一种基于混合驱动策略的传染病可靠滤波估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混合驱动策略的传染病可靠滤波估计方法。本发明专利技术包括如下步骤：步骤1、建立基于SEIR型传染病人群数量的状态空间模型；步骤2、基于所建立的状态空间模型构建混合驱动机制；步骤3、基于混合驱动机制，构建传感器的间歇故障机制；步骤4、基于混合驱动机制，在传感器的间歇故障情境下构建随机不正确传感器测量；步骤5、基于所建立的混合驱动机制，设计估计SEIR型传染病中各类人群数量变化的混杂增益滤波器。本发明专利技术可以解决传感器间歇故障和随机不正确测量的传染病人群数量估计问题，在混合驱动机制下可以有效地估计各类人群数量变化，节省了系统资源。节省了系统资源。节省了系统资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合驱动策略的传染病可靠滤波估计方法


[0001]本专利技术属于传染病模型预测估计领域，涉及基于混杂增益性能的正随机系统的混合驱动滤波估计方法。

技术介绍

[0002]从黑死病到艾滋病，从甲型流感疫情到非典疫情，可以说人类社会的发展史就是一部与传染疾病作斗争的历史。每一次的传染病疫情都对经济和社会的发展造成巨大的冲击。传染病的发生和发展过程受到自然环境、人口结构和防疫干预等多重因素的综合影响，一直都是流行病学领域的研究热点和难点。目前对传染病的研究主要有4种方法：描述性研究、分析性研究、实验性研究、实验性研究和理论性研究，其中理论性研究种数学模型的建立起着重要作用，时间序列模型和微分方程模型是应用广泛的数学模型。大多研究者以传染病为研究对象建立了SI模型、SIS模型、SIR模型、SIRS模型或SEIR模型等数学模型。SEIR模型是经典的传染病模型，可以用来研究传染病传播速度和动力学机理等问题。然而，大多数研究者都未考虑到SEIR模型中四类人群的非负特性。
[0003]混合驱动方案是由一个随机变量实现时间触发和事件触发机制之间的随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合驱动策略的传染病可靠滤波估计方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、建立基于SEIR型传染病人群数量的状态空间模型；步骤2、基于所建立的状态空间模型构建混合驱动机制；步骤3、基于混合驱动机制，构建传感器的间歇故障机制；步骤4、基于混合驱动机制，在传感器的间歇故障情境下构建随机不正确传感器测量；步骤5、基于所建立的混合驱动机制，设计估计SEIR型传染病中各类人群数量变化的混杂增益滤波器。2.根据权利要求1所述的一种基于混合驱动的传染病的可靠滤波估计方法，其特征在于所述步骤1具体步骤包括：步骤1.1，采集SEIR型传染病中各类人群数量的数据，根据采集到的数据建立传染病模型的状态空间表达式：其中，表示n类人群在t时刻传染病的各类人群数量的变化率；表示n类人群在t时刻传染病的数量；代表传感器测量输出数量；表示待估计的各类人群数量；为新加入的外来人群，m表示外在因素数量；为新加入的外来人群，m表示外在因素数量；为表达式的系统矩阵；函数r(t)为半马尔科夫跳变过程也即传染病模型的跳变信号，在有限集内取值，记r(t)＝i,，A
r(t)
＝A
i
，B
r(t)
＝B
i
，C
r(t)
＝C
i
，D
r(t)
＝D
i
，E
r(t)
＝E
i
，F
r(t)
＝F
i
；步骤1.2，设计半马尔科夫跳变信号r(t)，其转移速率满足以下条件：其中，转移率表示跳变信号从模态i到模态j，并且3.根据权利要求2所述的一种基于混合驱动的传染病的可靠滤波估计方法，其特征在于所述步骤2具体构建形式如下：步骤2.1，假设传感器的采样机制是基于时间采样的，则滤波器的输入信号为：步骤2.2，假设传感器的采样机制是基于事件的，则建立1范数事件触发条件：其中，采样误差满足其中，采样误差满足是采样输出，参数t
k
是事件
触发瞬间，进一步，在事件触发条件下输入信号改写为：步骤2.3，结合步骤2.1和步骤2.2建立混合驱动机制为：其中，随机变量α(t)是伯努利分布且服从概率分布：Pr{α(t)＝1}＝E{α(t)}＝α和Pr{α(t)＝0}＝1
‑
E{α(t)}＝1
‑
α，这里α∈[0,1]是一个已知常数。4.根据权利要求3所述的一种基于混合驱动的传染病的可靠滤波估计方法，其特征在于所述步骤3具体构建形式如下：y(t)＝C
r(t)
x(t)+Ξ(t)g(t)+D
r(t)
ω(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，表示传感器故障，中的服从伯努利分布且取值为0或1；另外，给定和且5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊锋，张素焕，付世州，李烁，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：