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专利号: 2024111324417
申请人: 河北省沧州生态环境监测中心
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种河流水质在线检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

在预设时间段内,获取检测位置处河流中每一时刻的悬浮物含量数据、河流上降雨区域的个数、每个降雨区域的中心与检测位置之间的距离以及每个降雨区域的降雨量;

根据每个悬浮物含量数据对应时刻河流上降雨区域的个数、每个降雨区域的降雨量以及每个降雨区域的中心与检测位置之间的距离,得到每个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度;根据每个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度,得到所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度;根据所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度,得到箱线图的异常上限以及异常下限;根据箱线图的异常上限以及异常下限,获取所有悬浮物含量数据对应的箱线图中的异常悬浮物含量数据;

根据每个异常悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度、所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数以及下四分位数,得到第一次调整后的箱线图的异常上下限;对第一次调整后的箱线图的异常上下限进行迭代调整,得到最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限;

根据最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限,得到河流水质检测结果;

所述根据每个悬浮物含量数据对应时刻河流上降雨区域的个数、每个降雨区域的降雨量以及每个降雨区域的中心与检测位置之间的距离,得到每个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度,包括的具体步骤如下:在第 个悬浮物含量数据对应时刻河流上,将所有同序数值的降雨区域的降雨量与降雨区域的中心与检测位置之间的距离的比值的和值的归一化值,记为第 个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度;

所述根据每个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度,得到所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度,包括的具体步骤如下:将第 个悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度的倒数记为第 个悬浮物含量数据在箱线图中的权重;

将所有悬浮物含量数据在箱线图中的权重的和值与 的乘积,记为上四分位包含的悬浮物含量数据的权重和 ,其中, 为预设的第一数量阈值;

根据箱线图上四分位对应的悬浮物含量数据的权重和的获取方式,得到下四分位对应的悬浮物含量数据的权重和 ;

将所有悬浮物含量数据从小到大排列,依次对每个悬浮物含量数据在箱线图中的权重进行累加,当累加的和值第一次大于 时,将累加的最后一个权重对应的悬浮物含量数据,记为所有悬浮物含量数据对应的箱线图下四分位 ;当累加的和值第一次大于 时,将累加的最后一个权重对应的悬浮物含量数据,记为所有悬浮物含量数据对应的箱线图上四分位 ;

将所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数减去下四分位数的值记为所有悬浮物含量数据对应的箱体的长度;

所述根据最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限,得到河流水质检测结果,包括的具体步骤如下:根据最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限,获取所有悬浮物含量数据对应的箱线图中的最终异常悬浮物含量数据;

获取每个最终异常悬浮物含量数据与最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限之间的差值的绝对值的最小值,将所有最终异常悬浮物含量数据与最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限之间的差值的绝对值的最小值的和值的归一化值,记为河流中悬浮物含量的异常程度;

当河流中悬浮物含量的异常程度大于等于预设第三判断阈值时,认为河流悬浮物含量异常程度较大。

2.根据权利要求1所述一种河流水质在线检测方法,其特征在于,所述根据所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度,得到箱线图的异常上限以及异常下限,包括的具体步骤如下:计算预设初始箱线图异常上下限系数与所有悬浮物含量数据对应的箱体的长度的乘积,将所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数与所述乘积的和值,记为所有悬浮物含量数据对应的箱线图的异常上限;

将所有悬浮物含量数据对应的箱线图的下四分位数减去所述乘积的值,记为所有悬浮物含量数据对应的箱线图的异常下限。

3.根据权利要求1所述一种河流水质在线检测方法,其特征在于,所述根据每个异常悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度、所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数以及下四分位数,得到第一次调整后的箱线图的异常上下限,包括的具体步骤如下:根据每个异常悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度以及箱线图的异常上限和下限,得到每个异常悬浮物含量数据应当为正常数据的可能性;

将应当为正常数据的可能性大于等于预设第一判断阈值的异常悬浮物含量数据,记为正常数据;

将正常数据的个数与异常悬浮物含量数据的数量的比值,记为第一次调整箱线图异常上下限需要扩张的程度;

计算预设初始箱线图异常上下限调整系数与第一次调整箱线图异常上下限需要扩张的程度的乘积,将所述乘积与预设初始箱线图异常上下限系数的和值,记为第一次调整后的箱线图异常上下限系数;

根据第一次调整后的箱线图异常上下限系数、所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度,得到第一次调整后的箱线图的异常上下限。

4.根据权利要求3所述一种河流水质在线检测方法,其特征在于,所述根据每个异常悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度以及箱线图的异常上限和下限,得到每个异常悬浮物含量数据应当为正常数据的可能性,包括的具体步骤如下:计算第 个异常悬浮物含量数据与箱线图的异常上限和下限之间的差值的绝对值的最小值,将所述最小值的倒数与第 个异常悬浮物含量数据受到降雨影响的影响程度的乘积的归一化值,记为第 个异常悬浮物含量数据应当为正常数据的可能性。

5.根据权利要求3所述一种河流水质在线检测方法,其特征在于,所述根据第一次调整后的箱线图异常上下限系数、所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数、下四分位数以及箱体的长度,得到第一次调整后的箱线图的异常上下限,包括的具体步骤如下:计算第一次调整后的箱线图异常上下限系数与所有悬浮物含量数据对应的箱体的长度的乘积,将所有悬浮物含量数据对应的箱线图的上四分位数与所述乘积的和值,记为第一次调整后的箱线图异常上限;

将所有悬浮物含量数据对应的箱线图的下四分位数减去所述乘积的值,记为第一次调整后的箱线图异常下限。

6.根据权利要求3所述一种河流水质在线检测方法,其特征在于,所述对第一次调整后的箱线图的异常上下限进行迭代调整,得到最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限,包括的具体步骤如下:根据第一次调整后的箱线图的异常上限和异常下限,获取所有悬浮物含量数据对应的箱线图中的更新异常悬浮物含量数据;

根据异常悬浮物含量数据中的正常数据的获取方式,得到更新异常悬浮物含量数据中的更新正常数据,将更新正常数据的个数与更新异常悬浮物含量数据数量的比值,记为第二次调整箱线图异常上下限需要扩张的程度;

将第二次箱线图异常上下限调整系数与第二次调整箱线图异常上下限需要扩张的程度的乘积与第一次调整后的箱线图异常上下限系数的和值,记为第二次调整后的箱线图异常上下限系数;

根据第一次调整后的箱线图的异常上下限的获取方式,使用第二次调整后的箱线图异常上下限系数,得到第二次调整后的箱线图的异常上下限;

以此类推,直至任意一次调整箱线图异常上下限需要扩张的程度小于等于预设第二判断阈值时,停止迭代,得到最终调整后的箱线图的异常上限和异常下限。

7.一种河流水质在线检测系统,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6任一项所述的一种河流水质在线检测方法的步骤。