# 泵异响模型瞬时故障逻辑优化

> 日期：2026-03-13

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## 一、现状

当前检测链路：8秒音频 → AutoEncoder重建误差 → 60秒聚合取均值 → 投票窗口(5中3) → 告警聚合 → 推送。

异常检测**只有重建误差一个指标**。AnomalyClassifier 虽然能提取 RMS、能量波动、频谱质心、周期性等10维特征，但只在异常确认后用于分类（判断是轴承/气蚀/松动等），从未参与检测触发。

快速通道代码已有（`run_pickup_monitor.py:913-965`）但被注释，且存在严格连续、无推送路径等问题。

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## 二、问题

1. **单次高幅度异响漏检**：单文件极端误差被周期内6-7个正常文件均值拉平，投票窗口无法触发
2. **间断性异响漏检**：非连续异常在投票窗口中永远凑不够3次
3. **特征能力浪费**：已有的 RMS/能量/频谱/周期性特征只做事后分类，不做检测
4. **快速通道不可用**：代码注释 + 严格连续 + pending无消费
5. **停机前证据丢失**：过渡期抑制丢弃异常记录，无停机前音频归档，无法事后分析
6. **无PLC场景无关联能力**：EnergyBaseline 能检测启停但没有回调，无法触发归档和关联

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## 三、方案

### 3.1 瞬时异常检测 + 特征增强

- 将 AnomalyClassifier 的特征提取前移到每文件处理阶段，维护每设备特征滑动基线（最近30个文件）
- 特征突变检测：RMS突变、能量波动突变、频谱质心跳变、周期性冲击出现，任一满足即标记特征异常
- 双重确认：重建误差 > 5倍阈值 + 特征异常 → 瞬时告警；误差2-5倍 + 特征异常 → 加速快速通道
- 启用快速通道：注释代码改为滑动窗口（最近5文件中3个超2倍阈值），补全推送路径
- AlertAggregator 增加告警类型路由：瞬时告警直接推送、快速预警30秒短窗口、投票告警走现有5分钟窗口

### 3.2 异响-停机关联分析

- 所有通道检测到异常时记入环形缓冲（含过渡期被抑制的，保留证据不丢弃）
- PumpStateMonitor 和 EnergyBaseline 增加状态变化回调，统一进入停机处理
- 停机时回溯120秒异常记录，有异常标记"故障停机"，归档停机前音频 + 写入元数据

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## 四、排期

统一下周（3/16 - 3/20）完成开发和测试。

| 日期 | 任务 | 产出 |
|------|------|------|
| 周一 3/16 | 特征提取前移 + 特征滑动基线 + 突变检测逻辑 | `_process_new_file()` 新增特征检测 |
| 周二 3/17 | 快速通道改造（滑动窗口 + 推送路径） + 瞬时告警通道 | 快速通道可用，瞬时告警可用 |
| 周三 3/18 | AlertAggregator 告警类型路由 + 双重确认矩阵 | 三通道告警路径打通 |
| 周四 3/19 | 异常事件缓冲 + 停机回调 + 关联分析 + 音频归档 | 停机关联完整可用 |
| 周五 3/20 | 集成测试 + 参数调优 + 上线观察 | 全流程验证通过 |

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## 五、测试方案

### 5.1 单元测试（开发过程中同步进行）

| 测试项 | 方法 | 预期 |
|--------|------|------|
| 特征突变检测 | 构造正常特征序列，插入一个RMS突增3倍的样本 | `_check_feature_anomaly()` 返回 True |
| 滑动窗口快速通道 | 喂入5个误差值，其中3个超2倍阈值（不连续） | 触发快速预警 |
| 瞬时告警双重确认 | 构造误差5倍 + 特征异常 / 仅误差5倍 / 仅特征异常 | 仅双重满足时触发 |
| 异常事件记录 | 过渡期内触发异常 | 事件记录到缓冲且 suppressed=True |
| 停机关联 | 记录异常事件后触发停机回调 | 返回"故障停机" + 证据链 |
| 正常停机 | 无异常事件时触发停机回调 | 返回"正常停机" |

### 5.2 模拟音频测试（周五）

准备三类测试音频：

1. **单次冲击音频**：在正常背景音中插入一段高能量脉冲（模拟瞬时故障）
2. **间断异常音频**：每隔2-3个正常文件放一个异常文件（模拟间歇性问题）
3. **正常音频序列**：确保新逻辑不会对正常音频产生误报

测试步骤：
- 将测试音频放入监控目录，观察日志输出
- 验证瞬时告警是否在8秒内触发（单文件级别）
- 验证快速通道是否在24秒内触发（3文件级别）
- 验证正常音频不触发新通道
- 手动模拟停机（停止放入音频 / 放入低能量音频），验证关联分析和音频归档

### 5.3 线上灰度验证（周五-下周）

- 新通道先设为 **仅记录不推送**（`enabled: true` + 日志输出但不走推送）
- 观察1-2天日志，统计触发次数和场景
- 确认误报率可接受后再开启推送