[發(fā)明專利]一種大壩變形監(jiān)測中的粗差判別方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911314643.2
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111222095B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 花勝強;胡波;鄭健兵;凌騏;邢曉博;郭曈曈;李光毅;唐帥;郭銘群
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)電力科學研究院有限公司;南京南瑞水利水電科技有限公司;國網(wǎng)河北省電力有限公司;國網(wǎng)河北省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院;國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

本發(fā)明公開了一種大壩變形監(jiān)測中的粗差判別方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，所述方法包括：計算出原始測值序列中各測值對應(yīng)的離差和，進而形成離差和序列；計算所述離差和序列的均值和標準差；基于所述離差和序列的均值和標準差，剔除原始序列中滿足粗差判定規(guī)則的測值，形成新的測值序列；基于所述新的測值序列，獲得對應(yīng)的第一回歸分析模型；基于所述第一回歸分析模型計算出原始測值序列中各測值對應(yīng)的擬合殘差；計算出原始測值序列中全體測值的標準差；將原始測值序列各測值對應(yīng)的擬合殘差與原始測值序列中全體測值的標準差進行比較，基于比較結(jié)果判斷出粗差。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)粗差的有效判別與剔除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于大壩安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大壩變形監(jiān)測中的粗差判別方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大壩安全是大壩發(fā)揮經(jīng)濟、社會等效益的前提和基礎(chǔ)，大壩變形監(jiān)測又是大壩安全監(jiān)測中具有指標性意義的主要物理量，其異常值會對大壩性態(tài)的評價產(chǎn)生較大的影響，因此應(yīng)對異常值進行綜合分析，研究清楚其形成機理，如果異常值是因為系統(tǒng)或者測量等原因造成的，則應(yīng)將其判為粗差，以便后續(xù)將其刪除或者做其他特別處理。

所謂粗差，是指與大壩的真實性態(tài)及環(huán)境因子的變化無實際關(guān)聯(lián)的，而在量值上與臨近時序的其他正常測值存在明顯差距的測值數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的粗差判別方法基于數(shù)理統(tǒng)計原理，包括3σ準則、Dixon準則、Grubbs準則、肖維勒準則、羅曼諾夫斯基準則等，然而大壩的變形監(jiān)測數(shù)值是受到壩體多個環(huán)境量因子的共同作用和影響的，如果直接基于監(jiān)測值序列本身進行判別，易將因環(huán)境因子變化引起的監(jiān)測極值誤判為粗差，故不宜采用此種方式；另一方面，如Grubbs準則等基于殘差進行判別的方法，雖然排除了上述問題，但是需要預先建立監(jiān)測量與環(huán)境量因子的回歸模型，這就導致了其隱含的粗差也不可避免的參與了回歸建模，以行業(yè)內(nèi)普遍使用的多元線性回歸的統(tǒng)計特性來看，如果粗差的占比或者量值大到一定程度，會使得擬合出來的回歸模型嚴重失真，從而加大了后續(xù)使用這些準則時誤判或者漏判粗差的風險。

大壩變形監(jiān)測統(tǒng)計學模型，是基于大壩變形監(jiān)測成因分析的基礎(chǔ)理論來確定因子空間，然后根據(jù)歷史實測資料，運用統(tǒng)計學分析方法來計算各項因子的系數(shù)，從而建立起監(jiān)測效應(yīng)量和環(huán)境量的映射關(guān)系，達到定性、定量分析和估計大壩變形的成因、趨勢和期望的目的。模型越逼近實際，則模型擬合值與實測值的殘差理應(yīng)越小，基于殘差的粗差判別準則檢驗和判定粗差的可信度也應(yīng)越高，反之亦然，由此可以看出，大壩變形監(jiān)測統(tǒng)計學模型的擬合精度，是大壩變形監(jiān)測粗差判別的基礎(chǔ)和前提。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種大壩變形監(jiān)測中的粗差判別方法、裝置及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)粗差的有效判別與剔除。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

第一方面，本發(fā)明提供了一種大壩變形監(jiān)測中的粗差判別方法，包括：

計算出原始測值序列中各測值對應(yīng)的離差和，進而形成離差和序列；

計算所述離差和序列的均值和標準差；

基于所述離差和序列的均值和標準差，剔除原始序列中滿足粗差判定規(guī)則的測值，形成新的測值序列；

基于所述新的測值序列，獲得對應(yīng)的第一回歸分析模型；

基于所述第一回歸分析模型計算出原始測值序列中各測值對應(yīng)的擬合殘差；

計算出原始測值序列中全體測值的標準差；

將原始測值序列各測值對應(yīng)的擬合殘差與原始測值序列中全體測值的標準差進行比較，基于比較結(jié)果判斷出粗差，完成粗差判別。

可選地，所述各測值對應(yīng)的離差和的計算方法包括以下步驟：

從去除原始測值序列中去掉某測值，將剩余的n-1個測值與其對應(yīng)的環(huán)境量因子集基于逐步回歸算法進行建模，得到第二回歸分析模型；