ зорунлу оларак темсӣл етмедӣғӣнӣ айриҷа белӣртмектедӣр.

Дастрасии додаҳо: Йӯкленен сӯрӯмде айри бӣр дода ерӣшбобӣлӣрлӣғӣ ё ачик дода депосу бейани теспӣт едӣлмемӣштӣр.

ҶРедӣТ/йазар каткилари: Йӯкленен сӯрӯмде айринтили ҶРедӣТ катки таблосу булунмамактадир.

Манбаъ ӣчӣ усулсел тутарсизликлар: Кадемелӣ клапан деғӣшӣмӣ ана усул бӯлӯмӯнде тахминан 30 санӣйе оларак танимланиркен ек озмоиш протоколӯнде %75'е кадемелӣ капанма 1 дакӣка оларак додалмектедӣр. Мануел клапан ҳарекетӣне ӣлӣшкӣн заманлама белӣрсӣзлӣғӣ бӣр бӯлӯмде тахминан ±2 санӣйе, синирлиликлар бӯлӯмӯнде ӣсе ±2–3 санӣйе оларак зикр мешавад. Бу фарклиликлар сессӣзҷе бӣрлештӣрӣлмемӣштӣр.

Перформанс метрӣғӣ ҳаккинда нот: Ӯзетте вургуланан %91,3 миёна синиф доғрулуғу ва 0,973 AUC-ROC капсулашуда чарх сенсорӯнӯн ен йӯксек натиҷаҳоидир. Ҷадвал 4'те айни сенсор барои миёна AUC-ROC 0,816 ва миёна синиф доғрулуғу %63,0 оларак додалмектедӣр. Бу неденле ен ӣйӣ кат/конфӣгӯрасйон арзишлерӣ генел миёна перформанс гӣбӣ тафсирланмамалидир.

Ҳадди тафсири илмӣ: Таҳқиқот тахминан 1 м далдирма, ҳӣдролӣк равған ва тахминан 25 °Ҷ озмоишгоҳ кошулларинда йӯрӯтӯлен бӣр прооф-оф-ҷонҷепт денейӣдӣр. Клапан ва равған севӣйесӣ деғӣшӣклӣклерӣ шароити кори ғайримуқаррарӣ олуштурмак барои кулланилмиштир. Герчек борлейӣҷӣ меканӣк аризалар, герчек петрол саҳаси дерӣнлӣклерӣ, ҳам петрол кӣмйаси, йӯксек сиҷаклик-басинч чеврӣмлерӣ ва узун дӯнем саҳа ӣшлетӣмӣ доғрудан доғруланмамиштир.

Ёддошти усули Додаанла: Бӣлӣмсел ӣчерӣк йӯкленен таҳқиқотнин деней дӯзенеғӣ, усуллерӣ, таблолари, графӣк шарҳлари, модел натиҷаҳои, оморӣ аналӣзлерӣ ва синирлиликларина дайанмактадир. Диш бӣблӣйографӣк контрол йалниз таҳқиқот кӣмлӣғӣ, SSRN DOI'сӣ, ӯнҷекӣ arXiv сӯрӯмӯ ва гӯнҷел йайин дурумунун доғруланмаси барои кулланилмиш; башка манбаълардан йенӣ насос перформанси ё омӯзиши мошинӣ сонуҷу екленмемӣштӣр.