[發明專利]通過使用模型委員會來進行預測建模的方法和系統

無效

• 申請號: 200610064443.2
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN101059846A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: R·V·蘇布;P·P·博尼索恩;F·薛
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉紅;王忠忠

技術領域

本發明通常與預測建模(predictive?modeling)相關，同時更特別地是，與使用模型委員會(committee?of?models)以及根據局部加權學習進行融合的預測建模相關。

背景技術

很多不同的方法被用于使資產(asset)的利用最優化。比如，可以在產生供給電力網的電力的渦輪或鍋爐操作中執行資產最優化。為了確定對渦輪或鍋爐的最優化利用，對參數進行預測和優化是非常有用的，這些參數例如為在不同操作條件下的耗熱率、NOx排放以及設備負載。

對需要優化的資產進行預測建模是在對資產優化的決策制訂時聯合使用的一項已知技術。但是，利用典型的預測模型，局部性能在預測空間上可能有變化。比如，一個特定的預測模型有可能在一組操作條件下提供很精確的結果，但是也可能在另一組操作條件下提供不太精確的結果。

很多因素的變化可能導致這樣的預測不確定性。比如，在某些條件下提供給模型的數據可能會包含噪音，該噪音導致了不準確性。另外，在由訓練集數據表示的操作模式中的數據密度的變化可能導致模型參數的不規范，其中該變化來源于：對訓練集數據的隨機采樣，非確定性訓練結果，以及不同的初始條件。同樣，例如，如果在神經網絡預測模型中神經元不夠或者回歸模型指定的不夠精確也能夠導致模型結構不規范的發生。

發明內容

一方面，提供了一種使用預測模型委員會控制過程的方法。該過程具有多個控制設置值以及至少一個探針用于產生過程狀態的數據表示。該方法包括：將探針數據提供給模型委員會中每個模型以便每個模型產生各自的輸出的步驟，聚集這些模型輸出的步驟，以及基于該聚集來產生預測輸出的步驟。

在另外一個方面，提供了一種用于產生與過程相關的預測輸出的系統。該過程具有多個控制設置值以及至少一個探針用于產生過程狀態的數據表示。該系統包括模型委員會，其中該模型委員會包括多個預測模型。對每個模型進行配置以使其基于來自探針的數據產生各自的輸出。該系統包括一計算機，被編程為將來自所述模型的輸出進行融合以在所述模型輸出的基礎上產生至少一個預測輸出。

而在另外一個方面，提供了一種用于產生關于過程的預測輸出的計算機執行方法。該過程具有多個控制設置以及至少一個探針用于產生過程狀態數據表示。該方法包括：為包括多個預測模型的模型委員會提供輸入，執行每個模型以基于來自探針的數據產生其各自的輸出，以及對這些來自模型的輸出進行融合以基于模型的輸出產生至少一個預測輸出。

附圖說明

圖1是使用模型委員會以及融合(fusion)來預測探針性能的示意圖。

圖2對多個預測模型的訓練進行了說明。

圖3對探針的同位體(peer)的檢索進行了說明。

圖4對預測模型局部性能的估計進行了說明。

圖5對模型聚合(aggregation)以及偏移補償進行了說明。

具體實施方式

圖1是使用系統10以產生預測輸出的示意圖，其中系統10使用了模型委員會12和融合14。在圖1中顯示的例子中，使用系統10對來自探針16的輸出進行預測。正如在此處使用的，術語“模型(model)”通常涉及，但是不僅限于，可作為基本(underling)資產/系統性能表示的代理的預測模塊，同時術語“委員會(committee)”涉及，但不僅限于，模型的集合或組，其中的每個模型都能夠執行相似的，即使不是完全相同的預測任務。在一個實施例中，能夠在通用計算機中實現系統10。能夠使用很多不同種類的計算機，并且本發明不只局限于在任何一個特殊計算機上的執行。此使用的術語“計算機”，包括桌上型和便攜型的電腦，服務器，基于微處理器的系統，專用集成電路，以及能夠執行這里結合該系統所描述的功能的任何可編程集成電路。

如圖1中所示，模型委員會12包括多個預測模型18。每個預測模型18基于模型輸入，為探針(probe)Q?16產生預測輸出。對模型輸出進行“融合”(fuse)14，將在下面對此進行更加詳細描述，同時系統10基于這種融合產生一個輸出。然后可使用融合的輸出來估計與探針所表示的控制設置值對應的過程輸出。在此處使用的術語“融合”(fuse)，涉及以一種產生改進的輸出的方式對輸出進行的組合。