[发明专利]一种确定生物柴油燃烧性能的方法

摘要

本发明涉及一种确定生物柴油燃烧性能的方法，具体步骤为：1.生物柴油建模样本及其燃烧性能数据的收集；2.生物柴油建模样本集的划分；3.生物柴油SiRMS结构描述符的计算；4.生物柴油特征SiRMS结构描述符的筛选；5.生物柴油燃烧性能预测模型的建立；6.生物柴油燃烧性能预测模型的验证、修正与确定；7.生物柴油燃烧性能预测模型的应用。燃烧性能可以衡量生物柴油在生产、储存和运输等过程中火灾风险的大小，实现生物柴油燃烧性能的有效预测能够对其设计、生产和操作等环节提供参考。本发明方法简单、概念清晰、应用简便、预测准确性高，为确定生物柴油燃烧性能提供了一种简便快速、准确可靠的方法。

主权项

1.一种确定生物柴油燃烧性能的方法，具体步骤如下：(1)生物柴油建模样本及其燃烧性能数据的收集：生物柴油建模样本及其燃烧性能数据收集的途径为实验测定、查询公开发表的文献或查询权威数据库；(2)生物柴油建模样本集的划分：将样本集划分为训练集和测试集两个部分，训练集用于建立预测模型，测试集用于对所建模型进行评价和验证；样本集的划分可以采用以下三种方法：一是针对样本集中所有组分相同但比例不同的子样本集，选取每个子样本集中任意样本作为测试集，剩余样本作为训练集；二是针对样本集中所有组分相同但比例不同的子样本集，选取其中任意子样本集作为测试集，剩余样本作为训练集；三是选取样本集中含有某种特定组分的所有样本作为测试集，剩余样本作为训练集；(3)生物柴油SiRMS结构描述符的计算：根据样本集中生物柴油各组分的分子结构及其配比，计算获取用于反映各组分分子结构及其配比信息的SiRMS(Simplex Representation of Molecular Structure)描述符，实现生物柴油混合体系分子结构信息的参数化描述；(4)生物柴油特征SiRMS结构描述符的筛选：针对步骤(2)划分的训练集样本，采用遗传‑偏最小二乘算法对步骤(3)计算出的SiRMS描述符进行特征变量筛选，筛选出与目标燃烧性能最为密切相关的一组SiRMS描述符作为描述生物柴油特征结构的分子描述符；(5)生物柴油燃烧性能预测模型的建立：针对步骤(2)划分的训练集样本，以步骤(4)所筛选出的SiRMS描述符作为输入变量，样本对应的燃烧性能作为输出变量，应用多元线性回归算法建立两者之间的定量函数关系预测模型；(6)生物柴油燃烧性能预测模型的验证、修正与确定：①采用内部交互验证法来验证所建预测模型的稳健性；采用外部验证法，即针对步骤(2)划分的测试集样本，使用所建模型来计算测试集样本的燃烧性能，来验证所建预测模型的外推能力；②根据内部交互验证及外部验证的预测结果，比较测试集样本的预测值和目标值，如果预测值与目标值的平均相对误差超过可接受的范围时，剔除预测误差超标的样本，返回步骤(2)，重新建模和预测，直至测试集样本预测值与目标值的平均相对误差在可接受的范围内，从而确定预测模型；(7)生物柴油燃烧性能预测模型的应用：根据未知生物柴油各组分的分子结构及其配比，针对步骤(4)筛选出的SiRMS描述符进行计算，将计算值代入步骤(5)所建立的相应预测模型进行计算，即可得到该生物柴油的目标燃烧性能数据。