مرجع الصِّيَغ كل مقياس ودرجة وعتبة مستخدَمة عبر تقارير تحليلات الذكاء الاصطناعي، في صفحة واحدة.
كل صيغة مستخدَمة عبر التقارير، مجموعة في مكان واحد. كل صيغة موسومة بالتقرير الذي تنتمي إليه والسياق الذي تنطبق فيه. تُعرَض الرياضيات باستخدام KaTeX.
التسجيل المركّب — منطق المُضاعِف
يجمع الإشارات المستقلة كما لو كانت احتمالات مستقلة. يُستخدَم في تجاوز العَدّ (العقدة والأسطول).
S composite = 100 ⋅ ( 1 − ∏ i = 1 N ( 1 − p i ) ) S_\text{composite} = 100 \cdot \left(1 - \prod_{i=1}^{N}(1 - p_i)\right) S composite = 100 ⋅ ( 1 − i = 1 ∏ N ( 1 − p i ) ) حيث p i ∈ [ 0 , 1 ] p_i \in [0, 1] p i ∈ [ 0 , 1 ] i i i
p i = { 0.00 severity = info 0.10 severity = low 0.30 severity = medium 0.50 severity = high 0.65 severity = high_plus p_i = \begin{cases}
0.00 & \text{severity}=\text{info} \\
0.10 & \text{severity}=\text{low} \\
0.30 & \text{severity}=\text{medium} \\
0.50 & \text{severity}=\text{high} \\
0.65 & \text{severity}=\text{high\_plus}
\end{cases} p i = ⎩ ⎨ ⎧ 0.00 0.10 0.30 0.50 0.65 severity = info severity = low severity = medium severity = high severity = high_plus مثال. نمطان من high+ يعطيان S = 100 ⋅ ( 1 − 0.35 2 ) = 87.75 S = 100 \cdot (1 - 0.35^2) = 87.75 S = 100 ⋅ ( 1 − 0.3 5 2 ) = 87.75 لا يمكنها بلوغ 100 من كشف النمط وحده — فالوصول إلى 100 يتطلب أحداث جهاز مؤكَّدة (سقف الثقة = medium من دونها).
التسجيل بالمجموع المرجّح
أبرز العقد ذات المشكلات (خمسة قياسات):
S composite = ∑ k ∈ K w k ⋅ s k , K = { battery , telem , quality , risk , events } S_\text{composite} = \sum_{k \in K} w_k \cdot s_k, \quad K = \{\text{battery}, \text{telem}, \text{quality}, \text{risk}, \text{events}\} S composite = k ∈ K ∑ w k ⋅ s k , K = { battery , telem , quality , risk , events } ترجيح متساوٍ، w k = 20 % w_k = 20\% w k = 20%
أبرز تسريبات الغاز (أربع درجات فرعية، أوزان غير متساوية):
S leak = 0.4 ⋅ s quiet + 0.3 ⋅ s baseline + 0.2 ⋅ s drip + 0.1 ⋅ s drift S_\text{leak} = 0.4 \cdot s_\text{quiet} + 0.3 \cdot s_\text{baseline} + 0.2 \cdot s_\text{drip} + 0.1 \cdot s_\text{drift} S leak = 0.4 ⋅ s quiet + 0.3 ⋅ s baseline + 0.2 ⋅ s drip + 0.1 ⋅ s drift كواشف الأنماط — تجاوز العَدّ
النمط 1 — تدفق صفري عند ضغط افتراضي (الخطورة = high+، p = 0.65):
trigger = ( Q ˉ ≤ 0.5 m³/h over a window ≥ 6 h ) ∧ ( σ P < 0.1 kPa ) ∧ ( P ∈ D ) \text{trigger} = (\bar Q \leq 0.5\,\text{m³/h over a window} \geq 6\,\text{h}) \land (\sigma_P < 0.1\,\text{kPa}) \land (P \in \mathcal{D}) trigger = ( Q ˉ ≤ 0.5 m³/h over a window ≥ 6 h ) ∧ ( σ P < 0.1 kPa ) ∧ ( P ∈ D ) D = { 100.0 , 101.325 , 103.0 , 105.0 } ± 0.5 ∪ { 0.0 } ± 0.3 \mathcal{D} = \{100.0, 101.325, 103.0, 105.0\}_{\pm 0.5} \cup \{0.0\}_{\pm 0.3} D = { 100.0 , 101.325 , 103.0 , 105.0 } ± 0.5 ∪ { 0.0 } ± 0.3
النمط 2 — تدفق صفري مع ضغط عالق (الخطورة = medium، p = 0.30). انتهاك لقانون غاي-لوساك لحجم غازي محكَم الإغلاق.
