本發明屬于核聚變實驗，特別涉及一種用于聚變輻射量熱診斷的在線數據分析方法及其系統。
背景技術：
1、在國內外多個核聚變實驗裝置上包括east、jet、diii-d、asdex-u、jt-60u、alcator?c-mod及best、iter等，都已建立或將要建立輻射量熱診斷系統。在全超導托卡馬克east裝置上，作為等離子體放電參數的關鍵診斷之一，輻射量熱診斷主要測量等離子體放電實驗期間的輻射總功率及其分布，并采用金屬膜電阻輻射量熱探測器測量寬能量范圍的輻射。在east裝置現場復雜的電磁環境下，具有空間分布的多探測器陣列的輻射量熱診斷會由于當前放電炮號對應的等離子體放電條件變化而產生變化的異常信道組合，從而影響輻射量熱診斷數據質量和應用效果。并且，在大型托卡馬克裝置運行期間，等離子體放電頻次高、日放電次數大。因此，對于多信道輻射量熱診斷系統而言，實現高效可靠的在線數據分析至關重要。
2、目前，輻射量熱診斷的在線數據分析系統滿足數據分析的基本要求，主要存在的不足在于：
3、（1）無法基于當前放電炮號自動識別和補償多信道輻射量熱診斷的異常信道；
4、（2）無人機交互接口，并且無法自動加載、設置和保存在線計算輻射強度和輻射總功率所需要的各種參數；計算輻射總功率所需要的各種參數包括聚變實驗裝置以及等離子體放電實驗相關參數、輻射量熱診斷探測器特性參數、探測器相關的安裝位置信息等物理參數和控制參數；
5、（3）未實現在統一框架下集成可視化多信道輻射量熱診斷原始信號、在線計算得到的多信道輻射強度信號以及在線計算得到的輻射總功率信號的實驗數據。
技術實現思路
1、本發明為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種用于聚變輻射量熱診斷的在線數據分析方法及其系統，以期通過應用基于多維參數數據融合的聚變輻射量熱診斷專家規則庫中的診斷專家規則，實現高效的聚變輻射量熱診斷的在線數據分析，為在核聚變等離子體放電實驗中提供準確的絕對輻射功率測量數據奠定了基礎，并為研究等離子體能量損失機制及發展相關的控制技術等提供可靠數據支持。
2、本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：
3、一種用于聚變輻射量熱診斷的在線數據分析方法，包括以下步驟：
4、s1.建立基于多維參數數據融合的聚變輻射量熱診斷專家規則庫；
5、s2.創建分頁人機接口，并在分頁人機接口的首頁嵌套創建一個統一畫布框架及其內部子圖；
6、s3.在線獲取聚變等離子體放電實驗的當前放電炮號；
7、s4.基于當前放電炮號，獲取聚變實驗遠程脈沖數據庫中多信號源的時序數據；多信號源包括輻射量熱診斷探測器陣列的多信道原始電壓信號、等離子體加熱系統的多路輸入功率信號和等離子體放電電流信號；多信號源的多種信號具有不同的采樣率、數據起始時刻、數據終止時刻和數據時長；
8、s5.將獲取到的多信號源的時序數據存儲到本地脈沖數據庫；
9、s6.根據聚變輻射量熱診斷專家規則，處理多信號源的時序數據，識別和補償輻射量熱診斷異常信道，并用補償后的輻射量熱診斷數據計算多信道輻射強度，最后根據多信道輻射強度數據計算出當前放電炮號的輻射總功率；
10、s7.基于統一畫布框架集成可視化當前放電炮號的多種信號數據；
11、s8.返回s3，繼續等待獲取下一個當前放電炮號，直到完成所有放電炮號。
12、一種用于聚變輻射量熱診斷的在線數據分析系統，包括：
13、脈沖數據庫操作模塊，讀寫并創建以當前放電炮號命名的當前脈沖樹中的多信號源數據；
14、等離子體放電電流數據處理模塊，計算當前放電炮號對應的等離子體放電電流的時域統計特征值和真實放電時長，劃分等離子體放電電流類型，并判斷當前放電炮號的等離子體放電電流類型；
15、診斷原始數據預處理模塊，對輻射量熱診斷原始數據進行預處理，根據真實放電時長、數據時長和數據用途進行數據分段，計算所有信道的時域統計特征值，檢測和統計所有信道時序曲線波形變化類型，計算探測器特性特征值；
