[发明专利]一种特高压输电线路噪声测量系统及方法

权利要求书

1.一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于该系统包括：

声压传声单元(1)，用于将收集到的可听噪声信号转换为电信号，传输给噪声频程计算单元(2)；

噪声频程计算单元(2)，对声压传声单元(1)传输而来的可听噪声原始电信号进行倍频程计算，得到可听噪声8kHz分量；

运算平台(3)，运行有LOF-EMD-XGBoost模型，用于计算出可听噪声的A声级有效数据。

2.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：所述噪声频程计算单元(2)，将收集到的声音信号以倍频程的形式分解到16Hz，31.5Hz，63Hz，125Hz，250Hz，500Hz，1000Hz，2000Hz，4000Hz，8000Hz这10个频段。

3.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：所述运算平台(3)为笔记本电脑，用于接收噪声频程计算单元(2)计算出的输电线路可听噪声8kHz分量，并运行LOF-EMD-XGBoost可听噪声A声级有效数据计算模型。

4.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：

所述LOF-EMD-XGBoost模型中LOF为异常值检测部分，通过式(1)计算可听噪声倍频程数据中各点的局部异常因子；

其中，lrd_k(o)为某点o的局部可达密度，lrd_k(p)为某点p的局部可达密度，N_k(p)为数据集中某点P的第k距离邻域，其中o点属于p点的第k距离邻域。

5.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：

所述LOF-EMD-XGBoost模型中EMD为数据增维部分，可听噪声倍频程数据中各个频程的原始数据x(t)被分解为如(2)式所示；

其中，IMF(i)分量为分解所得到的增维数据，r_n为残余项当残余项单调是停止分解。

6.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：所述LOF-EMD-XGBoost模型中XGBoost为算法预测部分，在基于残差的训练框架下，在k次迭代训练的过程中，每次都使用不同的二叉树(CART)训练，最小化如式3所示的目标函数，提升模型的预测精度，

其中，表示总共n个样本的损失函数所产生loss的，为第i个可听噪声A声级训练样本k次迭代后的预测值，y_i为第i个可听噪声A声级训练样本的真实值；为二叉树(CART)的复杂度。

7.根据权利要求1所述一种特高压输电线路噪声测量系统，其特征在于：

所述LOF-EMD-XGBoost模型包括LOF算法、EMD算法和XGBoost算法三部分：

LOF算法，通过计算输电线路可听噪声倍频程多维数据集中各点的距离与密度从而剔除异常值；

EMD算法，将收集到的可听噪声信号按照频率从高到低分解成n个数据本征模态函数，以此达到数据增维的目的，满足XGBoost算法对于数据维度的要求；

XGBoost算法，在基于残差的训练框架下，通过之前收集到的气象数据、可听噪声8kHz分量与A声级有效数据，在k次迭代训练的过程中，每次都使用不同的二叉树CART训练数据集得到8kHz分量与A声级之间的转换关系，从而弥补前一次训练后模型存在的不足，能够提升8kHz分量与A声级之间的转换精度，最终的转换结果为k次训练产生的k个预测值之和。