trigger = ( Q ˉ ≤ 0.5 m³/h ) ∧ ( Δ T ≥ 1 °C ) ∧ ( σ P < 0.1 kPa ) \text{trigger} = (\bar Q \leq 0.5\,\text{m³/h}) \land (\Delta T \geq 1\text{°C}) \land (\sigma_P < 0.1\,\text{kPa}) trigger = ( Q ˉ ≤ 0.5 m³/h ) ∧ ( Δ T ≥ 1 °C ) ∧ ( σ P < 0.1 kPa ) قيمة ΔP المتوقعة وفق غاي-لوساك (عملية متساوية الحجم):
P 1 T 1 = P 2 T 2 ⟹ Δ P expected = P abs ( 1 ) ⋅ Δ T K T 1 ( K ) \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \;\Longrightarrow\; \Delta P_\text{expected} = P_\text{abs}^{(1)} \cdot \frac{\Delta T_K}{T_1^{(K)}} T 1 P 1 = T 2 P 2 ⟹ Δ P expected = P abs ( 1 ) ⋅ T 1 ( K ) Δ T K حيث:
P abs ( 1 ) = P gauge + 101.325 P_\text{abs}^{(1)} = P_\text{gauge} + 101.325 P abs ( 1 ) = P gauge + 101.325 P gauge < 50 P_\text{gauge} < 50 P gauge < 50 P abs = P kPa P_\text{abs} = P_\text{kPa} P abs = P kPa T ( K ) = T ° C + 273.15 T^{(K)} = T_{°C} + 273.15 T ( K ) = T ° C + 273.15 Δ T K = ∣ T 2 ( K ) − T 1 ( K ) ∣ = ∣ T 2 ° C − T 1 ° C ∣ \Delta T_K = |T_2^{(K)} - T_1^{(K)}| = |T_2^{°C} - T_1^{°C}| Δ T K = ∣ T 2 ( K ) − T 1 ( K ) ∣ = ∣ T 2 ° C − T 1 ° C ∣
“P مجمَّد” يتفعّل عندما:
Δ P expected σ P ≥ 3 \frac{\Delta P_\text{expected}}{\sigma_P} \geq 3 σ P Δ P expected ≥ 3 حارس الإيجابية الكاذبة — عقدة شبكية. ينطبق قانون غاي-لوساك فقط على حجم مغلق . في عقدة متصلة بخط الغاز الرئيسي، يُحفَظ الضغط المقياسي بواسطة منظِّم الشبكة، لا بفيزياء الغاز. قبل أن يتفعّل الكاشف:
is_network = ( median ( P gauge ) < 10 kPa ) ∧ ( σ P (window) < 2 kPa ) ∧ ¬ is_p_sensor_broken \text{is\_network} = (\text{median}(P_\text{gauge}) < 10\,\text{kPa}) \land (\sigma_P^\text{(window)} < 2\,\text{kPa}) \land \neg \text{is\_p\_sensor\_broken} is_network = ( median ( P gauge ) < 10 kPa ) ∧ ( σ P (window) < 2 kPa ) ∧ ¬ is_p_sensor_broken إذا كانت العقدة عقدة شبكية، تُستبعَد كل أحداث الضغط العالق من الدرجة وتُضاف بطاقة معلوماتية.
النمط 3 — التعافي بعد فترة تدفق صفري (الخطورة = high، p = 0.50). قفزة متزامنة في Q + P مباشرة بعد فترة طويلة من التدفق الصفري:
trigger = ∃ t ∈ [ end run , + 2 h ] : Q ( t ) ≥ 10 ∧ ∣ Δ P ∣ ≥ 20 kPa \text{trigger} = \exists\, t \in [\text{end}_\text{run}, +2\text{h}] : Q(t) \geq 10 \land |\Delta P| \geq 20\,\text{kPa} trigger = ∃ t ∈ [ end run , + 2 h ] : Q ( t ) ≥ 10 ∧ ∣Δ P ∣ ≥ 20 kPa النمط 4 — فجوة مع جلسات نظيفة (الخطورة = medium، p = 0.30). ساعات من الأرشيف المفقود بينما كان الجهاز قابلاً للوصول بوضوح:
trigger = ( missing_hours ≥ 24 ) ∧ ( successful_sessions_in_gap ≥ 1 ) \text{trigger} = (\text{missing\_hours} \geq 24) \land (\text{successful\_sessions\_in\_gap} \geq 1) trigger = ( missing_hours ≥ 24 ) ∧ ( successful_sessions_in_gap ≥ 1 ) المرشّحات المسبقة (حُرّاس الإيجابية الكاذبة)
الإشارة العتبة الأثر مستشعر P معطوب P مجمَّد ≥ 168 h في أي وقت ضمن النافذة تُعطَّل كل الكواشف المعتمدة على P متصل بالشبكة median(P_gauge) < 10 kPa AND σ_P < 2 kPa AND not broken يُستبعَد نمط الضغط العالق من الدرجة ارتفاع مفاجئ في القياس عن بُعد P > 500 P > 500 P > 500 Q > 20 × median ( Q ) Q > 20 \times \text{median}(Q) Q > 20 × median ( Q ) يُستبدَل الصف بـ NULL قبل منطق العبث
سقف الخطورة، المطبَّق بعد كل الكواشف وقبل درجة الاشتباه:
تركيب الأحداث أقصى مستوى مسموح has high+ very high has high high اثنان أو أكثر من medium high medium واحد بالضبط medium low فقط أو لا شيء medium
التغطية وجودة البيانات — تحليلات الاستهلاك
