[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911356870.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111177218B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉正坤;武應(yīng)元;劉江嘯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市東深電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F16/2458
• 分類(lèi)號(hào): G06F16/2458;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 深圳德高智行知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44696
• 代理人: 李戍

1.一種基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)取一定數(shù)量的同序列的歷史環(huán)境量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和安全監(jiān)測(cè)量數(shù)據(jù)組成一個(gè)時(shí)間序列數(shù)組；

2)采用3δ準(zhǔn)則，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的聚類(lèi)分析算法，將安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量不符合正態(tài)分布的歷史序列數(shù)組剔除；

3)利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的回歸算法，結(jié)合時(shí)間序列數(shù)據(jù)，計(jì)算擬合出安全監(jiān)測(cè)量與環(huán)境監(jiān)測(cè)量之間的統(tǒng)計(jì)方程；假定通過(guò)大數(shù)據(jù)分析得到的多元回歸方程如下：

y＝f(H,T,t)；

其中，y為安全監(jiān)測(cè)量，H、T、t分別為水位、時(shí)間和溫度三個(gè)主要的環(huán)境影響因素；

4)讀取當(dāng)前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用當(dāng)前的水位、時(shí)間和溫度，代入多元回歸方程，得到安全監(jiān)測(cè)量的計(jì)算理論值y_t；設(shè)其剩余標(biāo)準(zhǔn)差為S，將實(shí)測(cè)值與計(jì)算理論值作差，得|y-y_t|，比較|y-y_t|和S之間的關(guān)系；

5)根據(jù)步驟4)中的關(guān)系判斷大壩是否正常；所述步驟5)中的判斷方式的具體步驟為：

5.1)根據(jù)3δ準(zhǔn)則，如果|y-y_t|＞3S，則判定該組數(shù)值為異常值，否則認(rèn)為該組數(shù)值為正常數(shù)據(jù)；

5.2)若該組數(shù)值判斷為正常時(shí)，將該組的實(shí)測(cè)值并入到時(shí)間序列數(shù)組中，對(duì)多元回歸公式進(jìn)行進(jìn)一步的擬合調(diào)整，生成新的多元回歸方程；

5.3)若該組數(shù)值判斷為異常時(shí)，將該組數(shù)值去掉，不進(jìn)入后續(xù)的持續(xù)運(yùn)算；同時(shí)，通知系統(tǒng)重復(fù)測(cè)量三次，并按上述步驟3)和步驟4)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行檢驗(yàn)；若重復(fù)測(cè)量后數(shù)據(jù)回歸正常，則認(rèn)為該異常值是由于粗差引起的，予以剔除；若三次測(cè)量所得的數(shù)據(jù)均不能回歸正常，則系統(tǒng)發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)警；

6)每組新的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集上來(lái)的時(shí)候，均循環(huán)進(jìn)行上述的異常判斷步驟和多元回歸方程擬合調(diào)整步驟；

7)利用大數(shù)據(jù)擬合得到的多元回歸方程y＝f(H,T,t)，計(jì)算出安全監(jiān)測(cè)量的預(yù)測(cè)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析方法，其特征在于：所述歷史環(huán)境量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為水位、時(shí)間和溫度中的一種或多種，所述安全監(jiān)測(cè)量數(shù)據(jù)為位移和滲壓中的一種或多種。

3.一種基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析系統(tǒng)，應(yīng)用權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：包括

時(shí)間序列數(shù)組生成模塊，其用作取一定數(shù)量的同序列的歷史環(huán)境量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和安全監(jiān)測(cè)量數(shù)據(jù)組成一個(gè)時(shí)間序列數(shù)組；

大數(shù)據(jù)分析模塊，其用于采用3δ準(zhǔn)則，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的聚類(lèi)分析算法，將安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量不符合正態(tài)分布的歷史序列數(shù)組剔除；

計(jì)算模塊，與時(shí)間序列數(shù)組生成模塊和大數(shù)據(jù)分析模塊連接，其利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的回歸算法，結(jié)合時(shí)間序列數(shù)據(jù)，計(jì)算擬合出安全監(jiān)測(cè)量與環(huán)境監(jiān)測(cè)量之間的統(tǒng)計(jì)方程；

對(duì)比模塊，其讀取當(dāng)前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用當(dāng)前的水位、時(shí)間和溫度，代入多元回歸方程，得到安全監(jiān)測(cè)量的計(jì)算理論值；設(shè)其剩余標(biāo)準(zhǔn)差，將實(shí)測(cè)值與計(jì)算理論值作差，并與剩余標(biāo)準(zhǔn)差比較，得出兩者之間的關(guān)系；

判斷模塊，與對(duì)比模塊連接，用于根據(jù)對(duì)比模塊得出的關(guān)系判斷大壩是否正常。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析系統(tǒng)，其特征在于：還包含有g(shù)prs dtu模塊，其與判斷模塊連接，用于將判斷結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的終端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于大數(shù)據(jù)分析的大壩安全分析系統(tǒng)，其特征在于：還包含有聲音報(bào)警模塊，其與判斷模塊連接，用于供判斷模塊在三次測(cè)量所得的數(shù)據(jù)均不能回歸正常時(shí)進(jìn)行聲音報(bào)警。