[發明專利]基于均值變化檢測的報警正常與異常數據檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201710165542.8
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107092654B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 王建東
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于均值變化檢測的報警系統正常與異常數據檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取過程信號，所述過程信號為一系列以時間為坐標的報警過程信號；

(2)計算所述過程信號的檢驗統計量；所述檢驗統計量以時間為坐標，是與該信號的連續單調變化累積樣本數相關的統計量；

(3)獲取使得(2)中檢驗統計量最大的時刻，設定第一閾值，并通過假設檢驗的方法驗證該時刻是否為過程信號均值變化時刻；所述假設檢驗方法為假設最大檢驗統計量對應的時刻不是均值變化點，設定犯第一類錯誤的概率為α，檢驗統計量最大時對應的概率為P，T為時間，max|U_t，T|為最大檢驗統計量；若最大檢驗統計量對應的概率P小于α，則拒絕原假設，最大檢驗統計量對應的時刻為過程信號均值變化點，否則不為均值變化點；

(4)采用二分法利用(3)中獲取的過程信號均值變化時刻，將(1)中所述的過程信號進行劃分；

(5)重復所述步驟(2)至(4)，直至找到所有的過程信號均值變化時刻，并劃分(1)中所述過程信號；設定報警閾值，計算每一個子段的過程信號均值，根據所述子段的平均值和數據離散度計算得到子段的t分布檢驗統計量，計算某一個分段的t分布檢驗統計量，通過設定檢驗水準β，根據自由度和檢驗水準β確定第二閾值，如果t分布檢驗統計量大于第二閾值，認為該段的均值大于報警閾值，該段數據為異常狀態，如果t分布檢驗統計量小于第二閾值，認為該段的均值小于報警閾值，則該數據段為正常狀態，除此以外的數據既非正常數據段，也非異常數據段。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一閾值為檢驗統計量最大時對應的概率。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：設定檢驗水準β，所述第二閾值是根據自由度和檢驗水準β確定的t分布檢驗臨界值，所述自由度為過程信號個數減1。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述數據離散度包括標準差、方差或均方差。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述二分法具體為將過程信號分為以最大檢驗統計量所映射的過程信號為節點的兩段數據，計算上述每一段過程信號的最大檢驗統計量，并采用(3)的方法驗證每一個分段是否存在過程信號均值變化點，并循環操作。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述檢驗統計量為U_t，T：

U_t，T＝U_t-1，T+V_t，T

其中且U_1，T＝V_1，T，為過程信號。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述t分布檢驗統計量為：

其中是該數據段的平均值，即x_tp是報警閾值，s是該數據段的標準差，即

8.一種實現權利要求1所述的基于均值變化均值檢測的報警系統正常與異常數據檢測方法的裝置，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取過程信號，所述過程信號為一系列以時間為坐標的報警過程信號；

計算統計量單元，用于計算所述過程信號的檢驗統計量；所述檢驗統計量以時間為坐標，并與所述報警過程信號對應；

確定單元，用于獲取檢驗統計量最大的時刻，并通過假設檢驗的方法驗證該時刻是否為過程信號均值變化時刻；

過程信號劃分單元，用于采用二分法對獲取單元中所述的過程信號按照確定單元獲取的均值變化點進行劃分；

報警數據鑒定單元，用于將所述過程信號分為按照時間順序的，以過程信號劃分單元中均值變化點為首尾的多個子段，設定報警閾值，計算每一個子段的過程信號均值，采用T檢驗法將各個均值與報警閾值比較，確定各個子段為正常數據段或異常數據段。