本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理。更具體地，本發(fā)明涉及一種粉塵濃度采集預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，特別是涉及噴粉工藝的行業(yè)，如金屬噴涂、塑料噴涂等，粉塵爆炸的風(fēng)險日益增加，噴粉室內(nèi)懸浮的粉塵在達(dá)到一定濃度并遇到火源時，極易引發(fā)爆炸，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。穩(wěn)健隨機分割森林（robust?random?cut?forest，rrcf）算法是一種面向動態(tài)數(shù)據(jù)量的異常檢測算法，可以用于噴粉室內(nèi)的粉塵濃度數(shù)據(jù)的異常檢測，從而實現(xiàn)粉塵濃度的預(yù)警。

2、相關(guān)技術(shù)中，如公開號為cn112181706a的專利申請文件中，公開了一種基于對數(shù)區(qū)間隔離的電力調(diào)度數(shù)據(jù)異常檢測方法，該方法包括：構(gòu)建多個對數(shù)區(qū)間隔離子樹，并將其組成對數(shù)區(qū)間隔離森林異常檢測器，求出每個樣本在每個子樹下的路徑長度，集成每個子樹中對應(yīng)數(shù)據(jù)的路徑并取平均值求得異常分?jǐn)?shù)，根據(jù)異常率閾值篩選出數(shù)據(jù)集中的異常樣本。

3、然而，上述方案在確定數(shù)據(jù)的異常分?jǐn)?shù)時，并未考慮到同一數(shù)據(jù)在不同子樹中確定的異常程度存在的差異，對最終異常分值的影響，僅取平均值，若存在任一數(shù)據(jù)在某一子樹中的異常程度較大，而在剩余子樹中的異常程度均較小的情況，則會導(dǎo)致確定的異常分?jǐn)?shù)偏大，從而可能無法準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測，導(dǎo)致確定的異常檢測的結(jié)果的準(zhǔn)確性較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決無法準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測的問題，本發(fā)明提供了一種粉塵濃度采集預(yù)警方法及系統(tǒng)。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供了一種粉塵濃度采集預(yù)警方法，包括：

3、獲取空氣中的粉塵濃度數(shù)據(jù)集，從粉塵濃度數(shù)據(jù)集中隨機選取多個數(shù)據(jù)子集，構(gòu)建各數(shù)據(jù)子集的二叉樹；

4、將粉塵濃度數(shù)據(jù)集中任一數(shù)據(jù)點所在的數(shù)據(jù)子集對應(yīng)的二叉樹，作為參考二叉樹，獲取任一數(shù)據(jù)點在任一參考二叉樹中的突出程度與在剩余參考二叉樹中的突出程度之間的差異的平均值，計算任一數(shù)據(jù)點在任一參考二叉樹中的可信度，可信度與平均值負(fù)相關(guān)；

5、獲取以所述任一數(shù)據(jù)點在所述任一參考二叉樹中的突出程度為底數(shù)，所述任一參考二叉樹的平衡因子與時間復(fù)雜度的比值為真數(shù)的對數(shù)數(shù)據(jù)，將所述對數(shù)數(shù)據(jù)歸一化后的取值與所述可信度的和，作為所述可信度的修正值；

6、將任一數(shù)據(jù)點在各參考二叉樹中的可信度的修正值作為權(quán)重，對所有參考二叉樹在插入任一數(shù)據(jù)點前后的復(fù)雜度變化量進(jìn)行加權(quán)求和，得到任一數(shù)據(jù)點的最終異常程度，以基于當(dāng)前數(shù)據(jù)點的最終異常程度對空氣中的粉塵濃度進(jìn)行預(yù)警控制。

7、本發(fā)明通過將任一數(shù)據(jù)點在各參考二叉樹中的可信度的修正值作為權(quán)重，可以降低各參考二叉樹確定的該數(shù)據(jù)點的異常程度之間的差異，對該數(shù)據(jù)點的最終異常程度的影響，保證了確定的最終異常程度的準(zhǔn)確性，從而可以提高對粉塵濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測的準(zhǔn)確性，使得能夠準(zhǔn)確地對空氣中的粉塵濃度進(jìn)行預(yù)警；本發(fā)明綜合同一數(shù)據(jù)在不同參考二叉樹中的突出程度之間的差異的平均值，確定對應(yīng)的可信度，能夠準(zhǔn)確地反映同一數(shù)據(jù)在不同參考二叉樹中的差異情況，從而保證了可信度的準(zhǔn)確性，且基于參考二叉樹自身的結(jié)構(gòu)，對可信度進(jìn)行修正，并將修正值作為權(quán)重，可以保證確定的權(quán)重的準(zhǔn)確性。

8、在本發(fā)明的一種示例實施例中，任一數(shù)據(jù)點在任一參考二叉樹中的可信度，滿足如下關(guān)系式：

9、；

10、式中，為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的可信度；為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的突出程度；為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的突出程度；為第個數(shù)據(jù)點在所有參考二叉樹中的突出程度的最大值；為第個數(shù)據(jù)點在所有參考二叉樹中的突出程度的最小值；為參考二叉樹的數(shù)量；為求和符號；為絕對值符號。

