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专利号: 2017101655428
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于均值变化检测的报警系统正常与异常数据检测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)获取过程信号,所述过程信号为一系列以时间为坐标的报警过程信号;

(2)计算所述过程信号的检验统计量;所述检验统计量以时间为坐标,是与该信号的连续单调变化累积样本数相关的统计量;

(3)获取使得(2)中检验统计量最大的时刻,设定第一阈值,并通过假设检验的方法验证该时刻是否为过程信号均值变化时刻;所述假设检验方法为假设最大检验统计量对应的时刻不是均值变化点,设定犯第一类错误的概率为α,检验统计量最大时对应的概率为P,T为时间,max|Ut,T|为最大检验统计量;若最大检验统计量对应的概率P小于α,则拒绝原假设,最大检验统计量对应的时刻为过程信号均值变化点,否则不为均值变化点;

(4)采用二分法利用(3)中获取的过程信号均值变化时刻,将(1)中所述的过程信号进行划分;

(5)重复所述步骤(2)至(4),直至找到所有的过程信号均值变化时刻,并划分(1)中所述过程信号;设定报警阈值,计算每一个子段的过程信号均值,根据所述子段的平均值和数据离散度计算得到子段的t分布检验统计量,计算某一个分段的t分布检验统计量,通过设定检验水准β,根据自由度和检验水准β确定第二阈值,如果t分布检验统计量大于第二阈值,认为该段的均值大于报警阈值,该段数据为异常状态,如果t分布检验统计量小于第二阈值,认为该段的均值小于报警阈值,则该数据段为正常状态,除此以外的数据既非正常数据段,也非异常数据段。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第一阈值为检验统计量最大时对应的概率。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:设定检验水准β,所述第二阈值是根据自由度和检验水准β确定的t分布检验临界值,所述自由度为过程信号个数减1。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述数据离散度包括标准差、方差或均方差。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述二分法具体为将过程信号分为以最大检验统计量所映射的过程信号为节点的两段数据,计算上述每一段过程信号的最大检验统计量,并采用(3)的方法验证每一个分段是否存在过程信号均值变化点,并循环操作。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述检验统计量为Ut,T:Ut,T=Ut-1,T+Vt,T

其中 且U1,T=V1,T, 为过程

信号。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述t分布检验统计量为:其中 是该数据段的平均值,即 xtp是报警阈值,s是该数据段的标准差,即

8.一种实现权利要求1所述的基于均值变化均值检测的报警系统正常与异常数据检测方法的装置,其特征在于,包括:获取单元,用于获取过程信号,所述过程信号为一系列以时间为坐标的报警过程信号;

计算统计量单元,用于计算所述过程信号的检验统计量;所述检验统计量以时间为坐标,并与所述报警过程信号对应;

确定单元,用于获取检验统计量最大的时刻,并通过假设检验的方法验证该时刻是否为过程信号均值变化时刻;

过程信号划分单元,用于采用二分法对获取单元中所述的过程信号按照确定单元获取的均值变化点进行划分;

报警数据鉴定单元,用于将所述过程信号分为按照时间顺序的,以过程信号划分单元中均值变化点为首尾的多个子段,设定报警阈值,计算每一个子段的过程信号均值,采用T检验法将各个均值与报警阈值比较,确定各个子段为正常数据段或异常数据段。