[发明专利]基于单边U检测的突发污染感知方法无效
申请号: | 201110184987.3 | 申请日: | 2011-07-01 |
公开(公告)号: | CN102306235A | 公开(公告)日: | 2012-01-04 |
发明(设计)人: | 庞丽萍;张瑜;刘曦;胡涛 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | G06F19/00 | 分类号: | G06F19/00;G01N33/00 |
代理公司: | 北京金恒联合知识产权代理事务所 11324 | 代理人: | 李强 |
地址: | 100191*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 单边 检测 突发 污染 感知 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种基于单边U检测的突发污染感知方法,属于概率统计技术领域。
背景技术
(1)突发污染感知
突发性环境污染严重威胁着人们的健康和生命安全。其本身具有的极强的不确定性(发生时间、地点及源强度的不确定)给救援及防护工作带来了严重阻碍。突发污染感知,是污染源定位的前提,对污染源辨识及治理具有重要的意义。目前,主要是利用传感器的实时监测对突发污染进行感知。所谓的污染感知时刻就是根据传感器观测到的数据检测判断出有突发污染源存在的时刻。感知滞后时间指污染感知时刻与污染实际发生时刻的差值。传感器不能敏感地感知到突发污染起始时刻,将直接影响污染源定位和强度估计的准确性,甚至造成错误定位。因此,相关领域的研究人员一直迫切地探索可靠性更高的污染感知方法。
(2)常用的污染感知方法
目前,常用的污染感知方法是阈值判断法,其原理是:设置一定的污染物浓度阈值,当传感器观测浓度超过设定值,则认为出现突发污染。此方法原理简单,应用较多,但在实际应用中存在两个问题:a.要求传感器测量精度高,而实际浓度传感器测量精度受到诸多因素影响,一般时实浓度的测量精度低(测量噪声较大),使用该方法易引起虚警。如图1所示,横坐标为时间,纵坐标为污染物浓度值,无污染源时某气体浓度在20~30ppm间波动,但是由于测量噪声影响,如在A时刻和B时刻的观测值可能超过指定阈值40ppm,从而引起虚警。b.为避免虚警,需要适当提高检测报警的阈值,如图1将阈值从40ppm提高到50ppm,虽然大大降低了虚警概率,但是这又造成污染感知时刻滞后。
造成上述问题的主要原因是,基于浓度阈值的突发污染感知方法是针对浓度的单一时刻数据判别,在观测噪声的影响下,一定会存在上述两个问题。
(3)单个正态总体的均值假设检验
先对总体的某个未知参数或总体的分布形式作某种假设,然后由所抽取的样本提供的信息,构造合适的统计量,对所提出的假设进行检验,以做出统计判断。是接受假设还是拒绝假设,这类统计推断问题称为假设检验问题。
单正态总体均值的U检验,是参数假设检验的一种,其具体步骤如下:
设x1,x2,Λxn是来自正态总体N(μ,σ02)的样本。
a.首先对总体的均值做假设
H0:μ=μ0;H1:μ>μ0或H0:μ≤μ0;H1:μ>μ0(称为右单边检验)。
b.由抽取的样本构造统计量
当H0成立时,U~N(0,1)。其中,为样本均值,σ0为总体标准差,n为样本容量。
c.在给定显著性水平下,确定H0关于统计量的拒绝域。
对于给定的显著性水平0<α<1,查标准正态分布表得zα,使
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