基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法及计算设备技术

本发明专利技术涉及基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法及计算设备，监控方法包括：(1)服务器端发送请求命令；(2)数据预处理；(3)计算不同站点之间的关联系数，调整每个站点的位置；(4)通过5*5的关联滑动窗口，计算窗口内污染物浓度的均值和方差；(5)计算异常因子，定位异常数据；(6)采用方差和LOF异常值的乘积与阈值比较来监控异常数据；(7)返回质量监控结果至服务器端。本发明专利技术考虑到监测站点以及污染时间上的关联性，使用滑动窗口以及关联系数进行约束和操作、采用方差和LOF异常值的乘积来监控异常数据，以解决通过仪器监测采集的大气环境监测物如SO

【技术实现步骤摘要】
基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法及计算设备
本专利技术属于大气环境监测物质量控制领域，尤其涉及一种基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法及计算设备。
技术介绍
目前随着城市化进程加快、工业迅猛发展，随之而来的是汽车尾气排放加重导致二氧化硫浓度超标、空气悬浮颗粒浓度超标出现雾霾天气等。针对这些问题需要精确的环境污染指标来进行指导，通过直观性展示污染进程变化来引起人们的重视，并对地方的污染治理提供依据和方向指导。现阶段环境空气质量的检测主要通过仪器监测，仪器精度出现偏差将影响大气环境质量指标的浓度偏差。现阶段质量监测主要采用人工审核，该方法消耗大量的人力资源，因此，急需一种智能的、在线的手段对仪器监测的大气环境指标进行实时质量监控，来降低人工成本。目前研究以环境应对策略和大气质量指标监测设备设计为主，鲜少有文献关注大气环境智能监测。由于大气环境监测物的质量管控需要有一段稳定运行的历史数据作为支撑，因此从数据上限制了该领域的发展。基于滑动窗口的异常值检测方法对于窗口的选择比较敏感，针对不同的研究问题和不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，主要包括以下步骤：/n(1)用户在服务器端发送大气污染监测质量监控指令，得到不同站点在不同时间点的大气环境监测物浓度值；/n(2)将得到待质量监控的大气环境监测物在不同站点不同时间点的浓度数据转换成标准化数据格式；/n(3)用皮尔逊关联系数计算待质量监控的大气环境监测物在不同站点之间的关联系数，根据对应系数的大小调整每个站点在表格中的位置；/n(4)通过5*5的关联滑动窗口将步骤(3)调整后的待质量监控的大气环境监测物浓度值转换成窗口内污染物浓度的均值和方差；/n(5)以异常值检测窗口为单元，计算窗口内每个点对应的LOF异常值...

【技术特征摘要】
1.一种基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)用户在服务器端发送大气污染监测质量监控指令，得到不同站点在不同时间点的大气环境监测物浓度值；
(2)将得到待质量监控的大气环境监测物在不同站点不同时间点的浓度数据转换成标准化数据格式；
(3)用皮尔逊关联系数计算待质量监控的大气环境监测物在不同站点之间的关联系数，根据对应系数的大小调整每个站点在表格中的位置；
(4)通过5*5的关联滑动窗口将步骤(3)调整后的待质量监控的大气环境监测物浓度值转换成窗口内污染物浓度的均值和方差；
(5)以异常值检测窗口为单元，计算窗口内每个点对应的LOF异常值，然后通过设定阈值定位异常数据；
(6)采用步骤(4)的方差和步骤(5)的LOF异常值的乘积与阈值比较来判断监控采集的污染物是否为异常数据；
(7)报送步骤(6)异常值筛选与检测结果至服务器端，通过在服务器端设置报送路径，将检测结果输出至指定用户终端。


2.根据权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，步骤(3)所述皮尔逊相关系数的计算公式为：



其中x为相关性计算的站点A对应的序列，Y为同X站点B计算相关性的站点序列；为站点A序列的均值，为站点B序列的均值。


3.根据权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，步骤(3)所述根据系数大小调整每个站点在表格中的位置的方法为：以A作为分析站点，将A站点的数据放在表格的中间，除去A外其余站点相似系数最高的B放置在A站点的右边，接下来相似系数最高的G站点放置在A站点放置在左边，以此规律类推。


4.根据权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，步骤(4)包括：
首先确定关联滑动窗口的起止位置，以计算点为窗口的中心位置，当计算点前后或者左右不够位...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟嘉，李东，吕炜，李璇，
申请(专利权)人：东莞中山大学研究院，广东旭诚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44