[發明專利]一種基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型

在審

• 申請號: 202111243008.7
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114139599A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉晉;任晉楠;張薄;齊東川;程彥斌;楊雨慶;徐濤;熊川云
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 徐璞

1.一種基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，用于水煤漿氣化工藝的安全評價，所述模型按照以下方法進行構建：

根據水煤漿氣化工藝的安全評價指標的實測數據構建樣本集，得到訓練集和驗證集；

根據訓練集使用多分類支持向量機，劃分工藝安全狀態評價超平面；

根據工藝安全狀態評價超平面對訓練集進行分類擬合，得到工藝安全狀態評價結果；

根據驗證集對工藝安全狀態評價結果進行驗證，使用粒子群算法對模型的正則化參數進行優化，得到基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型。

2.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，所述安全評價指標包括：水煤漿的粒徑、磨煤機轉速、水煤漿的濃度、水煤漿流量、氣化爐反應溫度、氣化爐反應壓力、氣化爐爐壁溫度、進氧氧氣流量、進氧氧氣濃度、激冷室液位、燒嘴溫度、燒嘴壓力、燒嘴冷卻水出口溫度、鎖斗循環時間、鎖斗內液位占比、鎖斗內部壓力、合成氣總流量、合成氣氫氣體積分數、合成氣一氧化碳體積分數、合成氣凈化爐爐內溫度、合成氣凈化爐爐內壓力、變換冷凝液流量、高壓閃蒸爐爐內壓力、高壓閃蒸爐爐內溫度、中央控制系統自動報警數量、系統氣體檢測器報警數量。

3.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，所述多分類支持向量機的分類決策函數如下：

f(x)＝sgn(ω^Tx+b)

在上式中，ω表示斜率，b表示截距，T為訓練集。

4.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，工藝安全狀態評價超平面的表達式如下：

ω^*Tx+b^*＝0

在上式中，ω^*表示斜率的最優解，b^*表示截距的最優解，T為訓練集。

5.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，所述工藝安全狀態評價結果包括：安全的、輕度危險的、中度危險的、災難性的。

6.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，所述粒子群算法的步驟包括：

粒子種群初始化；

計算個體適應度值；

獲取粒子個體最佳值；

獲取全局最佳值；

更新速度、位置，當速度、位置滿足目標函數時，得到最優的正則化參數。

7.根據權利要求6所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，所述目標函數如下：

在上式中，X_id表示粒子的當前位置，V_id表示粒子的當前速度，C₁、C₂表示學習因子，r₁、r₂為介于0和1之間的隨機數，P_id是粒子本身所找到的最優解，P_gd是整個種群目前找到的最優解。

8.根據權利要求1所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，其特征在于，基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，表達形式具體如下：

s.t.y_i(ω^Tx_i+b)≥1-ε_i,i＝1,2,3,…,m.

在上式中，ω為斜率，b為截距，C為正則化參數，ε_i為松弛因子，ε_i≥0，i＝1，2，3，…，m；y_i∈{-1，1}，i＝1，2，3，…，m；m為樣本個數。

9.一種化工工藝安全評價方法，其特征在于，使用權利要求1-7任一所述的基于多分類支持向量機的化工工藝安全評價模型，對水煤漿氣化工藝進行安全評價。