一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统技术方案

本发明专利技术涉及数据异常检测技术领域，具体涉及一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统。该系统包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：根据农业有机废弃物堆料反应过程中各时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，得到数据异常程度；根据各时刻的预设邻近历史时刻的温度变化情况和气体产出量变化情况，得到各时刻反应速率趋于稳定的程度；根据各时刻反应速率趋于稳定的程度、各时刻以及其预设邻近历史时刻的温度变化情况，得到各时刻温度影响下数据偏差的异常表征值，进而结合数据异常程度筛选异常数据并进行剔除。本发明专利技术提高了监测数据的清洗效果。数据的清洗效果。数据的清洗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统


[0001]本专利技术涉及数据异常检测
，具体涉及一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统。

技术介绍

[0002]农业有机废弃物是农业生产中产生的一种重要资源，通过有效利用这些废弃物可以实现能源循环利用和可持续发展。为了更好地管理和利用农业有机废弃物，数字化信息管理系统被广泛使用，该系统通过传感器、监测设备等实时采集农业废弃物的相关数据，例如堆料反应中反应参数（产出量）的监测，为后续反应分析提供数据依据，但是所采集的数据可能存在噪声，影响后续的分析结果，因此需要对采集的数据进行数据清洗。
[0003]对于农业有机废弃物堆料反应过程中所监测的产出数据清洗，主要是将采集到的异常数据剔除。由于堆料反应速率较慢，产出数据较为稳定，因此通常直接利用所监测到的产出数据的变化偏差反映监测数据的异常程度。但是堆料反应中反应速率具有变化关系，导致不同反应阶段产出数据变化具有一定的差异，同时反应速率受温度影响，即对产出数据变化具有影响，并且温度对产出数据变化的影响在不同反应速率阶段不同，最终导致监测数据变化存在更大差异，所以监测数据变化偏差所反映监测数据的异常程度不准确，进而使得农业有机废弃物堆料反应过程中监测数据的清洗效果较差。

