[發明專利]一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法

在審

• 申請號: 201810376684.3
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108573285A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 高騰;許煥敏
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;楊靜

1.一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟(1)：收集疏浚作業中能耗與工藝參量的數據資料，確定p個分析變量，列出因變量與自變量樣本矩陣；其中，p為正整數；

步驟(2)：對相關工藝參量數據進行標準化處理；

步驟(3)：對選取的工藝參量分別與能耗進行相似度的計算；

步驟(4)：對所計算的相似度結果進行分析，確定各工藝參量與能耗之間的相關性。

2.根據權利要求1所述的一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，所述步驟(1)中列出因變量與自變量樣本矩陣具體為：設對p個自變量x₁,x₂,…,x_p和1個因變量y₁行了n次觀測,分別記自變量與因變量的“樣本點×變量”型的數據矩陣如下所示：

記樣本矩陣為

其中，a_ij為x_j的第i次測量值，b_r1為y₁的第r次測量值。

3.根據權利要求2所述的一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，所述步驟(2)中對對相關工藝參量數據進行標準化處理具體為：

所述步驟(2)對相關參量數據進行標準化處理具體為：

將步驟(1)中的樣本矩陣進行標準化變換，變換后的矩陣如下所示，

其中，為自變量x_p的觀測值的最小值，為自變量x_p觀測值的極差；為因變量y_q的觀測值的最小值，為因變量y₁的觀測值的極差。

4.根據權利要求3所述的一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中對選取的工藝參量分別與能耗進行相似度的計算具體為：選取已進行標準化處理后的任意一自變量，是兩個n維數據對象,計算x_j與y₁之間的相似度。

5.根據權利要求4所述的一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中計算x_j與y₁之間的相似度分為三步，具體如下：

第一步，比較，度量單個屬性之間的相離程度，由式(5)計算：

其中，R_j表示第j個屬性的方差；為將x_j與y₁之間的相離程度；

第二步，綜合，將每一屬性之間的度量結果綜合，由式(6)計算：

其中，表示第j個屬性的權重，M_n(x)為綜合結果

第三步，轉換，將綜合結果映射到[0,1]之間，f表示轉換函數，由式(8)計算：

6.根據權利要求5所述的一種面向疏浚能耗的工藝參量聚類分析方法，其特征在于，所述步驟(4)中對所計算的相似度結果進行分析具體為：

所述步驟(3)中，

對于單個屬性間相似度分析，度量單屬性相似度是衡量單個屬性的相離程度，當計算的是相離程度時，單屬性相似度取值范圍是整個實數集，兩個元素越相離，則取值越大；

對于綜合結果分析，由于綜合屬性是對每一屬性的綜合把握，同單屬性相似度類分析方法相同，當單屬性相似度計算的是分離程度時，兩個元素越分離，則取值越大；

對綜合結果映射分析，相似度的取值范圍為[0,1]，取值的大小表示元素之間的相似程度，當兩個元素是相似樣本時，相似度的計算結果越趨近于1；當兩個元素不相似時，相似度的計算結果越趨于0。