[發明專利]基于煉鋼節奏估計的冶金企業轉爐煤氣發生量長期預測方法

有效

• 申請號: 201410066954.2
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103793767A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙珺;盛春陽;湯曉燕;王偉;劉穎
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/30
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于煉鋼節奏估計的冶金企業轉爐煤氣發生量長期預測方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)從冶金企業現場的實時數據庫讀取預測所需的轉爐煤氣系統發生量數據；

(2)將轉爐煤氣發生量數據劃分為段的等時間間隔的數據片段，記其中某一劃分時間片段為x(n)，n為序列長度；

(3)采用基于模匹配的方法從不同的時間片段中提取出能夠描述煉鋼節奏的時域特征和頻域特征

①構造模序列t，t具有平移特性和伸縮特性；

②模匹配：計算模序列組與樣本序列的匹配程度，模序列經過長度伸縮，得到一組模序列{t₁,t₂,...,t_l}，通過卷積來計算模序列t_i(m)與樣本序列x(n)的匹配程度

y(j)=Σk=1miti(k)x(j-k)]]>

其中，m為模序列的長度，j＝n+m-1，保留向量y中間的n個數，得到相關系數矩陣Y的第i行，記為Y(i)，Y(i,j)代表模序列t_i(m)在伸縮尺度為a_i，平移尺度為b_j時與樣本序列x(n)的相似性；

③特征篩選：Y(i,j)的取值越大，表示匹配程度越高，篩選Y(i,j)的局部最大值，記為集合Y^*＝{Y(a_i,b_j)}，Y(a_i,b_j)滿足如下表達式

Y(a_i,b_j)＞Y(a_x,b_y),1＜i＜l?and1＜j＜N.

(a_x,b_y)∈{(a_i-1,b_j-1),(a_i-1,b_j),(a_i-1,b_j+1)

,(a_i,b_j-1),(a_i,b_j+1),(a_i+1,b_j-1)

,(a_i+1,b_j),(a_i+1,b_j+1)}

統計局部最大值點的索引值構成特征點的集合χ＝{(a_i,b_j)}；

(4)基于聚類算法的特征融合

將步驟(3)提取的個特征向量χ合并為X，記X的維數為采用聚類算法來完成轉爐煉鋼節奏變化的特征融合，以改進的模糊C均值聚類算法為例，

初始化：選定任給的常數ε＞0，置迭代次數h＝0，設置初始聚類中心v⁽⁰⁾；

①計算隸屬度

ujk(h)=1/(Σi=1c(djk(h)/dik(h))2/(M-1)),∀j,k]]>

如果dik(h)=0,]]>則uik(h)=1;ujk(h)=0,i≠j;]]>

②計算第j個聚類中心和

③若||v^(h+1)-v^(h)||＜ε，則停止；否則，h＝h+1，轉第一步；

其中，M為加權指數，η為與生產實際相關的偏移系數；

(5)基于煉鋼節奏估計的轉爐煤氣發生量長期預測

經過特征融合，得到能夠描述轉爐煉鋼節奏變化的普遍特征，用聚類中心v＝{v₁,v₂,...,v_c}來表示，根據煉鋼節奏反重構出未來較長時段內轉爐煤氣的發生量，反重構公式如下：

如果

如果

如果

如果

其中，x為預測的時刻，t為模序列，y為要預測的序列，n表示預測的時長，v_a,c表示冶煉最后一爐次鋼的時域特征，v_b,c表示冶煉最后一爐次鋼的頻域特征。