cov = H OK + H NULL H expected , unobs % = ( 1 − cov ) ⋅ 100 % \text{cov} = \frac{H_\text{OK} + H_\text{NULL}}{H_\text{expected}}, \quad
\text{unobs}_\% = (1 - \text{cov}) \cdot 100\% cov = H expected H OK + H NULL , unobs % = ( 1 − cov ) ⋅ 100% الشرط الخطورة tail_h > 168 hcritical unobs_pct > 30%high unobs_pct > 10%medium غير ذلك low
الحجم غير المرصود المقدَّر (طريقتان). الاستقراء بمتوسط التدفق:
V unobs ( mean ) = Q ˉ OK ⋅ H unobs V^{(\text{mean})}_\text{unobs} = \bar Q_\text{OK} \cdot H_\text{unobs} V unobs ( mean ) = Q ˉ OK ⋅ H unobs إعادة بناء الملف النهاري:
V unobs ( profile ) = ∑ h ∈ unobs Q ˉ h V^{(\text{profile})}_\text{unobs} = \sum_{h \in \text{unobs}} \bar Q_h V unobs ( profile ) = h ∈ unobs ∑ Q ˉ h عتبة الخمول التشغيلي:
∣ { h : Q ( h ) < 0.05 } ∣ H OK > 0.95 ⇒ idle mode (zero consumption is not penalised) \frac{|\{h : Q(h) < 0.05\}|}{H_\text{OK}} > 0.95 \Rightarrow \text{idle mode (zero consumption is not penalised)} H OK ∣ { h : Q ( h ) < 0.05 } ∣ > 0.95 ⇒ idle mode (zero consumption is not penalised) مطابقة Q/V:
Δ V integral = ∑ h Q ( h ) ⋅ 1 h , Δ V counter = V ( t end ) − V ( t start ) \Delta V_\text{integral} = \sum_h Q(h) \cdot 1\text{h}, \quad \Delta V_\text{counter} = V(t_\text{end}) - V(t_\text{start}) Δ V integral = h ∑ Q ( h ) ⋅ 1 h , Δ V counter = V ( t end ) − V ( t start ) raise Q/V mismatch if ∣ Δ V counter − Δ V integral ∣ Δ V counter > 5 % \text{raise Q/V mismatch if } \frac{|\Delta V_\text{counter} - \Delta V_\text{integral}|}{\Delta V_\text{counter}} > 5\% raise Q/V mismatch if Δ V counter ∣Δ V counter − Δ V integral ∣ > 5% يتبع التسامح البالغ 5% الصنف 1.0 من OIML R 137 إضافةً إلى بدل تقريب التكامل.
الدرجات الفرعية — أبرز العقد ذات المشكلات
الترتيب المسبق السريع (البيانات الوصفية فقط):
S fast = d pts ( days_since_last_session ) + s pts ( status ) S_\text{fast} = d_\text{pts}(\text{days\_since\_last\_session}) + s_\text{pts}(\text{status}) S fast = d pts ( days_since_last_session ) + s pts ( status ) d pts ( d ) = { 100 d ≥ 60 60 + ( d − 30 ) ⋅ 1.33 30 ≤ d < 60 20 + ( d − 7 ) ⋅ 1.74 7 ≤ d < 30 d ⋅ 2.85 d < 7 d_\text{pts}(d) = \begin{cases}
100 & d \geq 60 \\
60 + (d-30) \cdot 1.33 & 30 \leq d < 60 \\
20 + (d-7) \cdot 1.74 & 7 \leq d < 30 \\
d \cdot 2.85 & d < 7
\end{cases} d pts ( d ) = ⎩ ⎨ ⎧ 100 60 + ( d − 30 ) ⋅ 1.33 20 + ( d − 7 ) ⋅ 1.74 d ⋅ 2.85 d ≥ 60 30 ≤ d < 60 7 ≤ d < 30 d < 7 s pts = 30 s_\text{pts} = 30 s pts = 30
الدرجة الفرعية للبطارية (mV):
v pts = { 100 V last < 3000 80 V last < 3200 50 V last < 3400 25 V last < 3600 0 otherwise v_\text{pts} = \begin{cases}
100 & V_\text{last} < 3000 \\
80 & V_\text{last} < 3200 \\
50 & V_\text{last} < 3400 \\
25 & V_\text{last} < 3600 \\
0 & \text{otherwise}
\end{cases} v pts = ⎩ ⎨ ⎧ 100 80 50 25 0 V last < 3000 V last < 3200 V last < 3400 V last < 3600 otherwise S battery = min ( 100 , v pts + d pts ( drop_pct ) ) S_\text{battery} = \min(100, v_\text{pts} + d_\text{pts}(\text{drop\_pct})) S battery = min ( 100 , v pts + d pts ( drop_pct )) حيث d pts = 30 d_\text{pts} = 30 d pts = 30
الدرجة الفرعية للمخاطر:
S risk = 1 1.85 ∑ i min ( cap i , α i ⋅ n i ) S_\text{risk} = \frac{1}{1.85} \sum_i \min(\text{cap}_i, \alpha_i \cdot n_i) S risk = 1.85 1 i ∑ min ( cap i , α i ⋅ n i ) الإشارة n i n_i n i α i \alpha_i α i cap quiet_n_pct0.8 40 n_plateau4 20 n_neg (binary)25 25 n_live_p8 40 n_pt_resets6 30 n_drop_rec5 30
