[發明專利]基于單邊U檢測的突發污染感知方法

無效

• 申請號: 201110184987.3
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102306235A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 龐麗萍;張瑜;劉曦;胡濤
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01N33/00
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明涉及一種基于單邊U檢測的突發污染感知方法，屬于概率統計技術領域。

背景技術

(1)突發污染感知

突發性環境污染嚴重威脅著人們的健康和生命安全。其本身具有的極強的不確定性(發生時間、地點及源強度的不確定)給救援及防護工作帶來了嚴重阻礙。突發污染感知，是污染源定位的前提，對污染源辨識及治理具有重要的意義。目前，主要是利用傳感器的實時監測對突發污染進行感知。所謂的污染感知時刻就是根據傳感器觀測到的數據檢測判斷出有突發污染源存在的時刻。感知滯后時間指污染感知時刻與污染實際發生時刻的差值。傳感器不能敏感地感知到突發污染起始時刻，將直接影響污染源定位和強度估計的準確性，甚至造成錯誤定位。因此，相關領域的研究人員一直迫切地探索可靠性更高的污染感知方法。

(2)常用的污染感知方法

目前，常用的污染感知方法是閾值判斷法，其原理是：設置一定的污染物濃度閾值，當傳感器觀測濃度超過設定值，則認為出現突發污染。此方法原理簡單，應用較多，但在實際應用中存在兩個問題：a.要求傳感器測量精度高，而實際濃度傳感器測量精度受到諸多因素影響，一般時實濃度的測量精度低(測量噪聲較大)，使用該方法易引起虛警。如圖1所示，橫坐標為時間，縱坐標為污染物濃度值，無污染源時某氣體濃度在20～30ppm間波動，但是由于測量噪聲影響，如在A時刻和B時刻的觀測值可能超過指定閾值40ppm，從而引起虛警。b.為避免虛警，需要適當提高檢測報警的閾值，如圖1將閾值從40ppm提高到50ppm，雖然大大降低了虛警概率，但是這又造成污染感知時刻滯后。

造成上述問題的主要原因是，基于濃度閾值的突發污染感知方法是針對濃度的單一時刻數據判別，在觀測噪聲的影響下，一定會存在上述兩個問題。

(3)單個正態總體的均值假設檢驗

先對總體的某個未知參數或總體的分布形式作某種假設，然后由所抽取的樣本提供的信息，構造合適的統計量，對所提出的假設進行檢驗，以做出統計判斷。是接受假設還是拒絕假設，這類統計推斷問題稱為假設檢驗問題。

單正態總體均值的U檢驗，是參數假設檢驗的一種，其具體步驟如下：

設x₁，x₂，Λx_n是來自正態總體N(μ，σ₀²)的樣本。

a.首先對總體的均值做假設

H₀：μ＝μ₀；H₁：μ＞μ₀或H₀：μ≤μ₀；H₁：μ＞μ₀(稱為右單邊檢驗)。

b.由抽取的樣本構造統計量

U=X‾-μ0/(σ0/n)---(1)]]>

當H₀成立時，U～N(0，1)。其中，為樣本均值，σ₀為總體標準差，n為樣本容量。

c.在給定顯著性水平下，確定H₀關于統計量的拒絕域。

對于給定的顯著性水平0＜α＜1，查標準正態分布表得z_α，使