[發(fā)明專利]供熱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011153542.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112199365A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌繼紅;孟宸宇;邢金城
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/215
• 分類號(hào): G06F16/215;G06F16/23;F24D19/10;G06N3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種供熱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常識(shí)別方法，其特征是，供熱系統(tǒng)將二次網(wǎng)換熱站一、二次側(cè)的供回水溫度傳感器、流量傳感器、熱量傳感器記錄的一次側(cè)供回水溫度T_g1、T_h1，二次側(cè)的供回水溫度T_g2、T_h2，一、二次側(cè)瞬時(shí)流量G_t1、G_t2和熱量Q_t1、Q_t2，累計(jì)流量G_a1、G_a2和熱量Q_a1、Q_a2，數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)并儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫；

首先將讀取所述數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：第一步先定位缺失數(shù)據(jù)，使用局部樣條插值的方法補(bǔ)充數(shù)據(jù)；第二步使用移動(dòng)平均的方法處理供熱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中包含的累計(jì)熱量數(shù)據(jù)和累計(jì)流量數(shù)據(jù)；第三步使用瞬時(shí)流量、熱量數(shù)據(jù)和平均流量、熱量數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)商、差構(gòu)成相對(duì)數(shù)據(jù)集替代原始數(shù)據(jù)；最后對(duì)經(jīng)過上述三步處理后的數(shù)據(jù)集進(jìn)行異常識(shí)別，返回異常分?jǐn)?shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的供熱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常識(shí)別方法，其特征是，具體步驟如下：

1)缺失數(shù)據(jù)的樣條插值

將數(shù)據(jù)集中的時(shí)間標(biāo)簽作為插值自變量，增量為Δt分鐘，對(duì)應(yīng)的累計(jì)流量G_a1、G_a2和熱量Q_a1、Q_a2分別進(jìn)行三次樣條插值，補(bǔ)充缺失數(shù)據(jù)；

2)累計(jì)數(shù)據(jù)移動(dòng)平均處理

使用公式(1)所示的移動(dòng)平均的方法對(duì)累計(jì)流量G_a1、G_a2和熱量Q_a1、Q_a2分別作移動(dòng)平均處理：

式中：Y_i—i時(shí)刻原始數(shù)據(jù)，指代G_i，a1、G_i，a2、Q_i，a1，Q_i，a2；

Y_i，MA—i時(shí)刻數(shù)據(jù)移動(dòng)平均結(jié)果,可以指代G_i,MA1、G_i,MA2、Q_i,MA1、Q_i,MA2；

3)使用瞬時(shí)流量、熱量數(shù)據(jù)和平均流量、熱量數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)商、差構(gòu)成相對(duì)數(shù)據(jù)集替代原始數(shù)據(jù)：

首先使用公式(2)求出在Δt時(shí)間內(nèi)的平均流量和熱量：

Y_i，AA＝(Y_i+Δt，MA-Y_i，MA)*S (2)

式中：Y_i，AA—i時(shí)刻到i+Δt時(shí)刻的平均流量或平均熱量；

S—單位轉(zhuǎn)換系數(shù)；

隨后使用公式(3)、(4)對(duì)一二次側(cè)流量、熱量分別進(jìn)行相對(duì)化，即，使用一次側(cè)瞬時(shí)流量除以和減去一次側(cè)平均流量：

ΔY_i＝Y(jié)_i，AA-Y_i，t (4)

式中：Y_i，t—i時(shí)刻瞬時(shí)數(shù)據(jù)，G_i，t1、G_i，t2、Q_i，t1、Q_i，t2；

Y_i，AA—i時(shí)刻到i+Δt時(shí)刻的平均流量或平均熱量；

ΘY_i—商相對(duì)變量，一、二次側(cè)作商相對(duì)流量ΘG₁、ΘG₂，一、二次作商相對(duì)熱量ΘQ₁、ΘQ₂；

ΔY_i—差相對(duì)變量，一、二次側(cè)作差相對(duì)流量ΔG₁、ΔG₂，一、二次作差相對(duì)熱量ΔQ₁、ΔQ₂；

4)孤立森林算法異常識(shí)別

將由一二次網(wǎng)供、回水溫度T_g1、T_h1、T_g2、T_h2和相對(duì)一二次側(cè)流量、熱量ΘG₁、ΘG₂、ΔG₁、ΔG₂、ΘQ₁、ΘQ₂、ΔQ₁、ΔQ₂組成的數(shù)據(jù)集輸入至孤立森林算法，通過隨機(jī)選擇屬性變量，以及該變量的分割點(diǎn)建立孤立樹并組成孤立森林，根據(jù)建立好的孤立森林對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)集每一條數(shù)據(jù)進(jìn)行分割判斷，計(jì)算異常度大小。