技术实现思路

[0004]为了解决现有方法在对农业有机废弃物堆料反应过程中的监测数据进行数据清洗时存在的清洗效果较差的问题，本专利技术的目的在于提供一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：获取农业有机废弃物堆料反应过程中各时刻的气体产出量和反应池内的温度；根据各时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，得到各时刻的数据异常程度；根据各时刻的预设邻近历史时刻的温度变化情况和气体产出量变化情况，确定各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标；根据各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标以及各时刻与其预设邻近历史时刻反应速率趋于稳定的可能性指标的差异情况，得到各时刻反应速率趋于稳定的程度；根据各时刻反应速率趋于稳定的程度、各时刻以及其预设邻近历史时刻的温度变化情况，得到各时刻温度影响下数据偏差的异常表征值；基于所述数据异常程度和所述异常表征值，确定各时刻对应的综合异常程度；基于所述综合异常程度确定异常数据，并对异常数据进行剔除。
[0005]优选的，所述根据各时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，得到各时刻的数据异常程度，包括：
对于第i个时刻：将第i个时刻与其相邻的前一个时刻的气体产出量之间的差值绝对值，确定为第i个时刻气体产出量的变化量；计算第i个时刻的所有预设邻近时刻气体产出量的变化量的均值；将第i个时刻气体产出量的变化量与所述气体产出量的变化量的均值之间的差值绝对值，确定为第i个时刻的数据异常程度。
[0006]优选的，所述根据各时刻的预设邻近历史时刻的温度变化情况和气体产出量变化情况，确定各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标，包括：对于第i个时刻：将第i个时刻与其相邻的前一个时刻的温度之间的差值，确定为第i个时刻的温度升高量；将第i个时刻的每两个相邻预设邻近历史时刻中后一历史时刻与前一历史时刻的气体产出量的差值，作为后一历史时刻气体产出量的增加量；获取第i个时刻的所有预设邻近历史时刻的温度升高量的最大值；根据所述温度升高量的最大值和第i个时刻对应的所有历史时刻气体产出量的增加量的均值，得到第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标。
[0007]优选的，采用如下公式计算第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标：；其中，为第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标，为第i个时刻的所有预设邻近历史时刻的温度升高量的最大值，K为第i个时刻的预设邻近历史时刻的数量，为第个时刻的气体产出量，为第个时刻的气体产出量，norm( )为归一化函数，为预设第一调整参数，；第i个时刻的预设邻近历史时刻为第个时刻到第个时刻之间的所有时刻。
[0008]优选的，所述根据各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标以及各时刻与其预设邻近历史时刻反应速率趋于稳定的可能性指标的差异情况，得到各时刻反应速率趋于稳定的程度，包括：对于第i个时刻：分别将第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标与第i个时刻的每个预设邻近历史时刻反应速率趋于稳定的可能性指标之间的差值，确定为第i个时刻的对应预设邻近历史时刻的第一特征值；计算第i个时刻的所有预设邻近历史时刻的第一特征值的均值；根据所述第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标和所述第一特征值的均值，得到第i个时刻反应速率趋于稳定的程度。
[0009]优选的，根据所述第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标和所述第一特征值
的均值，得到第i个时刻反应速率趋于稳定的程度，包括：将所述第一特征值的均值的归一化结果与预设第二调整参数的和值，记为特征指标；将特征指标的倒数与所述第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标的乘积，确定为第i个时刻反应速率趋于稳定的程度。
[0010]优选的，根据各时刻反应速率趋于稳定的程度、各时刻以及其预设邻近历史时刻的温度变化情况，得到各时刻温度影响下数据偏差的异常表征值，包括：对于第i个时刻：将第i个时刻的每两个相邻预设邻近历史时刻中后一历史时刻与前一历史时刻的温度升高量的差值，作为后一历史时刻的第二特征值；将第i个时刻对应的所有历史时刻的第二特征值的最大值所对应的历史时刻，作为目标时刻；根据第i个时刻的温度升高量、第i个时刻对应的所有历史时刻的第二特征值的最大值、第i个时刻与所述目标时刻之间的时间间隔，得到第i个时刻温度影响下数据偏差的异常表征值，所述第i个时刻的温度升高量、所述第二特征值的最大值、所述时间间隔均与所述异常表征值呈负相关关系。
[0011]优选的，采用如下公式计算第i个时刻温度影响下数据偏差的异常表征值：；其中，为第i个时刻温度影响下数据偏差的异常表征值，为第i个时刻的第二特征值，K为第i个时刻的预设邻近历史时刻的数量，为第个时刻的第二特征值，为第个时刻的第二特征值，为第i个时刻与目标时刻之间的时间间隔，max( )为取最大值函数，norm( )为归一化函数，为预设第三调整参数，。
[0012]优选的，所述基于所述数据异常程度和所述异常表征值，确定各时刻对应的综合异常程度，包括：对于任一时刻：将该时刻的所述数据异常程度和该时刻的所述异常表征值的乘积，确定为该时刻对应的综合异常程度。
[0013]优选的，所述基于所述综合异常程度确定异常数据，包括：对所述综合异常程度进行归一化处理，分别判断各时刻对应的综合异常程度的归一化结果是否大于预设异常程度阈值，若大于，则将对应时刻的气体产出量确定为异常数据。
[0014]本专利技术至少具有如下有益效果：1、本专利技术在利用气体产出量数据变化偏差反映监测数据异常情况的过程中，结合每个时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，从数值偏离程度的角度对每个时刻的数据异常程度进行了初本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：获取农业有机废弃物堆料反应过程中各时刻的气体产出量和反应池内的温度；根据各时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，得到各时刻的数据异常程度；根据各时刻的预设邻近历史时刻的温度变化情况和气体产出量变化情况，确定各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标；根据各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标以及各时刻与其预设邻近历史时刻反应速率趋于稳定的可能性指标的差异情况，得到各时刻反应速率趋于稳定的程度；根据各时刻反应速率趋于稳定的程度、各时刻以及其预设邻近历史时刻的温度变化情况，得到各时刻温度影响下数据偏差的异常表征值；基于所述数据异常程度和所述异常表征值，确定各时刻对应的综合异常程度；基于所述综合异常程度确定异常数据，并对异常数据进行剔除。2.根据权利要求1所述的一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，其特征在于，所述根据各时刻与其预设邻近时刻的气体产出量的差异，得到各时刻的数据异常程度，包括：对于第i个时刻：将第i个时刻与其相邻的前一个时刻的气体产出量之间的差值绝对值，确定为第i个时刻气体产出量的变化量；计算第i个时刻的所有预设邻近时刻气体产出量的变化量的均值；将第i个时刻气体产出量的变化量与所述气体产出量的变化量的均值之间的差值绝对值，确定为第i个时刻的数据异常程度。3.根据权利要求1所述的一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，其特征在于，所述根据各时刻的预设邻近历史时刻的温度变化情况和气体产出量变化情况，确定各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标，包括：对于第i个时刻：将第i个时刻与其相邻的前一个时刻的温度之间的差值，确定为第i个时刻的温度升高量；将第i个时刻的每两个相邻预设邻近历史时刻中后一历史时刻与前一历史时刻的气体产出量的差值，作为后一历史时刻气体产出量的增加量；获取第i个时刻的所有预设邻近历史时刻的温度升高量的最大值；根据所述温度升高量的最大值和第i个时刻对应的所有历史时刻气体产出量的增加量的均值，得到第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标。4.根据权利要求3所述的一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，其特征在于，采用如下公式计算第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标：；其中，为第i个时刻反应速率趋于稳定的可能性指标，为第i个时刻的所有预设邻
近历史时刻的温度升高量的最大值，K为第i个时刻的预设邻近历史时刻的数量，为第个时刻的气体产出量，为第个时刻的气体产出量，norm( )为归一化函数，为预设第一调整参数，；第i个时刻的预设邻近历史时刻为第个时刻到第个时刻之间的所有时刻。5.根据权利要求1所述的一种农业有机废弃物资源利用数字化信息管理系统，其特征在于，所述根据各时刻反应速率趋于稳定的可能性指标以及各时刻与其预设邻近历史时刻反应速率趋于稳定的可能性指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建国，王梓屹，王恒斌，王恒涛，房娜，王效国，王朋峰，郭玉玲，段广强，王文生，曹佑峰，李培习，王广照，徐劲松，
申请(专利权)人：山东中新农业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：