基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法技术

本发明专利技术属于数据处理技术领域，具体涉及基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，包括智能控制服务器获取水泥窑尾现场的历史数据，根据历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集；智能控制服务器构建第一预测模型，同时通过第一训练数据集对于第一预测模型进行训练，并且智能控制服务器构建第二预测模型，还基于第一预测模型的输出结果建立第二预测模型的第二训练数据集，通过第二训练数据集训练第二预测模型；在水泥窑尾现场中，物联网采集设备收集实时数据，智能控制服务器将实时数据输入第一预测模型和第二预测模型，以得到最终喷氨量预测值，本发明专利技术能够实现对于水泥窑尾现场的喷氨量的自动精准控制。泥窑尾现场的喷氨量的自动精准控制。泥窑尾现场的喷氨量的自动精准控制。

【技术实现步骤摘要】
基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法


[0001]本专利技术属于数据处理
，具体涉及基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法。

技术介绍

[0002]当前每天都有大量的水泥窑在运行，运行中会产生大量的窑尾烟气，窑尾烟气的主要组成部分是氮氧化物，在现有技术中为了使窑尾烟气中的氮氧化物的含量符合环保标准，一般需要依靠人工手动调节氨水的喷量来实现降低氮氧化物的含量的目的，然而，在通过人工操作现场设备进行喷氨时，难以精准掌握喷氨量，容易出现过量喷氨，从而造成氨气的浪费的技术问题，或者发生喷氨量不足，不能使窑尾烟气中的氮氧化物的含量降低到符合环保标准的技术问题，由此，本专利技术提出基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法来解决上述的技术问题具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术获取水泥窑尾现场的历史氮氧化物折算值和历史喷氨量，用来构建第一预测模型的第一训练数据集，同时基于第一预测模型的输出结果构建第二预测模型的第二训练数据集，并且分别使用第一训练数据集和第二训练数据集对于第一预测模型和第二预测模型进行线下训练，还收集水泥窑尾现场的实时氮氧化物折算值，继续对于第二预测模型进行线上训练，旨在实现自动精准控制水泥窑尾现场的喷氨量。
[0004]为了达到上述的专利技术目的，本专利技术给出如下所述的基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，主要包括以下的步骤：
[0005]智能控制服务器获取水泥窑尾现场的历史数据，所述历史数据包括历史氮氧化物折算值，以及与所述历史氮氧化物折算值相对应的历史喷氨量，并且所述智能控制服务器存储所述历史数据，根据所述历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集；
[0006]所述智能控制服务器构建所述第一预测模型，同时通过所述第一训练数据集对于所述第一预测模型进行训练，并且所述智能控制服务器构建第二预测模型，还基于训练后的所述第一预测模型的输出结果建立所述第二预测模型的第二训练数据集，通过所述第二训练数据集训练所述第二预测模型；
[0007]在水泥窑尾现场中，物联网采集设备收集实时数据，所述实时数据包括实时氮氧化物折算值，并且所述物联网采集设备将收集的所述实时数据通过物联网发送给所述智能控制服务器，所述智能控制服务器将所述实时数据输入所述第一预测模型和所述第二预测模型，以得到与所述实时数据相对应的最终喷氨量预测值，同时所述智能控制服务器将所述最终喷氨量预测值通过物联网发送回水泥窑尾现场。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述智能控制服务器存储所述历史数据，根据所述历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集，包括如下的步骤：
[0009]从所述历史数据中随机选择预设个数的数据记录，一个数据记录包括一个所述历
史氮氧化物折算值和相应的一个所述历史喷氨量，并且根据与每个数据记录相对应的喷氨结果对于每个数据记录进行标注；
[0010]将所述历史数据中的每个数据记录都表示为特征向量，并且基于所述特征向量对于各个数据记录进行聚类处理，以得到不同类别的数据记录，还舍弃其中的数据记录的个数少于预设的个数阈值的类别；
[0011]在不同类别的数据记录中，判断每个数据记录是否是进行过标注的数据记录，若是，则舍弃相应类别的数据记录，反之，则从相应类别的数据记录中随机选择预设个数的数据记录，并且根据与数据记录相对应的喷氨结果对于数据记录进行标注；
[0012]基于进行过标注的数据记录，从中选择喷氨结果为成功的全部的数据记录，并且形成所述第一训练数据集。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，将所述历史数据中的每个所述数据记录都表示为特征向量的过程指的是，将每个所述数据记录的特征量按照预设的顺序排列形成相应的特征向量，所述特征量包括与所述数据记录相对应的水泥窑尾现场温度，以及水泥窑尾现场风速。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述智能控制服务器构建第二预测模型，还基于训练后的所述第一预测模型的输出结果建立所述第二预测模型的第二训练数据集，包括如下的步骤：
[0015]所述智能控制服务器将所述第一训练数据集中的各个所述历史氮氧化物折算值输入到训练后的所述第一预测模型，所述第一预测模型分别输出与各个所述历史氮氧化物折算值相对应的喷氨量预测值；
