如何用PromQL计算储罐液位下降速率并忽略填充上升阶段

核心思路 #

要精准计算液位下降速率并排除填充时的正向干扰，核心是先过滤掉液位上升的时间段，仅保留下降阶段的样本数据，再针对不同时间窗口计算速率。

具体PromQL实现 #

1. 过滤液位上升的样本 #

利用delta()函数识别液位上升的区间，再通过unless操作符排除这些区间的样本，只保留下降阶段的数据（假设你的液位指标名为tank_level_percent）：

tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0

• 说明：delta(tank_level_percent[1m]) > 0会标记出液位上升的时间段，unless会剔除这些时段的样本，仅保留液位下降或平稳的区间。

2. 计算不同时间窗口的下降速率 #

基于过滤后的数据集，使用deriv()函数计算线性回归斜率（即下降速率），针对不同时间窗口配置如下：

• 3天窗口的下降速率：

deriv((tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0)[3d:1h])

• 10天窗口的下降速率：

deriv((tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0)[10d:1h])

• 30天窗口的下降速率：

deriv((tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0)[30d:1h])

• 60天窗口的下降速率：

deriv((tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0)[60d:1h])

• 说明：[3d:1h]表示取过去3天的数据，步长设为1小时（可根据你的指标采集频率调整步长）；deriv()会计算这段时间内的线性下降速率，数值为负代表液位下降。

3. 可选：排除填充后的平稳期 #

如果填充后有一段液位稳定的时期，不想将这段的“0速率”纳入统计，可以再加一层过滤，只保留负向速率：

deriv((tank_level_percent unless delta(tank_level_percent[1m]) > 0)[3d:1h]) < 0

Grafana配置建议 #

• 面板配置：选择Prometheus数据源，直接填入上述PromQL查询，可创建多个面板分别展示不同时间窗口的速率，或通过Grafana变量（比如设置window变量，可选值为3d、10d等）实现窗口切换。
• 告警配置：基于计算出的速率设置阈值，比如当3天窗口的下降速率突然超过正常范围时触发告警，提前预警系统异常。

注意事项 #

• delta()的时间窗口（如[1m]）需与你的指标采集频率匹配，若填充是瞬间完成的，可缩小窗口至[30s]，避免漏过填充事件。
• 若液位下降是非线性的，可替换deriv()为rate()结合反向计算，但deriv()在大多数储罐排空场景下已足够准确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者smokinjim