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功图观察记录:追加方法总览与总结(名词、方法原理、结果、活塞数据不足原因、观察对象)

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backend/indicator_features/观察记录.md

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 1. 用**未来/新采集**的密集段(4/6 号机与 7/8/9 持续运行 + 有维修记录)做验证;
 2. 稳定 `n_comp`(限制拟合区间、最小样本);
 3. 将“同级偏差 + 双腔差”的长期基线与 evolution 段联合,做多证据互验与偏离报警。
+
+---
+
+# 附录:方法总览与总结
+
+## A. 名词解释
+
+| 名词 | 含义 |
+|---|---|
+| 功图(示功图) | 气缸一个压缩循环内的“压力–曲柄转角 / 压力–容积”曲线,反映吸气、压缩、排气、膨胀四过程 |
+| `wave_file` | 高频波形文件记录,每测点约 15 分钟一条;字段含 `point_name/device_part/measurement_type/sample_time/rpm` 等 |
+| `wave_sample_one` | 每条 `wave_file` 对应的**一个首周期**采样点:`sample_index, signal_value(压力), second_value(键相触发)`;约 1540 点 |
+| `wave_sample` | 全量采样表,本项目**基本为空**,实际用的是 `wave_sample_one` |
+| 键相/触发 | `second_value>=30` 的脉冲;8 个脉冲/转,较宽的那个是 0° 标记 → 一周期≈60 ms(≈996 RPM)、25.6 kHz |
+| 缸 / 级 | 该机 6 缸按压缩级串联:**一级=2/4/6、二级=3/5、三级=1**,压力逐级升高 |
+| 盖侧 / 轴侧 | 同一缸两个腔的测点(压力盖侧、压力轴侧),**可互换互补** |
+| `P_s` / `P_d` | 吸气平台压力 / 排气平台压力 |
+| `pressure_ratio` | 压比 = `P_d / P_s`(单腔的压缩能力) |
+| 指示功 | 一圈内 `∮P dV`(算在气体上的净功) |
+| 等熵效率 `efficiency` | 理想等熵功 / 实际指示功,<1 合理,实测 0.68~0.89 |
+| `n_comp` | 压缩线多变指数(拟合 logP–logV 斜率),不稳定 |
+| peer 相对 | 同一“级 + 侧”内,各缸相对其它缸中位数的偏差(消工况) |
+| 双腔差 | 同一缸“盖侧 − 轴侧”的差(活塞/窜气类故障会两侧不对称) |
+| 自身基线 z | 本测点相对自己近期中位数/MAD 的稳健 z(看时间趋势) |
+| MAD | 中位数绝对偏差,稳健尺度 |
+| dead / weak / high | 通道 QC 标记:压力≈0(坏)/ 明显偏低 / 明显偏高 |
+
+## B. 观察对象(故障点)
+
+故障锚点来自 `7,8,9号压缩机故障汇总.xlsx`,逐事件查功图:
+
+| 机组 | 日期 | 类型 | 故障前是否有功图 |
+|---|---|---|---|
+| 7 号机 | 2025-01-10 | 活塞(一级3#缸,笔误) | ❌ 无 |
+| 7 号机 | 2025-08-08 | 气阀(污染) | ✅ 2025-07-25~27 |
+| 7 号机 | 2025-10-07 | 气阀(一级排气阀阀片) | ❌ 2025-10 无,最近 07-27 |
+| 7 号机 | 2026-05-21 | 气阀(进气阀组油压管) | ✅ 2026-05-07~21(连续) |
+| 8 号机 | 2025-02-17 | 气阀(阀片) | ❌ 数据 2025-03 才开始 |
+| 8 号机 | 2025-12-06 | 活塞(开裂) | ❌ 故障前无 |
+| 8 号机 | 2026-03-10 | 十字头 | ❌ 故障前无 |
+| 8 号机 | 2026-03-29 | 气阀(一级进气滤网) | ⚠ 仅 2026-03-16~20 |
+| 8 号机 | 2026-04-01 | 气阀(阀片/弹簧/缓冲片) | ⚠ 仅 2026-03-16~20 |
+| 9 号机 | 2026-01-18 | 活塞(三级活塞杆断裂) | ❌ 数据 2026-01-30 才起 |
+
+涉及的测点:7/8/9 号机 × 6 缸 × {盖侧, 轴侧}(共 35~36 个压力测点)。
+
+## C. 用过的方法、原理与结果
+
+1. **稳健平台检测(Otsu 双峰)**
+   - 原理:对一周期压力做直方图,用 Otsu 找双峰分界,分别取低压/高压簇中位数作 `P_s/P_d`。
+   - 结果:同段内稳定,是后续所有特征的基础;比“分位数”更抗噪。
+
+2. **物理相位对齐 + 指示功/等熵效率**
+   - 原理:用曲柄连杆几何把转角换算成容积 `V(θ)`;在整转内搜索使 PV 环面积(指示功)最大的曲柄偏移,再用等熵理想功算效率。
+   - 结果:`efficiency` 合理(0.68~0.89);`n_comp` 不稳定(部分为 0/负),不宜作主特征。
