基于動態(tài)關(guān)聯(lián)矩陣的管網(wǎng)水質(zhì)異常檢測方法研究.pdf

1、水質(zhì)異常檢測作為城市管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分，其目的在于快速、準(zhǔn)確地對管網(wǎng)中可能存在的水質(zhì)異常波動進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)的水質(zhì)異常檢測方法通常是在時域或者頻域上對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。隨著水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多元化的現(xiàn)象。傳統(tǒng)分析方法往往難以有效利用多維數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系，來提升水質(zhì)異常檢測的準(zhǔn)確度。針對這一現(xiàn)狀，本文通過對不同維度下水質(zhì)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析，提出了基于多個水質(zhì)參數(shù)的水質(zhì)異常檢測方法，并將其拓展至多監(jiān)測站點(diǎn)的水質(zhì)異

2、常檢測。文中通過大量實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)對方法進(jìn)行了驗(yàn)證，并對算法可能存在的問題進(jìn)行了討論。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)現(xiàn)有的水質(zhì)異常檢測算法大多未能對不同水質(zhì)參數(shù)之間的聯(lián)系進(jìn)行分析，很難獲得期望的效果。本文提出了基于動態(tài)關(guān)聯(lián)矩陣的水質(zhì)異常檢測方法，通過動態(tài)時間規(guī)整算法對不同水質(zhì)參數(shù)時間序列之間的關(guān)聯(lián)特性進(jìn)行分析，并結(jié)合各個水質(zhì)參數(shù)自身的波動狀況，實(shí)現(xiàn)了對管網(wǎng)水質(zhì)狀態(tài)的實(shí)時檢測。文中還對不同采樣間隔下的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)

3、行了分析，討論了水質(zhì)數(shù)據(jù)的背景變化和基線漂移對檢測結(jié)果的影響。
　　(2)根據(jù)動態(tài)關(guān)聯(lián)矩陣進(jìn)行特征提取，對水質(zhì)異常波動進(jìn)行了更深入的分析。借助隨機(jī)森林算法實(shí)現(xiàn)了對不同污染物引起的水質(zhì)異常波動的分類。在已知污染物的類別情況下，依靠對水質(zhì)異常波動的分類，可以有效地提升水質(zhì)異常檢測算法的準(zhǔn)確度。文中還根據(jù)異常波動樣本在弱分類器上的概率分布，討論了如何減小部分工況操作導(dǎo)致的水質(zhì)異常波動對水質(zhì)異常檢測算法的影響。
　　(3)參照單一站