【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據處理。具體涉及一種水套加熱爐的溫度監控系統及溫度監控方法。
技術介紹
1、水套加熱爐作為間接火桶式加熱器，在工業生產中有著重要應用。其工作原理是燃料在爐體下部火筒內燃燒，火焰與熱煙經火筒壁傳熱至浴液，再由浴液加熱上部加熱盤管內的介質。溫度監控對于水套加熱爐具有重要的意義，精準的溫度監控能夠實時掌握爐內溫度變化情況，確保加熱過程穩定且高效。
2、傳統的水套加熱爐在溫度監控方面是依賴人工控制或簡單自動化系統，難以應對爐內溫度分布不均及調節困難的狀況，易引發加熱不均勻、熱效率低下等問題，嚴重時會因溫度波動致使設備過熱、損壞。
3、現有基于數據分析處理技術的溫度監控方法，這種方法相較于傳統的溫度監控方法更為高效，如現有公告號為cn118779814b的中國專利文件，提供了一種絕緣子溫度監控方法及系統，該溫度監控方法是采用rrcf（穩健隨機分割森林）算法生成多棵二叉樹，通過篩選出一部分二叉樹，然后將溫度數據插入這部分二叉樹，根據二叉樹的復雜度的變化量獲取到溫度數據的異常程度，以此實現溫度監控。
4、然而，利用上述技術方案對水套加熱爐的溫度進行監控時，由于在水套加熱爐中，溫度變化受到多種因素的影響，例如加熱速度、環境變化、加熱系統的穩定性等，這些因素可能會導致水套加熱爐溫度波動。而上述技術方案是篩選了部分二叉樹進行插入來判斷異常溫度數據，忽略了一部分的二叉樹的特性，容易造成部分信息的缺失，該技術方案更多關注的是局部溫度數據的分類問題，忽略了水套加熱爐的整體溫度趨勢和波動特性，導致對溫度數
技術實現思路
1、為解決在對水套加熱爐進行溫度監控時，溫度數據的異常識別結果不夠準確的問題，本專利技術提出一種水套加熱爐的溫度監控方法，包括：
2、獲取水套加熱爐的歷史溫度數據和實時溫度數據，基于歷史溫度數據隨機生成多棵二叉樹，并評估每棵二叉樹的結構穩定性和根節點選取的可靠性；
3、基于每棵二叉樹對應的所有溫度數據計算基尼指數，并將基尼指數的倒數作為每棵二叉樹的節點純度，以每棵二叉樹的節點純度和每棵二叉樹的根節點選取的可靠性之積作為每棵二叉樹的分割能力值；
4、計算每棵二叉樹的權重：，為第棵二叉樹的權重，和分別為第 、棵二叉樹的分割能力值，和分別為第 、棵二叉樹的結構穩定性，為二叉樹的總數；
5、將每個實時溫度數據插入到所有的二叉樹中，獲取每棵二叉樹的復雜度的變化量，利用每棵二叉樹的權重對每棵二叉樹的復雜度的變化量進行加權求和，計算每個實時溫度數據的異常程度，根據每個實時溫度數據的異常程度的大小確定每個實時溫度數據是否異常，以實現對水套加熱爐的溫度監控。
6、上述技術方案通過隨機生成多棵二叉樹，可以從不同角度對歷史溫度數據的特征和模式進行挖掘與學習，評估每棵二叉樹的結構穩定性和根節點選取的可靠性能夠初步篩選和了解每棵二叉樹的質量與有效性，為后續更精準地利用二叉樹進行溫度異常判斷奠定基礎。并且進一步地，通過基尼指數確定二叉樹的節點純度，能更好地反映二叉樹每個節點的溫度數據的單一性程度，將節點純度與根節點選取的可靠性相乘得到分割能力值，綜合考慮了節點的分類質量以及根節點的重要性與可信度，使得分割能力值能全面地體現二叉樹對溫度數據分類和異常判斷的潛在能力。并且進一步地，通過特定公式計算二叉樹的權重，實現了對每棵二叉樹在整個模型體系中的相對重要性進行量化。綜合考慮了每棵二叉樹的分割能力值和結構穩定性，能夠突出那些分割效果好且結構穩定的二叉樹在最終結果判斷中的影響力。并且進一步地，把實時溫度數據插入二叉樹可觀察其對二叉樹的復雜度的影響，不同異常程度的溫度數據對二叉樹的復雜度的改變不同，通過加權求和綜合多棵二叉樹的復雜度的變化量得到異常程度，充分利用了前面構建的二叉樹模型、權重體系以及復雜度變化評估機制，實現了從多個角度和多棵二叉樹綜合判斷實時溫度數據是否異常，提高了溫度監控的準確性和可靠性。總之，上述技術方案構建了一個更全面、智能的溫度監控體系，綜合考慮了多棵二叉樹對實時溫度數據的響應，充分發揮了每棵二叉樹的作用并平衡了它們的影響，與傳統的僅依賴部分二叉樹的方案相比，它能更全面、準確地捕捉溫度數據中的異常特征，提升了對水套加熱爐溫度監控的準確性。
7、優選的，每棵二叉樹的結構穩定性的評估方法為：
8、將每棵二叉樹的左子樹、右子樹對應的溫度數據的方差值的倒數作為左子樹、右子樹的平穩性；
9、根據左子樹、右子樹對應的溫度數據的分布特征確定左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值；
10、計算每棵二叉樹的結構穩定性：
11、
12、公式中，為第棵二叉樹的結構穩定性，為左子樹，為右子樹，、分別為第棵二叉樹的左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值，、分別為第棵二叉樹的左子樹、右子樹的平穩性。
