[發明專利]一種大壩安全監測數據異常識別的預警閾值設置方法

有效

• 申請號: 202010475794.2
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111651708B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李艷玲;陳建康;吳震宇;沈定斌;張瀚;黃會寶;裴亮;李興
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

1.一種大壩安全監測數據異常識別的預警閾值設置方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構建基于圖基雙權估計函數的穩健回歸模型；

通過歷史效應量及環境量建立的回歸模型如式(1)所示：

Y＝Xβ+μ (1)

式中，Y為由歷史觀測值構成的效應量向量；X為歷史環境量變量矩陣，β為系數向量；μ為隨機誤差項；

采用M估計法求解穩健回歸模型，則其系數向量的估計值為：

式中，W為等價權矩陣，采用圖基雙權函數計算；

步驟2：在穩健回歸模型的基礎上，采用基于位置M估計量的尺度估計量S_T代替剩余標準差S；基于位置M估計量的尺度估計量S_T的計算公式如下：

MAD＝median_i{|x_i-median(x_i)|} (6)

式中，x_i為數據序列；T_n為位置M估計量；u_i為標準化變量；n為樣本個數；ω(·)為權重函數，選取圖基雙權函數；ψ(·)為目標函數的導函數；ψ′(·)為ψ函數的導函數；c為細調常數；S_n是輔助尺度估計；MAD為各個觀測量到數據序列中位數median(x_i)的距離的中位數；

步驟3：構建基于穩健回歸模型的預測值置信區間半徑D，具體計算公式如下：

式中，t_α/2為T分布在1-α置信水平下對應概率的分位點；ω₀和e₀分別為實時數據計算的權重和殘差，采用圖基雙權函數形式的權重函數計算；X₀為實時監測的環境量向量；

步驟4：異常預警閾值設置為[-3S_T-D，3S_T+D]，即滿足式(9)的為正常測值，不滿足則為異常測值；

式中，Y₀為實測值；為模型預測值。