功图找气阀/活塞故障 —— 观察记录

只读分析。样本 wave_file + wave_sample_one（首周期，约 1545 点）。故障锚点：7,8,9号压缩机故障汇总.xlsx；异常段对齐 cache/pks_scanner/evolution/。 backend/indicator_features/ 为新增独立目录，只读数据库、只 import app.config，不影响现有算法/程序。

1. 数据方法

25.6 kHz、8 脉冲/转、≈996 RPM → 单周期≈60 ms；15 分钟一个文件。
wave_sample_one = 每文件一个首周期；cycle_start/end 废弃。
级配：一级=2/4/6、二级=3/5、三级=1。
同一缸的“压力盖侧 / 压力轴侧”可互换替代（同一缸两个腔的测点）。

2. 可用性（以 `wave_sample_one` 计数为准）

wave_sample（全量）基本为空；真正存数据的是 wave_sample_one（每文件一个首周期）。 availability.py 现在直接统计有多少文件存在 wave_sample_one 数据，并区分“有样本”与“有效周期”：

9号机一缸盖侧: 文件1489, 抽样日16, 有 wave_sample_one 的日11, 其中有效周期日11
   有样本数据段: 2026-01-30 ~ 2026-02-09
8号机三缸盖侧: 文件521,  抽样日7,  有 wave_sample_one 的日0,  其中有效周期日0   (2025-10~12)
7号机三缸盖侧: 文件0                                                          (2024-12~2025-02)

活塞事件前无数据的直接计数证据：

事件	测点	窗口内文件	有 wave_sample_one
8 号机活塞 2025.12.6	三缸/二缸	521	0
9 号机活塞 2026.1.18	一缸	1489	仅 2026-01-30 起
7 号机活塞 2025.1.10	三缸/二缸	0	0
对照：8 号机气阀 2026.3.29	三缸	3594	535

结论：活塞事件前确实没有功图周期（不是抽样误判），气阀有、活塞没有是数据采集期差异。

其它可用段

3. 特征与检测（已完成）

稳健平台：Otsu 双峰求 P_s/P_d/pressure_ratio。
相位对齐：整转内取 PV 环面积最大的偏移 → 指示功、等熵效率 efficiency（0.68~0.89，合理）、n_comp。
通道 QC：按“级”判断 dead/weak/high（修正了跨级误判，如三级一缸压力天然高）。
analyze.py：同级缸间、同缸双腔（相位剖面 L2）、本缸自身 z。
trend.py：按天自身基线 z + 突发跳变 + 同级偏差的突发跳变，并对齐 evolution 段。

4. 关键观察

4.6 全事件慢漂移扫描（`event_scan.py`）

对 9 个维修事件各回看 120~180 天，自动计算 peer 相对/自基线的线性漂移并排序：

多数事件数据不足（活塞事件、8 号机 2025/2026 事件，故障前只有几天或完全没有周期）；
7 号机 2026-05-21：只有六缸盖侧显著漂移（传感器失效，见 4.5）；
7 号机 2025-08-08：扫描出的“漂移”其实是 二缸盖侧传感器异常——其 p_discharge 在 2025-04-30~06-11 卡在 13.3 MPa，06-12 降到 7.5，06-13 起恢复约 1.69；
其余“漂移”为数据稀疏/启停造成的假象。

结论：全事件扫描仍未发现气阀/活塞的缸级故障漂移；找到的异常几乎都是传感器故障。

4.7 往前追溯 1~2 个有效段（`lookback_scan.py`）

把“有功图周期”的日期聚成段（相邻间隔>10 天分段），对每个事件取之前最近的 1~2 段，比较段间 peer 相对值，并在长段（≥8 天）内做漂移。

事件	追溯到的段（最近→更早）	观察
7 号机 2025-08-08 气阀	2025-07-25~27、2025-06-11~13	两段 peer 几乎一致 → 无变化
7 号机 2025-10-07 气阀	2025-07-25~27、2025-06-11~13（2025-10 无数据）	同上，无变化
7 号机 2026-05-21 气阀	2026-03-12~04-04(22天)、2026-02-10~16	六缸盖侧：段内漂移（pressure_ratio −3.4MAD）× 段间 +4.8%→−23.0% → 传感器退化，事件前两段即可见
8 号机 2025-12-06 活塞	2025-03-13~19、2025-04-29~05-03	多缸同步变（一缸 Pd、四/六压比）→ 工况/启停；且距事件 8~9 个月
8 号机 2026-03-10 十字头	同上	同上
8 号机 2026-03-29 / 04-01 气阀	2026-03-15~20、2025-04-29~05-03	六缸盖侧已死（−99%，传感器）；四轴压比 +24%→+79%（配置）
9 号机 2026-01-18 活塞	2025-10-13~16、2025-09-04~09	二/三缸一致 → 无变化
7 号机 2025-01-10 活塞、8 号机 2025-02-17 气阀	无	该时段完全无 data