11、在本發(fā)明的一種示例實施例中，突出程度的獲取方法，包括：

12、將任一參考二叉樹對應(yīng)的數(shù)據(jù)子集作為參考子集，對參考子集進(jìn)行聚類，獲取參考子集的聚類中心，確定參考子集內(nèi)各數(shù)據(jù)點與聚類中心之間的距離的中位數(shù)；

13、將任一數(shù)據(jù)點與聚類中心之間的距離，作為參考距離，計算參考距離與中位數(shù)的比值，得到任一數(shù)據(jù)點在任一參考二叉樹中的突出程度。

14、本發(fā)明使用中位數(shù)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，可以降低異常值的影響，從而保證了確定的突出程度的準(zhǔn)確性。

15、在本發(fā)明的一種示例實施例中，可信度的修正值，滿足如下關(guān)系式：

16、；

17、式中，為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的可信度的修正值；為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的可信度；為第棵參考二叉樹的平衡因子，為第棵參考二叉樹中的節(jié)點數(shù)量；為時間復(fù)雜度表示符號；為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的突出程度；為對數(shù)函數(shù)的符號；為歸一化函數(shù)。

18、本發(fā)明提供的可信度的修正值的計算公式，可以將修正程度的取值限定在0-1內(nèi)，降低了可信度的修正值的計算難度，在一定程度上可以保證確定的可信度的修正值的準(zhǔn)確性。

19、在本發(fā)明的一種示例實施例中，平衡因子為綜合平衡因子，綜合平衡因子的獲取方法，包括：

20、計算任一參考二叉樹的左子樹的節(jié)點數(shù)量與右子樹的節(jié)點數(shù)量之間的差異，得到第一差異；

21、計算左子樹中所有節(jié)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)點的方差，與右子樹中所有節(jié)點對應(yīng)的數(shù)據(jù)點的方差之間的差異，得到第二差異；

22、對第一差異以及第二差異進(jìn)行求和運算，將求和運算的結(jié)果的倒數(shù)，作為任一參數(shù)二叉樹的綜合平衡因子。

23、本發(fā)明綜合多種數(shù)據(jù)確定參考二叉樹的綜合平衡因子，保證了確定的綜合平衡因子的準(zhǔn)確性。

24、在本發(fā)明的一種示例實施例中，任一數(shù)據(jù)點的最終異常程度，滿足如下關(guān)系式：

25、；

26、式中，為第個數(shù)據(jù)點的最終異常程度；為第個數(shù)據(jù)點在第棵參考二叉樹中的修正后的可信度；為第棵參考二叉樹在插入第個數(shù)據(jù)點前后的復(fù)雜度變化量；為參考二叉樹的數(shù)量；為求和符號。

27、在本發(fā)明的一種示例實施例中，基于當(dāng)前數(shù)據(jù)點的最終異常程度對空氣中的粉塵濃度進(jìn)行預(yù)警控制，包括：

28、若當(dāng)前數(shù)據(jù)的最終異常程度大于或等于預(yù)設(shè)閾值，則發(fā)出警報，以及時提醒操作人員當(dāng)前時刻空氣中的粉塵濃度大于安全值。

29、本發(fā)明可以實時地、準(zhǔn)確地對空氣中的粉塵濃度進(jìn)行預(yù)警。

30、根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供了一種粉塵濃度采集預(yù)警系統(tǒng)，一種粉塵濃度采集預(yù)警系統(tǒng)包括存儲器和處理器，存儲器上存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序以實現(xiàn)本發(fā)明實施例的第一方面的步驟。

31、本發(fā)明具有以下效果：

32、本發(fā)明將任一數(shù)據(jù)點在所處二叉樹中的可信度的修正值作為權(quán)重，減小了由不同二叉樹確定的同一數(shù)據(jù)點的異常程度之間的差異的影響，提高了對粉塵濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測的準(zhǔn)確性，從而可以降低預(yù)警系統(tǒng)的誤報率；在確定任一數(shù)據(jù)點在所處二叉樹中的可信度時，利用了該數(shù)據(jù)點在所處二叉樹對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)子集中的突出程度之間的差異，能夠準(zhǔn)確評估該數(shù)據(jù)點受數(shù)據(jù)波動的影響情況，保證了可信度的準(zhǔn)確性，且基于所處二叉樹自身的結(jié)構(gòu)，以及該數(shù)據(jù)點在所處二叉樹中的突出程度確定的對數(shù)數(shù)據(jù)對可信度進(jìn)行修正，可以綜合多種數(shù)據(jù)對可信度進(jìn)行修正，保證了可信度的修正值的準(zhǔn)確性，從而可以保證確定的權(quán)重的準(zhǔn)確性。