泵异响模型瞬时故障逻辑优化

日期：2026-03-13

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。

二、问题

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
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
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
快速通道不可用：代码注释 + 严格连续 + pending无消费
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
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

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

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

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：

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）
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）
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