الدرجة الفرعية للأحداث:
الشرط S events S_\text{events} S events physical AND substitution 100 physical فقط 80 substitution فقط 60 metrology / system error فقط 30 لا أحداث 0
عتبة البطارية — توقّع البطارية وتوقّع بطارية الأسطول
درجة لكل مصدر (% أو mV):
S metro = clip [ 0 , 100 ] ( V − V crit V fresh − V crit ⋅ 100 ) S_\text{metro} = \text{clip}_{[0,100]}\left(\frac{V - V_\text{crit}}{V_\text{fresh} - V_\text{crit}} \cdot 100\right) S metro = clip [ 0 , 100 ] ( V fresh − V crit V − V crit ⋅ 100 ) المقياس V crit V_\text{crit} V crit V fresh V_\text{fresh} V fresh % (metering Li-SOCl₂) 20 90 mV (telemetry Li-pol) 3300 3600
المركّب (أضعف حلقة):
S battery = min ( S metro , S telem ) S_\text{battery} = \min(S_\text{metro}, S_\text{telem}) S battery = min ( S metro , S telem ) التوقّع T crit T_\text{crit} T crit
T crit ( opt ) = t now + V now − V crit ∣ drop_rate ∣ T_\text{crit}^{(\text{opt})} = t_\text{now} + \frac{V_\text{now} - V_\text{crit}}{|\text{drop\_rate}|} T crit ( opt ) = t now + ∣ drop_rate ∣ V now − V crit T crit ( real ) = T crit ( opt ) ⋅ ( 1 − α accel ) T_\text{crit}^{(\text{real})} = T_\text{crit}^{(\text{opt})} \cdot (1 - \alpha_\text{accel}) T crit ( real ) = T crit ( opt ) ⋅ ( 1 − α accel ) T crit ( pess ) = T crit ( real ) ⋅ 0.5 T_\text{crit}^{(\text{pess})} = T_\text{crit}^{(\text{real})} \cdot 0.5 T crit ( pess ) = T crit ( real ) ⋅ 0.5 عند العثور على حدث استبدال ضمن نافذة التقرير، تُقيَّد كل انحدارات الانحدار الخطي على الفترة التالية للاستبدال. وإلا فإن قفزة الجهد عند الاستبدال (مثلاً، 3225 → 4197 mV) تعطي ميلاً موجباً زائفاً — وهو مستحيل فيزيائياً لبطارية Li-pol غير قابلة لإعادة الشحن.
slope real = linreg ( { ( t i , v i ) : t i ≥ t replacement } ) \text{slope}_\text{real} = \text{linreg}\big(\{(t_i, v_i) : t_i \geq t_\text{replacement}\}\big) slope real = linreg ( {( t i , v i ) : t i ≥ t replacement } ) استبدال كتلة القياس عن بُعد. للأجهزة التي تكون بطاريتها حزمة قياس عن بُعد غير دورية، لا ينطبق توقّع “اليوم-حتى-الحرج من التفريغ”. يُتَّخذ قرار الاستبدال بوصفه الأسوأ من بين ثلاثة معايير مستقلة.
العمر التقويمي:
age_status = { ok y age < 0.75 ⋅ y expected plan 0.75 ⋅ y expected ≤ y age < y expected due y age ≥ y expected \text{age\_status} = \begin{cases}
\text{ok} & y_\text{age} < 0.75 \cdot y_\text{expected} \\
\text{plan} & 0.75 \cdot y_\text{expected} \leq y_\text{age} < y_\text{expected} \\
\text{due} & y_\text{age} \geq y_\text{expected}
\end{cases} age_status = ⎩ ⎨ ⎧ ok plan due y age < 0.75 ⋅ y expected 0.75 ⋅ y expected ≤ y age < y expected y age ≥ y expected حيث y expected = 3 y_\text{expected} = 3 y expected = 3
الجلسات المستخدَمة مقابل ميزانية الحزمة:
sessions_status = { ok ratio < 0.75 plan 0.75 ≤ ratio < 1.0 due ratio ≥ 1.0 , ratio = sessions_used 2000 \text{sessions\_status} = \begin{cases}
\text{ok} & \text{ratio} < 0.75 \\
\text{plan} & 0.75 \leq \text{ratio} < 1.0 \\
\text{due} & \text{ratio} \geq 1.0
\end{cases}, \quad \text{ratio} = \frac{\text{sessions\_used}}{2000} sessions_status = ⎩ ⎨ ⎧ ok plan due ratio < 0.75 0.75 ≤ ratio < 1.0 ratio ≥ 1.0 , ratio = 2000 sessions_used تطابق ميزانية الـ 2000 جلسة حزمة سعتها 2000 mAh (≈ 1 mAh لكل جلسة تحت حِمل الإرسال).