16、關聯性分析數據模塊，計算多信道間的相關系數矩陣和p值矩陣；
17、異常信道識別和補償模塊，根據診斷專家規則分多次識別出當前放電炮號的輻射量熱診斷異常信道；分次補償異常信道；
18、輻射強度和輻射總功率在線計算模塊，用于根據異常信道補償后的輻射量熱診斷數據、多探測器陣列的特性參數及其空間位置參數計算多信道輻射強度，通過加權相加的方法進行面積分和體積分在線計算出輻射總功率；
19、可視化模塊，用于創建集成顯示多種信號時序曲線的統一畫布框架及其子圖，分子圖繪制多種信號時序曲線和按子圖順序自動播放。
20、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
21、1、本發明為了滿足在全超導托卡馬克east裝置上開展等離子體能量損失機制研究并發展相關控制技術等的需求，提出了一種全新的基于數據驅動的技術方案和系統化設計思路，成功研制了一種用于聚變輻射量熱診斷的在線數據分析方法及其系統；該方法首先建立基于多維參數數據融合的聚變輻射量熱診斷專家規則庫、分頁人機接口及其首頁嵌套的統一畫布框架，然后基于當前放電炮號獲取聚變實驗遠程脈沖數據庫中當前脈沖樹的多信號源時序數據，并轉存到本地脈沖數據庫，接著根據該聚變輻射量熱診斷專家規則進行數據處理和分析，實現輻射量熱診斷異常信道自動識別和補償，進而在線計算多信道輻射強度和輻射總功率，最后，在統一畫布框架下集成可視化多種信號實驗數據；該輻射量熱診斷在線數據分析系統主要包括12個模塊，分別是脈沖數據庫操作模塊、等離子體放電電流數據處理模塊、診斷原始數據預處理模塊、關聯性分析數據模塊、異常信道識別模塊、異常信道補償模塊、輻射強度和輻射總功率在線計算模塊、加熱系統數據處理模塊、基于qt框架的分頁人機接口模塊、基于統一畫布框架的集成可視化模塊、基于json文件的參數操作模塊和放電炮號信息處理模塊。
22、2、本發明設計并實現了基于多維參數數據融合的聚變輻射量熱診斷專家規則庫；該專家規則庫中的診斷專家規則主要用于等離子體放電電流類型劃分、數據分段、輻射量熱診斷原始數據預處理、異常信道識別、異常信道補償、多信道輻射強度在線計算、輻射總功率在線計算、長脈沖放電下可能存在的溫漂影響的消除；所述數據融合采用的多維參數主要有：在線獲取的多信號源數據、多種信號時序統計特征值、時序曲線波形變化類型及其趨勢、輻射量熱診斷探測器特性、以及多種信號間的關聯性數據；根據該診斷專家規則庫中的診斷專家規則，在線處理和分析實驗數據，從而實現自動識別和補償當前放電炮號的輻射量熱診斷異常信道，并實現在線計算多信道輻射強度和輻射總功率。
23、3、本發明設計并實現了基于放電炮號的輻射量熱診斷異常信道自動識別；異常信道識別分多次進行，包括基于多信道輻射量熱診斷數據的時域統計特征值、時序曲線波形變化類型、金屬膜電阻輻射量熱探測器特性的異常信道預識別；基于等離子體放電電流類型和放電時長以及多種信號間的關聯性分析數據的異常信道二次識別；基于等離子體放電電流類型和放電時長以及多信道輻射強度時序曲線趨勢數據的異常信道三次識別；同時，通過將自動識別出來的輻射量熱診斷異常信道數據替換為最近鄰正常信道數據，或者替換為以相鄰正常信道數據取均值后的數據，實現輻射量熱診斷異常信道自動補償。
24、4、本發明設計并實現了基于qt框架的分頁人機接口，該分頁人機接口結合基于json文件的參數操作模塊，使得聚變輻射量熱診斷在線數據分析系統實現了物理參數和控制參數的可視化、參數信息的自動加載以及在線或離線更新和記錄，提升了系統泛化能力；同時，該分頁人機接口結合基于統一畫布框架的集成可視化模塊實現了多信號實驗數據的集成可視化。
25、5、本發明設計并實現了多種信號數據基于統一畫布框架的集成可視化，通過創建統一畫布框架和其中的子圖，分子圖繪制多種信號時序數據曲線并按子圖順序自動播放多種信號時序曲線圖。