[0016]所述智能控制服务器基于所述第一训练数据集，分别计算与所述第一训练数据集中的各个所述历史氮氧化物折算值相对应的各个所述历史喷氨量，和所述第一预测模型对于相应的各个所述历史氮氧化物折算值的喷氨量预测值之间的喷氨量差值；
[0017]所述智能控制服务器使用所述第一训练数据集中的各个所述历史氮氧化物折算值，以及与所述第一训练数据集中的各个所述历史氮氧化物折算值相对应的各个喷氨量差值形成所述第二训练数据集。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述智能控制服务器得到与所述实时数据相对应的最终喷氨量预测值，包括如下的步骤：
[0019]所述智能控制服务器将所述实时数据同时输入所述第一预测模型，以及所述第二预测模型，所述第一预测模型输出与所述实时数据中的所述实时氮氧化物折算值相对应的喷氨量预测值，并且所述第二预测模型输出与所述实时数据中的所述实时氮氧化物折算值相对应的所述第一预测模型的喷氨量预测值与相应的喷氨量实际值之间的喷氨量差值预测值；
[0020]所述智能控制服务器根据所述第一预测模型输出的喷氨量预测值和所述第二预测模型输出的所述喷氨量差值预测值，得到与所述实时数据中的所述实时氮氧化物折算值相对应的初始喷氨量预测值；
[0021]在预设的时间之后，基于得到的不同的所述实时数据的所述初始喷氨量预测值，分别计算各个所述初始喷氨量预测值与相应的喷氨量实际值之间的误差，当全部误差的平均值小于预设的误差平均值阈值时，此后使用所述第一预测模型和所述第二预测模型产生
所述最终喷氨量预测值，反之，此后使用所述第一预测模型输出的喷氨量预测值与相应的喷氨量实际值之间的喷氨量差值，以及相应的所述实时数据来继续训练所述第二预测模型。
[0022]本专利技术还提供基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制系统，主要包括以下的模块：
[0023]控制模块，用于获取水泥窑尾现场的历史数据，根据历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集，以及基于训练后的第一预测模型的输出结果建立第二预测模型的第二训练数据集，并且用于训练第一预测模型和第二预测模型，还用于将实时数据输入第一预测模型和第二预测模型得到最终喷氨量预测值，并且将喷氨量预测值发送回水泥窑尾现场；
[0024]物联网模块，用于实现物联网通信技术，负责在控制模块和采集模块之间传送数据；
[0025]采集模块，用于收集水泥窑尾现场的历史数据和实时数据，并且将历史数据和实时数据通过物联网模块发送给控制模块，还用于接收来自控制模块的最终喷氨量预测值，以实现对于水泥窑尾现场的喷氨量的精准控制。
[0026]与现有技术相比，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，其特征在于，包括如下的步骤：智能控制服务器获取水泥窑尾现场的历史数据，所述历史数据包括历史氮氧化物折算值，以及与所述历史氮氧化物折算值相对应的历史喷氨量，并且所述智能控制服务器存储所述历史数据，根据所述历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集；所述智能控制服务器构建所述第一预测模型，同时通过所述第一训练数据集对于所述第一预测模型进行训练，并且所述智能控制服务器构建第二预测模型，还基于训练后的所述第一预测模型的输出结果建立所述第二预测模型的第二训练数据集，通过所述第二训练数据集训练所述第二预测模型；在水泥窑尾现场中，物联网采集设备收集实时数据，所述实时数据包括实时氮氧化物折算值，并且所述物联网采集设备将收集的所述实时数据通过物联网发送给所述智能控制服务器，所述智能控制服务器将所述实时数据输入所述第一预测模型和所述第二预测模型，以得到与所述实时数据相对应的最终喷氨量预测值，同时所述智能控制服务器将所述最终喷氨量预测值通过物联网发送回水泥窑尾现场。2.根据权利要求1所述的基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，其特征在于，所述智能控制服务器存储所述历史数据，根据所述历史数据构建第一预测模型的第一训练数据集，包括如下的步骤：从所述历史数据中随机选择预设个数的数据记录，一个数据记录包括一个所述历史氮氧化物折算值和相应的一个所述历史喷氨量，并且根据与每个数据记录相对应的喷氨结果对于每个数据记录进行标注；将所述历史数据中的每个数据记录都表示为特征向量，并且基于所述特征向量对于各个数据记录进行聚类处理，以得到不同类别的数据记录，还舍弃其中的数据记录的个数少于预设的个数阈值的类别；在不同类别的数据记录中，判断每个数据记录是否是进行过标注的数据记录，若是，则舍弃相应类别的数据记录，反之，则从相应类别的数据记录中随机选择预设个数的数据记录，并且根据与数据记录相对应的喷氨结果对于数据记录进行标注；基于进行过标注的数据记录，从中选择喷氨结果为成功的全部的数据记录，并且形成所述第一训练数据集。3.根据权利要求2所述的基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，其特征在于，将所述历史数据中的每个所述数据记录都表示为特征向量的过程指的是，将每个所述数据记录的特征量按照预设的顺序排列形成相应的特征向量，所述特征量包括与所述数据记录相对应的水泥窑尾现场温度，以及水泥窑尾现场风速。4.根据权利要求1所述的基于大数据和物联网的降低水泥窑尾氮氧化物的控制方法，其特征在于，所述智能控制服务器构建第二预测模型，还基于训练后的所述第一预测模型的输出结果建立所述第二预测模型的第二训练数据集，包括如下的步骤：所述智能控制服务器将所述第一训练数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳，马俊峰，高利强，黑启立，郭俊涛，常亚飞，
申请(专利权)人：天瑞集团信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：