التدهور تحت الحِمل (آخر 30 d مقابل 180–150 d مضت):
deg_pct = 100 ⋅ min ( V old ) − min ( V recent ) min ( V old ) \text{deg\_pct} = 100 \cdot \frac{\min(V_\text{old}) - \min(V_\text{recent})}{\min(V_\text{old})} deg_pct = 100 ⋅ min ( V old ) min ( V old ) − min ( V recent ) deg_status = { ok deg_pct < 3 % watch 3 % ≤ deg_pct < 8 % degraded deg_pct ≥ 8 % \text{deg\_status} = \begin{cases}
\text{ok} & \text{deg\_pct} < 3\% \\
\text{watch} & 3\% \leq \text{deg\_pct} < 8\% \\
\text{degraded} & \text{deg\_pct} \geq 8\%
\end{cases} deg_status = ⎩ ⎨ ⎧ ok watch degraded deg_pct < 3% 3% ≤ deg_pct < 8% deg_pct ≥ 8% الحكم النهائي (الأسوأ من بين ثلاثة):
overall = { due any of { age, sessions, deg } ∈ { due, degraded } plan else if any ∈ { plan, watch } ok otherwise \text{overall} = \begin{cases}
\text{due} & \text{any of } \{\text{age, sessions, deg}\} \in \{\text{due, degraded}\} \\
\text{plan} & \text{else if any} \in \{\text{plan, watch}\} \\
\text{ok} & \text{otherwise}
\end{cases} overall = ⎩ ⎨ ⎧ due plan ok any of { age, sessions, deg } ∈ { due, degraded } else if any ∈ { plan, watch } otherwise سعة البطارية لنماذج الإشارة / الاستهلاك:
Δ V period = V first − V last , Δ C used = Δ V ⋅ C mAh 1200 mV \Delta V_\text{period} = V_\text{first} - V_\text{last}, \quad
\Delta C_\text{used} = \Delta V \cdot \frac{C_\text{mAh}}{1200\text{ mV}} Δ V period = V first − V last , Δ C used = Δ V ⋅ 1200 mV C mAh حيث 1200 mV هو تأرجح جهد Li-pol من الاسمي إلى التفريغ الكامل (3.0 → 4.2 V). يتفعّل كشف الانخفاض الشاذ عندما يتجاوز معدل الانخفاض خلال آخر 30 يوماً ضعف خط الأساس على مدى 90 يوماً.
كشف التسريب — أبرز تسريبات الغاز
عتبة تكيّفية لكل محطة:
θ leak = max ( 0.05 , P 95 ( Q ) ⋅ 0.05 ) \theta_\text{leak} = \max(0.05, P_{95}(Q) \cdot 0.05) θ leak = max ( 0.05 , P 95 ( Q ) ⋅ 0.05 ) 5% من المئين 95 الخاص بكل محطة — تكيّفية، بحيث لا تُعلَّم المواقع التجارية عند العتبة نفسها التي تُعلَّم بها المواقع السكنية.
