基于随机RF的集成SVM故障诊断改进算法

针对工业系统监控数据不均衡导致的故障状态难以被识别问题,提出一种基于随机旋转森林的集成支持向量机(RRFESVM)故障诊断算法,通过将监控数据进行属性随机分割、组合、PCA变换和样本有放回重采样,组建多个新训练子集并使用支持向量机算法进行训练,得到多个支持向量机故障诊断基分类器,集成得到强分类器,由此既保证基分类器之间的差异性,又保证故障诊断精度和分类器性能稳定性,从而解决故障诊断易偏置问题,提高作为少数类的故障状态实时诊断准确率。亚轨道飞行器再入过程实验与TE化工过程实验都表明RRFESVM故障诊断算法能够有效提升不均衡数据情况下的实时故障诊断性能。     

改进的加权t-SNE算法及在故障诊断中的应用

对随机邻域嵌入算法(stochastic neighbor embedding, SNE)中的距离进行改进,提出一种基于Manhattan距离的加权t-SNE(Mwt-SNE)算法。使用受空间维数影响较小的Manhattan距离作为度量方式,使用k均值聚类算法将高维空间数据样本点距离分为三类,基于表格法进行权重参数寻优与加权,以加权相对Manhattan距离代替欧式绝对距离计算相似度条件概率,从而增大数据对象之间的区分度,提升降维效果,增强分类显著性。提出基于Mwt-SNE算法的在线故障诊断模型,使用核密度估计(KDE)确定控制限并进行在线监控。TE化工过程实验表明Mwt-SNE算法能有效降低误报率和漏报率,从而提高故障诊断稳定性和准确性。     

基于改进KNPE算法的化工过程故障检测

核邻域保持嵌入(KNPE)算法能够较好地在非线性空间中进行故障检测,但高斯核函数仅对数据的局部空间有较强学习能力,泛化能力较差。针对上述问题,在高斯核函数的基础上,引入泛化能力较强的多项式核函数与其进行线性加权组合,提出基于组合核函数的邻域保持嵌入(CKNPE)算法。该算法在注重数据局部学习能力的同时增强了外推、预测能力,更多地保留了原始数据的特征信息。通过田纳西—伊斯曼(TE)仿真实验,与CKPCA、CMKPCA算法进行横向比较,并与NPE、KNPE算法进行纵向比较,证明了CKNPE算法对非线性故障检测的优越性。     

基于EasyEnsemble的化工过程故障诊断性能改进

化工过程故障诊断中样本数据分布不均衡现象普遍存在.在使用不均衡样本作为训练集建立各类故障诊断分类器时,易出现分类器的识别率偏置于多数类样本的结果,由此产生虽正常状态易识别,但更受关注的故障状态却难以被诊断的现象.针对该问题,本文提出一种基于Easy Ensemble思想的主元分析–支持向量机(Easy Ensemble based principle component analysis–support vector machine,EEPS)故障诊断算法,通过欠采样方法抽取多数类样本子集组建多个新的均衡数据样本集,使用主元分析(principle component analysis,PCA)进行特征提取并使用支持向量机(support vector machine,SVM)算法进行训练,得到多个基于SVM的故障诊断分类器,然后使用Adaboost算法集成最终的分类,从而提高故障诊断准确性.所提方法被用于TE(Tenessee Eastman)化工过程,实验结果表明,EEPS算法能够有效提高分类器在不均衡数据集上的诊断性能和预报能力.     

KNPE算法在化工过程故障检测中的应用

化工生产过程具有维数高、非线性强等特点。针对传统的邻域保持嵌入(NPE)算法对非线性数据特征提取不足的缺陷,引入高斯核函数,将数据由非线性的输入空间转换到线性的特征空间。核邻域保持嵌入(KNPE)算法在构建局部空间特征结构的基础上,能够更好地提取数据的非线性结构。通过以田纳西-伊斯曼(TE)仿真过程为例,构造T2和SPE统计量进行故障检测,证明了KNPE方法比NPE和KPCA方法能够更快更准确的检测出非线性故障的发生。     

城轨车站火灾应急方案模拟演练

结合城市轨道交通车站发生火灾的案例,分析了地铁火灾的特点,对地铁火灾进行了分类,并探讨了火灾的处理方式,主要对城轨车站火灾应急方案的模拟演练进行了研究,以提高城轨车站工作人员对火灾事故的处理能力。