[發明專利]空氣質量檢測方法和空氣質量檢測系統

有效

• 申請號: 201611168664.4
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106779217B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 孫光民;李子博;李煜
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明涉及一種空氣質量檢測方法和空氣質量檢測系統，本發明的空氣質量檢測方法，利用多路傳感器獲取空氣中各時段不同化學基的比例作為變量，隨后對數據進行預處理得到回歸器的輸入，整個回歸器分為訓練和檢測兩個環節，在訓練環節，每個訓練樣本及對應的標簽將通過數次迭代獲取對應次數的回歸系數與輔助參數，而在測試環節則直接利用訓練得到的相關參數及回歸系數實現多次疊加后的空氣質量的估計。本發明能夠同時保證對多元非線性回歸問題的快速、準確地完成從輸入特征到預測值的映射，有利于實現環境監測中的更準確檢測。

技術領域

本發明屬于環境監測領域，具體涉及一種空氣質量檢測方法、檢測系統，尤其是基于級聯回歸切比雪夫多項式擬合的空氣質量檢測方法、檢測系統。

背景技術

面對社會對空氣質量日益加重的擔憂，如何能夠準確檢測到空氣中對人體有害的成分成為了值得研究人員進行探討的課題。對于環境監測這種實際的數學問題，多元非線性方法在眾多的核心技術中是比較理想的一種。

目前在不同的多元非線性方法中，有較好的優點及理論基礎的第二類切比雪夫多項式回歸法是一種較為新興的非線性回歸法。

然而這種方法與其他的多項式回歸法有著相同的缺陷，即待擬合系數的個數會隨著變量數增長而呈指數式增長。

與此對應的，目前主流的一類回歸方法是以偏最小二乘回歸法為典型例子，它嘗試用多個多元線性回歸器來代替一個多元非線性回歸器，這種多個回歸器組合的形式又被稱為級聯。

但此種方法的問題在于當此類方法應用于非線性回歸問題時，普遍會出現誤差較大的問題。原因可被歸結為這類方法的核心方法還是采用了線性回歸，即使采用了級聯的形式，如果系統過于復雜我們同樣無法通過這類回歸方法獲得令人滿意的結果。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種空氣質量檢測方法，其基于級聯回歸切比雪夫多項式擬合的數據處理方法，能夠同時保證對多元非線性回歸問題的快速、準確地完成從輸入特征到預測值的映射，能夠更加快速、準確地檢測空氣質量。

本發明還提供一種空氣質量檢測系統，其基于級聯回歸切比雪夫多項式擬合的數據處理裝置，能夠同時保證對多元非線性回歸問題的快速、準確地完成從輸入特征到預測值的映射，能夠更加快速、準確地檢測空氣質量。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種空氣質量檢測方法，其包括如下步驟：

S1、獲得檢測數據；

S2、通過級聯回歸切比雪夫多項式擬合對步驟S1獲得的檢測數據進行處理，包括：

S21、通過迭代法訓練，獲取整個級聯回歸器中各子回歸器的回歸系數及相關參數(例如：總的迭代次數、每次遞歸過程中生成的映射矩陣、歸一化時生成的邊界參數)，

S22、結合步驟S21得到的回歸系數及相關參數，對步驟S1獲得的檢測數據進行處理，得到用于預測空氣質量的結果；

S3、得到空氣質量的預測結果。

本發明一個實施例的空氣質量檢測方法，其中，步驟S1獲得的檢測數據包括空氣中至少一種化學基的比例信息。

本發明一個實施例的空氣質量檢測方法，其中，步驟S1獲得的檢測數據包括CO的濃度值/小時、NMHC的濃度值/小時、NO_x的濃度值/小時、NO₂的濃度值/小時、O₃的濃度值/小時、每小時平均溫度、每小時相對濕度和每小時絕對濕度。

本發明一個實施例的空氣質量檢測方法，其中，步驟S21中，每次迭代過程包括：