الدرجات الفرعية:
s quiet = 100 ⋅ min h ∈ [ 2 , 5 ] Q ( h ) θ leak (capped at 100) s_\text{quiet} = 100 \cdot \frac{\min_{h \in [2,5]} Q(h)}{\theta_\text{leak}} \text{ (capped at 100)} s quiet = 100 ⋅ θ leak min h ∈ [ 2 , 5 ] Q ( h ) (capped at 100) s baseline = 100 ⋅ P 5 ( Q ) θ leak (capped at 100) s_\text{baseline} = 100 \cdot \frac{P_5(Q)}{\theta_\text{leak}} \text{ (capped at 100)} s baseline = 100 ⋅ θ leak P 5 ( Q ) (capped at 100) s drip = 100 ⋅ ∣ { h : 0.5 θ ≤ Q ( h ) ≤ 2 θ } ∣ ∣ H ∣ s_\text{drip} = 100 \cdot \frac{|\{h : 0.5\theta \leq Q(h) \leq 2\theta\}|}{|H|} s drip = 100 ⋅ ∣ H ∣ ∣ { h : 0.5 θ ≤ Q ( h ) ≤ 2 θ } ∣ s drift = 100 ⋅ tanh ( slope ( P 5 ) θ leak / month ) s_\text{drift} = 100 \cdot \tanh\left(\frac{\text{slope}(P_5)}{\theta_\text{leak} / \text{month}}\right) s drift = 100 ⋅ tanh ( θ leak / month slope ( P 5 ) ) حسابات CO₂e — إزالة الكربون والانبعاثات والطاقة
الميثان → CO₂e:
m CH4 = V leak ⋅ ϕ CH4 ⋅ ρ CH4 , ρ CH4 = 0.68 kg/m³ m_\text{CH4} = V_\text{leak} \cdot \phi_\text{CH4} \cdot \rho_\text{CH4}, \quad \rho_\text{CH4} = 0.68 \text{ kg/m³} m CH4 = V leak ⋅ ϕ CH4 ⋅ ρ CH4 , ρ CH4 = 0.68 kg/m³ m CO2e ( GWP100 ) = m CH4 ⋅ 28 , m CO2e ( GWP20 ) = m CH4 ⋅ 84 m_\text{CO2e}^{(\text{GWP100})} = m_\text{CH4} \cdot 28, \quad m_\text{CO2e}^{(\text{GWP20})} = m_\text{CH4} \cdot 84 m CO2e ( GWP100 ) = m CH4 ⋅ 28 , m CO2e ( GWP20 ) = m CH4 ⋅ 84 عوامل GWP وفق IPCC AR6 (يعكس عامل الـ 20 سنة أثر الاحترار قصير المدى ذا الصلة بأهداف التخفيف القريبة الأجل).
CO₂ المباشر (من الغاز المحروق):
m CO2,direct = V consumed ⋅ EF CO2 , EF CO2 = 1.96 kg/m³ m_\text{CO2,direct} = V_\text{consumed} \cdot \text{EF}_\text{CO2}, \quad \text{EF}_\text{CO2} = 1.96 \text{ kg/m³} m CO2,direct = V consumed ⋅ EF CO2 , EF CO2 = 1.96 kg/m³ الطاقة:
E GJ = V ⋅ HHV , HHV = 37.0 MJ/m³ E_\text{GJ} = V \cdot \text{HHV}, \quad \text{HHV} = 37.0 \text{ MJ/m³} E GJ = V ⋅ HHV , HHV = 37.0 MJ/m³ E kWh = E GJ ⋅ 1000 3.6 E_\text{kWh} = E_\text{GJ} \cdot \frac{1000}{3.6} E kWh = E GJ ⋅ 3.6 1000 سيناريوهات الاستثمار — إزالة الكربون وعائد أتمتة الاستثمار (ROI)
CAPEX / OPEX (لكل عقدة):
CAPEX total = N ⋅ capex_per_node , OPEX / year = N ⋅ opex_per_node_per_year \text{CAPEX}_\text{total} = N \cdot \text{capex\_per\_node}, \quad \text{OPEX}/\text{year} = N \cdot \text{opex\_per\_node\_per\_year} CAPEX total = N ⋅ capex_per_node , OPEX / year = N ⋅ opex_per_node_per_year القيمة / فترة الاسترداد:
Value / year = ∑ hot spots ( gas + carbon GWP100 ) \text{Value}/\text{year} = \sum_\text{hot spots}(\text{gas} + \text{carbon}_\text{GWP100}) Value / year = hot spots ∑ ( gas + carbon GWP100 ) Payback months = { CAPEX Value − OPEX ⋅ 12 Value > OPEX none otherwise \text{Payback}_\text{months} = \begin{cases}
\dfrac{\text{CAPEX}}{\text{Value} - \text{OPEX}} \cdot 12 & \text{Value} > \text{OPEX} \\
\text{none} & \text{otherwise}
\end{cases} Payback months = ⎩ ⎨ ⎧ Value − OPEX CAPEX ⋅ 12 none Value > OPEX otherwise ROI / TCO:
ROI = Value/year − OPEX/year CAPEX total ⋅ 100 % \text{ROI} = \frac{\text{Value/year} - \text{OPEX/year}}{\text{CAPEX}_\text{total}} \cdot 100\% ROI = CAPEX total Value/year − OPEX/year ⋅ 100% TCO 5 = CAPEX total + 5 ⋅ OPEX/year \text{TCO}_5 = \text{CAPEX}_\text{total} + 5 \cdot \text{OPEX/year} TCO 5 = CAPEX total + 5 ⋅ OPEX/year توقّع الطلب — توقّع الطلب على الغاز
النموذج الخطي (OLS):
Q ( t ) = β 0 + β 1 t + ∑ k = 1 2 [ α k sin ( 2 π k t / 365 ) + γ k cos ( 2 π k t / 365 ) ] + ∑ j = 1 6 w j 1 dow = j + δ ⋅ HDD ( t ) + ε Q(t) = \beta_0 + \beta_1 t + \sum_{k=1}^{2}[\alpha_k \sin(2\pi k t/365) + \gamma_k \cos(2\pi k t/365)] + \sum_{j=1}^{6} w_j \mathbb{1}_{\text{dow}=j} + \delta \cdot \text{HDD}(t) + \varepsilon Q ( t ) = β 0 + β 1 t + k = 1 ∑ 2 [ α k sin ( 2 π k t /365 ) + γ k cos ( 2 π k t /365 )] + j = 1 ∑ 6 w j 1 dow = j + δ ⋅ HDD ( t ) + ε اتجاه + موسمية سنوية ثنائية التوافقيات + متغيرات صورية ليوم الأسبوع + حد درجات-أيام-التدفئة.
