[發明專利]一種基于改進孤立森林算法檢測電器投切事件的方法

在審

• 申請號: 202110408250.9
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113298114A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳張平;屈雷濤;孔亞廣;鄭小青;陳思媛;羅平;趙曉東;陳云;張帆;郭強;胡翔
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學;杭州電力設備制造有限公司余杭群力成套電氣制造分公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明涉及一種基于改進孤立森林算法檢測電器投切事件的方法。本發明應用孤立森林算法思想，同時改進異常值，原本的孤立森林算法通過循環足夠多的次數進行數據點深度收斂，結合指數函數來獲取一個點的異常程度，這樣的會導致算法進程慢，還會產生一個是否收斂的判別問題，本發明將每次形成孤立數的深度倒數作為異常值，同時在執行程序有限次后，將每次相同數的異常值累加形成最后的異常值指標，相較于原本算法的指標，本發明的程序執行時間大大縮短，且將原來判斷是否收斂的問題轉化為發散程度的問題，避免了判斷的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于改進孤立森林算法檢測電器投切事件的方法。

背景技術

當下，在非侵入式負荷監測研究方面，對電器的投切事件檢測至關重要，同時也是現下重要的研究課題。現有的電器的投切事件檢測技術大致有基于CUSUM算法、基于能量比算法、基于經驗規則檢測等方法，但這些方法有一些缺陷，如在信息利用方面，CUSUM算法只利用了總體的一個方差與均值，基于能量比算法也只利用前窗與后窗的一個總體能量差，缺失了單個點的信息，基于經驗規則檢測更是缺乏普適性，難以作為一種算法去研究。

在窗口設置方面，基于滑動窗的CUSUM檢測投切事件方法作為典型的算法被廣泛應用，但是該種方法一般設置固定長度的前窗進行事件特征提取，設置固定長度的后窗進行穩態特征提取，若檢測出有事件發生只能知道哪個窗口處發生事件，但無法獲知是哪個采樣點發生事件。

本發明應用孤立森林算法思想，同時改進異常值，原本的孤立森林算法通過循環足夠多的次數進行數據點深度收斂，結合指數函數來獲取一個點的異常程度，這樣的會導致算法進程慢，還會產生一個是否收斂的判別問題，本發明將每次形成孤立數的深度倒數作為異常值，同時在執行程序有限次后，將每次相同數的異常值累加形成最后的異常值指標，相較于原本算法的指標，本發明的程序執行時間大大縮短，且將原來判斷是否收斂的問題轉化為發散程度的問題，避免了判斷的問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，設計了一種基于改進孤立森林算法檢測電器投切事件的方法。

本發明包括以下步驟：

步驟一、獲取電流信息樣本集；

步驟二、設置合適長度的前窗口與后窗口用于提取數據；

步驟三、將前窗中被選中的數據樣本與后窗數據樣本集混合，通過采用改進孤立森林算法判斷出異常的點；

步驟四、根據從前窗依次加入后窗的數據被標記為異常點的個數判斷是否發生電器投切事件；

步驟五、當窗口未檢測到事件投切，則前窗長度變為一個單位長度，同時前窗后窗向前移動一個單位，當已經檢測出投切事件時，則不再記錄此時前窗及以前的數據，向前形成一個設定長度的后窗以及一個單位長度的前窗進行動態檢測。

本發明的有益效果是：

1、針對上述傳統方法不能確切知道事件發生的精確時間，本發明設置可變長度的前窗，通過逐點檢測可以確切知道事件投切的時間。

2、針對上述傳統方法未能充分利用每個點的信息，本發明采用改進孤立森林算法，通過后窗學習到每個數據樣本的幅值，來計算前窗內數據與后窗內數據的差異度來檢測事件投切。

3、針對上述原本的孤立森林算法進程慢，且產生是否收斂的判別問題，本發明改進異常值，相較于原本算法的指標，本發明的程序執行時間大大縮短。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖；

圖2是本發明的仿真圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一說明。