13、上述技術方案通過將左右子樹的數據分布特征量化值以及平穩性指標有機結合起來。這種綜合考慮多方面因素的量化計算方式，避免了單一因素評估的片面性，能夠更客觀、準確地衡量二叉樹整體結構的穩定程度，進而為后續區分不同二叉樹在溫度監控中的優劣、合理分配權重等操作提供可靠依據。
14、優選的，根節點選取的可靠性的評估方法為：
15、
16、式中，為第棵二叉樹的根節點選取的可靠性，為左子樹，為右子樹，為第棵二叉樹的左子樹的第個節點對應的溫度數據的數值，為第棵二叉樹的根節點對應的溫度數據的數值，為第棵二叉樹的左子樹的節點個數，為第棵二叉樹的右子樹的第個節點對應的溫度數據的數值，為第棵二叉樹的右子樹的節點個數，為自然指數函數。
17、上述技術方案能夠為每棵二叉樹的根節點得出一個具體的可靠性數值，實現了對根節點選取的可靠性的量化表示，這使得在面對眾多二叉樹時，可以直觀地對比它們根節點選取的可靠性的高低，清晰地掌握每棵二叉樹在這一關鍵指標上的情況，方便在后續的分割能力值計算、權重分配等環節中，充分考慮根節點選取的可靠性的差異，讓二叉樹相關指標的計算和應用更加精準。
18、優選的，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的一種確定方法為：
19、將左子樹、右子樹各自的節點個數和各自的深度的比值，分別作為左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值。
20、上述技術方案考慮到節點個數和深度是二叉樹的兩個重要結構特征，將二者結合起來，能夠綜合反映左子樹和右子樹的形狀和規模，從而更準確地描述其數據分布特征。一個節點個數多但深度淺的子樹與一個節點個數少但深度深的子樹，其數據分布情況是不同的，該量化值能夠有效區分這種差異。
21、優選的，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的另一種確定方法為：
22、將左子樹、右子樹各自的節點個數和各自的深度的平方和的算術平方根，分別作為左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值。
【技術保護點】
1.一種水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，每棵二叉樹的結構穩定性的評估方法為：
3.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，根節點選取的可靠性的評估方法為：
4.根據權利要求2所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的一種確定方法為：
5.根據權利要求2所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的另一種確定方法為：
6.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，每棵二叉樹的復雜度的變化量是通過RRCF算法進行確定的。
7.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，根據每個實時溫度數據的異常程度的大小確定每個實時溫度數據是否異常的方法為：設定異常程度的閾值，若某個實時溫度數據的異常程度大于異常程度的閾值，該實時溫度數據產生異常；若某個實時溫度數據的異常程度不大于異常程度的閾值，該實時溫度數據未產生異常。
<...【技術特征摘要】
1.一種水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，每棵二叉樹的結構穩定性的評估方法為：
3.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，根節點選取的可靠性的評估方法為：
4.根據權利要求2所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的一種確定方法為：
5.根據權利要求2所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，左子樹、右子樹的數據分布特征的量化值的另一種確定方法為：
6.根據權利要求1所述的水套加熱爐的溫度監控方法，其特征在于，每棵二叉樹的復雜度的變化量是通過rrcf算法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯軍元，武紅亮，李倉軍，文凌莉，郝幼江，李聚春，楊新福，郭晶，段進朝，夏炳翠，
申請(專利權)人：河北博勒皓拓節能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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