结论：往前追溯 1~2 段后，仍未发现气阀/活塞的缸级特征；唯一在事件前两段内可见的是 7 号机六缸盖侧的传感器退化。

4.5 长窗口慢趋势（`trend.py` 的 slow_trends，数月、每点每天4条）

机组	最主要的慢变化	判断
7 号机	六缸盖侧 p_discharge 从 4 月 ~1.9 骤降到 5 月后 ~0.81 并保持（p_span 0.85→0.27）；六缸轴侧正常	单侧传感器失效（不是缸故障）；方法能抓到阶跃
8 号机	一缸（三级）压比/指示功缓降（负荷耦合）；四缸轴侧 peer 压比 +30%→+11%（配置）	无单缸故障
9 号机	全部缸 p_discharge/指示功同步 +3~4%/30天	负荷级整体漂移，peer 相对无单缸趋势

结论：长窗口慢趋势能稳定捕捉缓慢/阶跃变化（已用 7 号机六缸盖侧传感器失效验证），但这些变化都不是气阀/活塞缸故障。

4.4 形状/波形角度（`shape_analysis.py`）

用归一化相位剖面（PV 环面积对齐 + 平台归一化，消工况），比较“修前/修后 L2、同级 peer、双腔”：

事件	修前/修后剖面 L2	结论
8 号机 2026.3.29/4.1	二/四缸 ≈0.13~0.16（极稳）；三级一缸 3.0~3.3	只有三级一缸形状变化大，但三级受负荷耦合
7 号机 2025.8.8	全部 0.13~0.82	无单缸形状畸变
7 号机 2026.5.21	全部 0.05~0.54	无单缸形状畸变

剖面图：cache/indicator/shape/*.png。结论：形状角度也没有找到可归因于气阀/活塞的单缸畸变；唯一较大变化是三级一缸（负荷耦合）。

4.0 已找到的候选特征（修前/修后同级对照）

方法：把“维修前段”与“维修后段”的同级缸间偏差做对比，找维修后恢复的缸。

8 号机 2026.4.1 气阀（更换阀片/弹簧/缓冲片） —— 一级轴侧压比同级偏差：

段	四缸轴侧	六缸轴侧	同级中位
修前 2026-03-15~20	+34%	−22%	3.42
修后 2026-04-18~05-06	+13%	−16%	3.10

四缸轴侧压比（相对同级）在维修前后由 +34% 降到 +13%，相对稳定缸（二缸）降约 16%；efficiency 同期 0.558→0.626（+12%）。
其余一级缸变化仅 ±2~10%。这是目前唯一在维修前后明显变化的缸级特征。
对照分析（任务 2）——结论：大概率是配置变化，不是纯故障：

| 时期 | 四缸/二缸压比 | 同级排序 | |---|---:|---| | 2025-03~05（无维修） | 0.96~0.98 | 二 > 四 > 六 | | 2026-03-15~20（修前） | 1.27~1.34 | 四 > 二 > 六 | | 2026-04~06（修后） | 1.12~1.17 | 四 > 二 > 六 |

四缸轴侧相对二缸在 2025→2026 之间发生持久排序反转（2026 全年仍偏高，维修后也回不到 2025 水平）→ 更像年度拆装/配置变化；维修只解释 1.34→1.12 这一部分。

全事件修前/修后对照（repair_compare.py）：
- 8 号机 2026.3.29/4.1：仅四缸轴侧显著（见上）；
- 7 号机 2025.8.8、2026.5.21 气阀：各缸 peer 相对仅 ±1~2%，无恢复特征；
- 其余活塞事件无可用的故障前段。

4.1 8 号机 2025 春季（活塞事件前最后运行段）

全通道正常；二缸盖侧 p_discharge 比同级低约 8%、指示功低约 9%，但二缸轴侧正常 → 倾向单侧偏置，不是活塞双腔特征。
同级偏差的“突发跳变”集中在 2025-03-17/18、05-01~03，是工况切换日（多缸同步移动）。

4.2 8 号机 2026 春季（3.29/4.1 气阀）

3-16~20 一级 Pd 比 4/5 月低约 10 MAD，03-18 落在 压力/轻微 段内；
但同级缸间 + 盖/轴双腔同步移动 → 工况级变化，非单缸故障。

4.3 7 号机 2026-05 气阀前两周

同级轴侧偏差稳定、无趋势（该事件为管道突发）。

5. 结论

工具链完备（平台/效率/三种归一化/突发跳变/evolution 对齐/通道 QC）。
但活塞事件在现有功图数据里没有故障前可用段；气阀事件多为突发，故障前无单缸趋势。
观察到的较大变化都能被“同级/双腔同步”解释为工况，说明归一化是必需的，也说明目前功图暂未提供可区分的故障特征。

6. 建议

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；
稳定 n_comp（限制拟合区间、最小样本）；
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；已追溯 07-25~27、06-11~13 两段，无变化
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

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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”

按 wave_sample_one 直接计数（不是抽样）确认：

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。

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。

E. 总体结论

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。
补充：对“故障前缺失”的事件已往前追溯 1~2 个有效段（lookback_scan.py，见 4.7）；追溯后仍无功图故障特征，唯一在事件前两段内可见的是 7 号机六缸盖侧的传感器退化。

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