[發明專利]基于數據挖掘的計量器具性能評價和預警方法

在審

• 申請號: 202210126550.2
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114462860A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 余芳;譚鋆;李友平;徐鉻;易萬爽;徐蘭蘭
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62;G06V10/762
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 黎澤洲

1.基于數據挖掘的計量器具性能評價和預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

Step1、對目標計量器具的原始數據進行批量提取，再對提取的數據進行分類并處理異常數據，得到具有統計意義的正常數據，對數據進行預處理，確定計量器具的評價參數；

Step2、建立目標計量器具的評價模型，選取目標計量器具評價參數的均值、穩定性、標準偏差作為評價指標參與評價；

Step3、對Step2中評價參數的三種評價進行歸一化和加權處理，得到評價參數的綜合評分；

Step4、對評分超出預設值的參數進行超限預警。

2.根據權利要求1所述的基于數據挖掘的計量器具性能評價和預警方法，其特征在于，所述的目標計量器具包括壓力表、百分表和數字萬用表。

3.根據權利要求2所述的基于數據挖掘的計量器具性能評價和預警方法，其特征在于，所述的Step1的具體步驟包括：

Step1.1、數據提取：

從原始數據中批量提取出計量器具的實測數據，包括百分表中的示值誤差和回程誤差，數字萬用表中的標準值和測量值，以及壓力表的零位誤差、示值誤差、回程誤差和輕敲誤差；

Step1.2、數據清理:

首先，對三種計量器具基于量程進行分類；其中壓力表按照準確度等級進行分類，百分表按照測量范圍進行分類，數字萬用表按照顯示位數進行分類，在分類同時，將其中重復、缺失以及記錄有誤的異常數據剔除，得到有統計意義的正常數據；

然后，對正常數據進行計算；將數字萬用表的測量值減去標準值的差再除以標準值的結果命名為相對示值誤差，壓力表的零位誤差、示值誤差、回程誤差和輕敲誤差分別除以各自的滿量程的結果命名為零位誤差的相對值、示值誤差的相對值、回程誤差的相對值和輕敲誤差的相對值；

最后，確定評價參數；將數字萬用表的相對示值誤差；百分表的示值誤差和回程誤差；以及壓力表的零位誤差的相對值、示值誤差的相對值、回程誤差的相對值和輕敲誤差的相對值作為每種計量器具的評價參數。

4.根據權利要求3所述的基于數據挖掘的計量器具性能評價和預警方法，其特征在于，所述的Step2中評價模型建立的具體步驟包括：

Step2.1、均值計算

Step2.1.1、計算均值

均值是指在一組數據中所有數據之和除以這組數據的總個數，它是反映數據集中趨勢的一項指標；

假設百分表A有n年的示值誤差或回程誤差的測量數據x₁,x₂,......,x_n，將n年內百分表A的示值誤差或回程誤差的平均值記為均值，則百分表A的均值表示為：

上式中，n代表年數，即檢定周期的數目，x_i(i＝1,2,3,n)代表第i年的示值誤差或回程誤差的絕對值，百分表A的均值越小，則百分表的性能越好；

假設有m個百分表，分別計算每一個百分表的示值誤差或回程誤差的均值，這些均值構成均值數據集合P＝{p₁,p₂......p_m}，其中，p_i為每一個百分表示值誤差或回程誤差的均值；

Step2.1.2、均值等級評定

按照聚類分析法或比例劃分法將分類中均值數據集合P＝{p₁,p₂......p_m}，即所有百分表的示值誤差或回程誤差的均值分成A、B、C三個評價等級；

Step2.1.3、均值計分規則

通過Step2.1.2中的均值評級方案，每一個百分表的示值誤差或回程誤差的均值對應一個評價等級A，B或C；

假設廠家T有r個百分表，其中示值誤差或回程誤差的均值評級為A等級的有K₁個，評級為B等級的有K₂個，評級為C等級的有K₃個，且K₁+K₂+K₃＝r，則：t＝K₁/r，f＝K₃/r，利用記分函數s＝t-f+u(1-t-f)，可以計算出廠家T示值誤差或回程誤差的均值的評分Tp；

Step2.2、穩定性計算

Step2.2.1、計算穩定性

穩定性表示參數的變化情況，假設百分表A有n年的示值誤差或回程誤差的測量數據x₁,x₂,......,x_n，將n年內百分表A的示值誤差或回程誤差的平均差值記為穩定性，則百分表A的穩定性表示為：

上式中，n代表年數，即檢定周期的數目，x_i(i＝1,2,3,n)代表第i年的示值誤差或回程誤差的測量值；

假設有m個百分表，分別計算每一個百分表的示值誤差或回程誤差的穩定性，這些穩定性構成穩定性據集合Q＝{q₁,q₂......q_m}，其中，q_i為每一個百分表示值誤差或回程誤差的穩定性；

Step2.2.2、穩定性等級評定

按照聚類分析法或比例劃分法將分類中穩定性數據集合Q＝{q₁,q₂......q_m}，即所有百分表示值誤差或回程誤差的穩定性集合分成A、B、C三個評價等級；

Step2.2.3、穩定性計分規則

通過Step2.2.2中的穩定性評級方案，將每一個百分表的示值誤差或回程誤差的穩定性對應一個評價等級A，B或C；

若在分類中，廠家T有r個百分表，其中示值誤差或回程誤差的穩定性評級為A等級的有K₁個，評級為B等級的有K₂個，評級為C等級的有K₃個，且K₁+K₂+K₃＝r，則：t＝K₁/r，f＝K₃/r，利用記分函數s＝t-f+u(1-t-f)，可以計算出廠家T示值誤差或回程誤差的穩定性的評分Tq；

Step2.3、標準偏差計算

標準差是方差的算術平方根，它能反映一個數據集的離散程度；

假設廠家T中所有百分表的示值誤差或回程誤差在全周期內有u組測量數據，分別為：x₁,x₂,......,x_u，則廠家T示值誤差或回程誤差的標準偏差可以表示為：

假設有s個廠家，則每個廠家示值誤差或回程誤差的標準偏差分別為：w₁,w₂,......,w_s，構成標準偏差集合W＝{w₁,w₂,......,w_s}；

數字萬用表中的標準值和測量值，以及壓力表的零位誤差、示值誤差、回程誤差和輕敲誤差也使用Step2.1至Step2.3步驟進行均值計算、穩定性計算和標準偏差計算。