HDD:
HDD ( t ) = max ( 0 , 18 ° C − T ˉ ( t ) ) \text{HDD}(t) = \max(0, 18°C - \bar T(t)) HDD ( t ) = max ( 0 , 18° C − T ˉ ( t )) فاصل الثقة 95%:
Q ^ ( t ) ± 1.96 ⋅ σ ^ ε ⋅ 1 + h ( t ) \hat Q(t) \pm 1.96 \cdot \hat\sigma_\varepsilon \cdot \sqrt{1 + h(t)} Q ^ ( t ) ± 1.96 ⋅ σ ^ ε ⋅ 1 + h ( t ) الاختبار الرجعي:
MAE = 1 N ∑ t ∣ Q ( t ) − Q ^ ( t ) ∣ , MAPE = 1 N ∑ t ∣ Q ( t ) − Q ^ ( t ) ∣ Q ( t ) ⋅ 100 % \text{MAE} = \frac{1}{N} \sum_t |Q(t) - \hat Q(t)|, \quad \text{MAPE} = \frac{1}{N} \sum_t \frac{|Q(t) - \hat Q(t)|}{Q(t)} \cdot 100\% MAE = N 1 t ∑ ∣ Q ( t ) − Q ^ ( t ) ∣ , MAPE = N 1 t ∑ Q ( t ) ∣ Q ( t ) − Q ^ ( t ) ∣ ⋅ 100% Coverage 95 % = 1 N ∑ t 1 Q ( t ) ∈ [ Q ^ t ± 1.96 σ ^ ] \text{Coverage}_{95\%} = \frac{1}{N} \sum_t \mathbb{1}_{Q(t) \in [\hat Q_t \pm 1.96\hat\sigma]} Coverage 95% = N 1 t ∑ 1 Q ( t ) ∈ [ Q ^ t ± 1.96 σ ^ ] ملاءمة سليمة: التغطية ≈ 95%، MAPE < 15%.
شذوذات الضغط — شذوذات الضغط
الانقطاع:
outage ( t ) = 1 P ( t ) = null ∨ P ( t ) = 0 \text{outage}(t) = \mathbb{1}_{P(t) = \text{null} \lor P(t) = 0} outage ( t ) = 1 P ( t ) = null ∨ P ( t ) = 0 الانخفاض الحاد:
drop ( t ) = 1 P ( t − 1 ) − P ( t ) > 5 kPa/h \text{drop}(t) = \mathbb{1}_{P(t-1) - P(t) > 5 \text{ kPa/h}} drop ( t ) = 1 P ( t − 1 ) − P ( t ) > 5 kPa/h انحراف خط الأساس:
drift 30 d = P 5 ( last 30d ) − P 5 ( first 30d ) P 5 ( first 30d ) ⋅ 100 % \text{drift}_{30d} = \frac{P_5^{(\text{last 30d})} - P_5^{(\text{first 30d})}}{P_5^{(\text{first 30d})}} \cdot 100\% drift 30 d = P 5 ( first 30d ) P 5 ( last 30d ) − P 5 ( first 30d ) ⋅ 100% سجِّل حادث انحراف خط أساس إذا كان |drift| > 20% على مدى الفترة المحلَّلة.
عدم الاستقرار (متدحرج):
instability ( t ) = σ P ( 24 h ) P ˉ ( 24 h ) \text{instability}(t) = \frac{\sigma_P^{(24h)}}{\bar P^{(24h)}} instability ( t ) = P ˉ ( 24 h ) σ P ( 24 h ) سجِّل حادث عدم استقرار إذا تجاوزت النسبة 0.3 على مدى نافذة ≥ 6 ساعات.
الجلسات الطويلة — كشف IQR
عتبة لكل محطة:
θ long = Q 3 + 1.5 ⋅ IQR , IQR = Q 3 − Q 1 \theta_\text{long} = Q_3 + 1.5 \cdot \text{IQR}, \quad \text{IQR} = Q_3 - Q_1 θ long = Q 3 + 1.5 ⋅ IQR , IQR = Q 3 − Q 1 كاشف قِيَم متطرفة متين — أفضل من درجة-z للتوزيع المنحرف لمدد جلسات الاقتراع.
