基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法技术

本发明专利技术属于疏浚作业领域，涉及数据分析技术，用于解决现有的疏浚作业产量预测系统仅能够对单一数据进行处理分析的问题，具体是基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法，包括以下步骤：通过数据采集模块采集监控时间段的作业值与运行值，并将其发送至初步监测模块；初步监测模块对接收的作业值和运行值进行矩阵产量分析处理，根矩阵产量分析处理结果生成的表征正常信号、表征异常信号和表征考量信号并发送至综合分析模块；本发明专利技术通过数据采集模块可以对多源数据进行采集以及预处理，通过对作业值以及运行值进行采集以及线性分析对疏浚作业进度进行反馈，从而提高疏浚作业产量预测的结果精确性。业产量预测的结果精确性。业产量预测的结果精确性。

【技术实现步骤摘要】
基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法


[0001]本专利技术属于疏浚作业领域，涉及数据分析技术，具体是基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法。

技术介绍

[0002]疏浚工程，是指采用挖泥船或其他机具以及人工进行水下挖掘，为拓宽和加深水域而进行的土石方工程。疏浚工程的挖槽设计应力图通过改变河道水流几何边界，引起水流内部结构的变化,使得新形成的水流结构,不但可以保证泥沙不再淤积在航道内(至少在下一个汛期到来之前不再淤积),而且能将进入挖槽内的泥沙输送到下深槽中去，维持航道稳定。
[0003]现有的疏浚作业产量预测系统仅能够对单一数据进行处理分析，然后通过数据处理分析结果对疏浚作业产量进行预测，然而在实际疏浚作业中，产量受到多种因素共同影响，单一数据无法实现对疏浚作业产量的精准预测。
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法，用于解决现有的疏浚作业产量预测系统仅能够对单一数据进行处理分析的问题；本专利技术需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对多源数据进行综合分析的疏浚作业产量预测模型建立方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法，包括以下步骤：步骤一：通过数据采集模块采集监控时间段的作业值与运行值，并将其发送至初步监测模块；步骤二：初步监测模块对接收的作业值和运行值进行矩阵产量分析处理，根矩阵产量分析处理结果生成的表征正常信号、表征异常信号和表征考量信号并发送至综合分析模块；步骤三：综合分析模块用于对接收的疏浚作业中的表征类型信号数据和实质类型信号数据进行数据价值分析处理，通过数据价值分析处理结果生成安全稳定信号、作业预警信号以及波动信号并发送至预警模块；步骤四：预警模块接收到安全稳定信号、作业预警信号以及波动信号时后进行预警反馈分析处理。
[0007]作为本专利技术的一种优选实施方式，作业值的采集过程包括：作业值用于表示监控时间段的疏浚线路多个时间点的作业量，通过采集监控时间段的作业值，并将其标定为，其中，i={1,2,3...n}，j={1,2,3...m}，i表示为疏浚线路
个数，j表示监测时间点，并将作业值代入额定作业值内进行比对分析，若作业值处于额定作业阈值之内，则表示疏浚作业正常，若工作值处于额定工作阈值之外，则表示疏浚作业异常，并将疏浚作业正常标定为符号Z
‑
1，将疏浚作业异常标定为符号Z
‑
2。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式，运行值的采集过程包括：运行值用于表示监控时间段的各线路多个时间点的设备运行状态，通过采集监控时间段的运行系数，并将其标定为，其中，i={1,2,3...n}，k={1,2,3...o}，i表示为线路个数，k表示一条线路的设备数量，并将运行值代入预设运行阈值内进行比对分析，若运行值处于预设运行阈值之内，则表示设备运行正常，若运行值处于预设运行阈值之外，则表示设备运行异常，并将设备运行正常标定为符号Y
‑
1，将设备运行异常标定为符号Y
‑
2。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，运行系数的获取过程包括：获取疏浚作业设备的温度数据WD、振动数据ZD以及噪声数据ZS，疏浚作业设备的温度数据WD的获取过程包括：获取疏浚作业设备发动机表面的温度值以及标准温度范围，将标准温度范围的最大值与最小值的平均值标记为标准温度值，将发动机表面的温度值与标准温度值的差值的绝对值标记为温度数据WD，振动数据ZD为疏浚作业设备工作时的发动机振动频率值，噪声数据ZS为疏浚作业设备工作时的噪声分贝值，通过对温度数据WD、振动数据ZD以及噪声数据ZS进行数值计算得到疏浚作业设备的运行系数YX。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，初步监测模块进行矩阵产量分析处理的具体过程包括以下步骤：S1：获取监控时间段的若干作业值和若干运行值的符号值Z
‑
1或Z
‑
2和Y
‑
1或Y
‑
2，并将其进行Excel表格统计，将作业符号值项设定为行，将运行符号值项设定为列，且取符号值Z
‑
1或Z