+
+3. **通道 QC(按级)**
+   - 原理:以“同级的期望排气压力”为基准,把明显偏离的测点标记为 dead/weak/high 并排除。
+   - 结果:发现 **8 号机六缸盖侧 dead、7 号机四缸盖侧 dead、7 号机六缸盖侧 weak** 等;修正了“三级一缸天然高压被误判 high”的跨级错误。
+
+4. **三种归一化对照(`analyze.py`)**
+   - 同级(peer)/ 双腔(chamber)/ 自身(self),用于消工况。
+   - 结果:证明 8 号机 2026-03 的大偏离是**工况级**(同级与双腔同步移动);四缸轴侧为**单侧配置变化**。
+
+5. **修前 / 修后同级对照(`repair_compare.py`)**
+   - 原理:对比维修前段与维修后段的 peer 相对值,找“维修后恢复”的缸。
+   - 结果:8 号机 2026.3.29/4.1 仅四缸轴侧显著(+30.9%→+13.4%);7 号机两个气阀事件无恢复特征;活塞事件无故障前段。
+
+6. **波形形状 / 归一化相位剖面(`shape_analysis.py`)**
+   - 原理:PV 环对齐 + 平台归一化,得到与工况无关的 P–θ 形状;比较修前/修后、同级、双腔的 L2 距离。
+   - 结果:7 号机两气阀、8 号机一级二/四缸形状**极稳(L2≈0.05~0.8)**;唯一大变化是三级一缸(负荷耦合)。**无单缸形状畸变**。
+
+7. **突发跳变检测(`trend.py`)**
+   - 原理:自身基线与 peer 相对的“按天跳变”,阈值取 MAD 的若干倍。
+   - 结果:跳变集中在 8 号机 2025-03-17/18、05-01~03 等**工况切换日**,多缸同步,非单缸故障。
+
+8. **长窗口慢趋势(`trend.py` slow_trends)**
+   - 原理:数月、每点每天多条,按天中位数做线性回归,找缓慢漂移。
+   - 结果:7 号机六缸盖侧 p_discharge 从 ~1.9 骤降到 ~0.81(**单侧传感器失效**);9 号机全缸同步漂移(**负荷**);8 号机一缸(负荷)/四轴(配置)。
+
+9. **全事件慢漂移自动扫描(`event_scan.py`)**
+   - 原理:对每个维修事件回看 120~180 天,计算 peer 相对/自基线的漂移量并用 MAD 归一化、按强度排序。
+   - 结果:多数事件**数据不足**;7 号机 2026-05-21 只有六缸盖侧(传感器);7 号机 2025-08-08 的“漂移”实为 **二缸盖侧传感器卡死**(2025-04-30~06-11 卡在 13.3 MPa,后恢复 1.69)。**未见气阀/活塞缸级漂移。**
+
+## D. 为什么活塞事件“数据不足”
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+按 `wave_sample_one` **直接计数**(不是抽样)确认:
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+- **7 号机 2025.1.10 活塞**:窗口 2024-12~2025-02 内 `wave_file` **0 条** → 完全没有采集。
+- **8 号机 2025.12.6 活塞**:窗口 2025-10~12 内 `wave_file` 521 条,但 `wave_sample_one` **0 条** → 有功图文件但**未生成首周期**(机器停机 / 采集处理缺口)。其后一直无数据到 2026-03。
+- **9 号机 2026.1.18 活塞**:`wave_file` 与 `wave_sample_one` 都**从 2026-01-30 才开始**(事件后 12 天)→ 故障前无。
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+根因:`wave_sample`(全量)整表基本为空,真正存数据的是 `wave_sample_one`;而这三段时间 `wave_sample_one` 要么为空、要么在故障之后才开始。对比气阀事件(如 8 号机 2026-03 有 535 个文件),所以出现“气阀有、活塞没有”的差异,属**采集期差异**,不是分析漏看。
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+## E. 总体结论
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+- 工具链已完备:稳健平台、相位对齐/等熵效率、按级通道 QC、同级/双腔/自身三种归一化、修前修后对照、波形形状、突发跳变、长窗口慢趋势、全事件扫描。
+- 方法对**缓慢/阶跃变化是敏感的**:稳定抓出了两处**传感器故障**(7 号机六缸盖侧骤降、二缸盖侧卡死 13.3 MPa)以及一处**年度配置变化**(8 号机四缸轴侧排序反转)。
+- 但在**现有功图数据**上,**没有找到可归因于气阀/活塞、且只在单缸出现的故障特征**;已有较大变化均被解释为工况、配置或传感器问题。
+- 主要制约:活塞事件故障前无 `wave_sample_one`;气阀事件多为突发或数据有长缺口。
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