1.公共自行车故障诊断方法,包括如下步骤:步骤1.确定自行车变量及故障类型;
选取三类因素共15个属性变量作为自行车故障检测的实验数据,如表1所示;
表1 PBS单个服务点属性变量类型
PBS预测结果分为两类,分别为正常车和故障车,即故障类型C{C1,C2};
步骤2.生成自行车属性集;
在步骤1确定的合理范围内,生成自行车属性变量观测值的集合集合,记为X={X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15};每一个属性变量Xi有若干个值,xi表示属性变量Xi对应的值;
步骤3.确定故障诊断方法;
对于一个数据样本,其对应的分类值ct的概率表示为求每个分类值后验概率时,属性值x1,x2,…x15均不变,即分母保持不变;将其表示为常数,从而将式(1)简化成根据各属性之间相互独立的特点,式(2)可以简化成这样,只需要计算每一个分类值Ct下单个属性的条件概率P(xi|Ct)即可;
式中:N为所有训练样本的频数和; 为故障类型Ct对应样本频数; 为故障类型Ct且属性变量Xi值为xi的样本频数;
如果某些属性变量的数据缺失,这一类的条件概率就等于零,则整个类的后验概率就等于零;对公式(5)使用拉普拉斯平滑方法,在分子上加1,为了使概率和为1,在分母上加上M,则可得公式(6);
将公式(4)和(6)带入公式(3),可得如下:利用式(7)进行计算,选取最大值对应的故障类型作为潜在的故障诊断的结果;
4.确定属性对类的贡献;
为了量化每个属性对分类的贡献,定义属性对类的贡献率C的贡献率,C表示在只考虑Xi在的情况下C1和C2后验概率差值的平方;
其中,xj是属性Xi中的第j个具体值(0
5.确定评价指标;
自行车故障判定问题常用的评价指标是精确率和召回率;对数据集的预测结果或者正确或者不正确,共有4种情况,混淆矩阵如表2所示;
表2预测评价指标
(Table 2 Prediction and evaluation index)召回率表示样本中的故障车有多少被预测正确了;有两种可能,一种是把原来的故障车预测成故障车(TP),另一种就是把原来的故障车预测为正常车(FN);
自行车的故障检测需要很高的召回率,预测结果以召回率为标准。