‑
2和Y
‑
1或Y
‑
2的样本个数量均不小于等于100个；S2：将统计后的作业运行数据的Excel表格进行原始矩阵输出，将样本数据的Excel表格的行项和列项分别导入原始矩阵进行输出，且原始矩阵中的行表示是疏浚作业异常情况，列表示是设备运行异常情况；S3：将原始矩阵进行状态数据的转换，若原始矩阵中的列和行交叉处的表现数值为0，即，则表示该时刻的疏浚作业和运行设备均为无异常状态；若原始矩阵中的列和行交叉处的表现数值为1，即，则表示该时刻的疏浚作业为无异常状态，且设备运行为异常状态；若原始矩阵中的列和行交叉处的表现数值为2，即，则表示该时刻的疏浚作业为异常状态，且设备运行为无异常状态；若原始矩阵中的列和行交叉处的表现数值为3，即，则表示该时刻的疏浚作
业与设备运行均为异常状态；S4：对状态转换矩阵中的表现数值0、1、2、3进行分别求和统计，并将表现数值为0的求和结果标定为，将表现数值为1的求和结果标定为，将表现数值为2的求和结果标定为，将表现数值为3的求和结果标定为，若，则输出表征正常信号，若，则输出表征异常信号，若且，则输出表征考量信号；S5：并将生成的表征正常信号、表征异常信号和表征考量信号均发送至综合分析模块。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，综合分析模块对接收的疏浚作业中的表征类型信号数据和实质类型信号数据进行数据价值分析处理的具体过程包括：随机捕捉某个时间节点实时的实质类型信号数据，并据此获取对应时间节点监控时间段的表征类型信号数据，将两者进行集合判定，若获取的信号为表征正常信号和实质正常信号，则输出安全稳定信号，若获取的信号为表征异常信号和实质异常信号或表征考量信号和实质异常信号，则均输出作业预警信号，若获取的信号为表征考量信号和实质正常信号，则输出波动信号。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，预警模块进行预警反馈分析处理的具体过程包括：当获取到的数据为作业预警信号时，则据此生成一级预警信号，并对应生成文字样本“疏浚作业生产线存在严重异常”发送至显示模块进行输出说明；当获取到的数据为波动信号时，则据此生成二级预警信号，并对应生成文字样本“疏浚作业生产线存在轻微异常，需要进行异常观察”发送至显示模块进行输出说明。
[0013]本专利技术具备下述有益效果：1、通过数据采集模块可以对多源数据进行采集以及预处理，通过对作业值以及运行值进行采集以及线性分析对疏浚作业进度进行反馈，从而提高疏浚作业产量预测的结果精确性；2、通过初步监测模块可以对数据采集模块采集到的多源数据进行数据统计分析，建立时间
‑
作业进度
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于偏最小二乘回归的疏浚作业产量预测模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过数据采集模块采集监控时间段的作业值与运行值，并将其发送至初步监测模块；步骤二：初步监测模块对接收的作业值和运行值进行矩阵产量分析处理，根矩阵产量分析处理结果生成的表征正常信号、表征异常信号和表征考量信号并发送至综合分析模块；步骤三：综合分析模块用于对接收的疏浚作业中的表征类型信号数据和实质类型信号数据进行数据价值分析处理，通过数据价值分析处理结果生成安全稳定信号、作业预警信号以及波动信号并发送至预警模块；步骤四：预警模块接收到安全稳定信号、作业预警信号以及波动信号时后进行预警反馈分析处理；作业值的采集过程包括：作业值用于表示监控时间段的疏浚线路多个时间点的作业量，通过采集监控时间段的作业值，并将其标定为，其中，i={1,2,3...n}，j={1,2,3...m}，i表示为疏浚线路个数，j表示监测时间点，并将作业值代入额定作业值内进行比对分析，若作业值处于额定作业阈值之内，则表示疏浚作业正常，若工作值处于额定工作阈值之外，则表示疏浚作业异常，并将疏浚作业正常标定为符号Z
‑
1，将疏浚作业异常标定为符号Z
‑
2；运行值的采集过程包括：运行值用于表示监控时间段的各线路多个时间点的设备运行状态，通过采集监控时间段的运行系数，并将其标定为，其中，i={1,2,3...n}，k={1,2,3...o}，i表示为线路个数，k表示一条线路的设备数量，并将运行值代入预设运行阈值内进行比对分析，若运行值处于预设运行阈值之内，则表示设备运行正常，若运行值处于预设运行阈值之外，则表示设备运行异常，并将设备运行正常标定为符号Y
‑
1，将设备运行异常标定为符号Y
‑
2；初步监测模块进行矩阵产量分析处理的具体过程包括以下步骤：S1：获取监控时间段的若干作业值和若干运行值的符号值Z
‑
1或Z
‑
2和Y
‑
1或Y
‑
2，并将其进行Excel表格统计，将作业符号值项设定为行，将运行符号值项设定为列，且取符号值Z
‑
1或Z
‑
2和Y
‑
1或Y
‑
2的样本个数量均不小于等于100个；S2：将统计后的作业运行数据的Excel表格进行原始矩阵输出，将样本数据的Excel表格的行项和列项分别导入原始矩阵进行输出，且原始矩阵中的行表示是疏浚作业异常情况，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家瑞，沈毓婷，符闻伟，杨绍林，范国庆，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：