[发明专利]基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法及计算设备

权利要求书

1.一种基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用户在服务器端发送大气污染监测质量监控指令，得到不同站点在不同时间点的大气环境监测物浓度值；

(2)将得到待质量监控的大气环境监测物在不同站点不同时间点的浓度数据转换成标准化数据格式；

(3)用皮尔逊关联系数计算待质量监控的大气环境监测物在不同站点之间的关联系数，根据对应系数的大小调整每个站点在表格中的位置；

(4)通过5*5的关联滑动窗口将步骤(3)调整后的待质量监控的大气环境监测物浓度值转换成窗口内污染物浓度的均值和方差；

(5)以异常值检测窗口为单元，计算窗口内每个点对应的LOF异常值，然后通过设定阈值定位异常数据；

(6)采用步骤(4)的方差和步骤(5)的LOF异常值的乘积与阈值比较来判断监控采集的污染物是否为异常数据；

(7)报送步骤(6)异常值筛选与检测结果至服务器端，通过在服务器端设置报送路径，将检测结果输出至指定用户终端；

步骤(3)所述根据对应系数大小调整每个站点在表格中的位置的方法为：以A作为分析站点，将A站点的数据放在表格的中间，除去A外其余站点相似系数最高的B放置在A站点的右边，接下来相似系数最高的G站点放置在A站点放置在左边，以此规律类推；

步骤(4)包括：

首先确定关联滑动窗口的起止位置，以计算点为窗口的中心位置，当计算点前后或者左右不够位置时留空；当前计算点的索引位置为(index_x，index_y)，行列索引位置计算方式如下：

其中Start_index_x、End_index_x、Start_index_y、End_index_y分别为行索引的起止位置、列索引的起止位置；index_xsize、index_ysize分别为行列大小；

按照行列的起止位置得到对应窗口的数据，然后计算窗口数据的均值和方差作为新的特征。

2.根据权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，步骤(3)所述皮尔逊关联系数的计算

其中x_i为A站点污染物序列的第i个值，y_i为B站点污染物序列的第i个值；为A站点污染物序列的均值，为B站点污染物序列的均值。

3.根据权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控方法，其特征在于，所述待质量监控的大气环境监测物包括SO₂、NO₂、O₃、CO、PM_2.5、PM₁₀。

4.一种用于权利要求1所述基于滑动窗口异常检测的大气环境监测质量监控的装置。

5.一种电子设备，至少包括一个用于存储服务器端的请求指令的存储器，一个或多个用于存储服务器端的执行指令的处理器，其特征在于，所述处理器运行所述执行指令以实现如权利要求1-3任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。