درجة الخطورة:
S = 40 ⋅ long_frac + 30 ⋅ t ˉ anomaly θ long + 30 ⋅ n_incidents_critical S = 40 \cdot \text{long\_frac} + 30 \cdot \frac{\bar t_\text{anomaly}}{\theta_\text{long}} + 30 \cdot \text{n\_incidents\_critical} S = 40 ⋅ long_frac + 30 ⋅ θ long t ˉ anomaly + 30 ⋅ n_incidents_critical طاقة المنزل — تقرير الأسرة
قالب التفصيل (منزل لأسرة واحدة):
القطاع الحصة تدفئة الحيز 60% الماء الساخن المنزلي 20% الطهي 10% أخرى 10%
التوفير من العزل:
Δ V insulation = V heating ⋅ 0.15 (typical retrofit) \Delta V_\text{insulation} = V_\text{heating} \cdot 0.15 \text{ (typical retrofit)} Δ V insulation = V heating ⋅ 0.15 (typical retrofit) الفائدة المركّبة (المدخرات المودَعة بمعدل r):
Reinvest T = Savings ⋅ ( 1 + r ) T − 1 r \text{Reinvest}_T = \text{Savings} \cdot \frac{(1 + r)^T - 1}{r} Reinvest T = Savings ⋅ r ( 1 + r ) T − 1 تصنيف الخطورة — مقياس موحّد
المدى الخطورة اللون السياق 0–9 OK أخضر المركّب، أبرز العقد ذات المشكلات 10–29 Low أزرق المركّب 30–49 Medium أصفر المركّب 50–69 High برتقالي المركّب، تحذير أبرز العقد ذات المشكلات 70–100 Critical أحمر المركّب، أبرز العقد ذات المشكلات الحرجة
تستخدم “أبرز العقد ذات المشكلات” العتبتين 30 / 60 — حيث يُعامَل جزء أكبر من النطاق الأخضر بوصفه الحالة “العادية”.
إطار الثقة — إزالة الكربون وتجاوز العَدّ
الثقة الشرط High درجة عميقة ≥ 80 مع ≥ 6 أشهر من البيانات Medium درجة عميقة ≥ 50 أو سجل بيانات محدود Low درجة منخفضة / تقدير احتياطي
أولوية التحقيق الميداني — تجاوز العَدّ
الشرط الأولوية حدث فيزيائي حديث (≤ 7 d) P0 (تجاوز)حدث فيزيائي أقدم (> 7 d) P1 درجة ≥ 70 مع ثقة medium أو high P0 درجة ≥ 70 مع ثقة low P1 درجة ≥ 50 P1 درجة ≥ 30 P2 درجة < 30 P3
مرجع الثوابت
الرمز القيمة المصدر المستخدَم في EF CO2 \text{EF}_\text{CO2} EF CO2 1.96 kg/m³ IPCC AR6 إزالة الكربون، الانبعاثات والطاقة HHV \text{HHV} HHV 37.0 MJ/m³ غاز طبيعي نموذجي (IEA) الانبعاثات والطاقة ρ CH4 \rho_\text{CH4} ρ CH4 0.68 kg/m³ الظروف القياسية إزالة الكربون GWP 100 \text{GWP}_{100} GWP 100 28 IPCC AR6، 100 سنة إزالة الكربون، الانبعاثات والطاقة GWP 20 \text{GWP}_{20} GWP 20 84 IPCC AR6، 20 سنة إزالة الكربون، الانبعاثات والطاقة تدفق قرب-الصفري 0.5 m³/h تجريبي تجاوز العَدّ الحد الأدنى لفترة التدفق الصفري 6 h تجريبي تجاوز العَدّ σ الضغط العالق 0.1 kPa تجريبي تجاوز العَدّ الحد الأدنى لـ ΔT لغاي-لوساك 1.0 °C تجريبي تجاوز العَدّ الحد الأدنى لـ Q عند التعافي 10 m³/h تجريبي تجاوز العَدّ الحد الأدنى لـ ΔP عند التعافي 20 kPa تجريبي تجاوز العَدّ الحد الأقصى الفيزيائي لـ P 500 kPa حد فيزيائي المرشّح المسبق لتجاوز العَدّ مُضاعِف الارتفاع المفاجئ لـ Q 20× تجريبي المرشّح المسبق لتجاوز العَدّ زمن عَلَق مستشعر P المعطوب 168 h تجريبي صحة مستشعر تجاوز العَدّ درجة حرارة أساس HDD 18 °C IPCC توقّع الطلب على الغاز كسر التسريب الافتراضي 0.5% متوسط أسطول IEA احتياطي إزالة الكربون
المراجع المنهجية: IPCC AR6 (WG I، الفصل 7) لعوامل GWP والانبعاثات؛ OIML R 137-1 لأصناف دقة عدّادات التدفق؛ ISO 5167 وAGA Report No. 3 لحساب التدفق بالضغط التفاضلي؛ EN 1776 لأعراف تصميم محطات العَدّ؛ GHG Protocol Scope 1 لمحاسبة CO₂ الناتج عن الاحتراق المباشر.