基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的紫外--可見光光譜水質(zhì)異常事件檢測(cè)方法研究.pdf

1、近年來水質(zhì)污染事件時(shí)有發(fā)生，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了直接威脅。采用紫外-可見光光譜進(jìn)行水質(zhì)在線分析具有免試劑、低成本、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為城市供水系統(tǒng)水質(zhì)原位預(yù)警的新興方向。針對(duì)現(xiàn)有水質(zhì)異常事件光譜檢測(cè)方法存在檢出下限較高、報(bào)警不及時(shí)等問題，本文研究并提出了一種基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的紫外-可見光光譜水質(zhì)異常事件檢測(cè)方法。
　　論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)針對(duì)現(xiàn)有非監(jiān)督異常檢測(cè)方法中污染物檢出限較高的問題，論文使用特征污

2、染物及正常水樣的全光譜信息進(jìn)行監(jiān)督學(xué)習(xí)，采用偏最小二乘判別分析(PLS-DA)建模，引入序貫貝葉斯法確定水質(zhì)異常事件，利用正交投影基線校正方法去除不同批次的光譜數(shù)據(jù)差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)建模，能進(jìn)一步降低特征污染物的檢出下限。
　　(2)針對(duì)光譜設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下導(dǎo)致的數(shù)據(jù)基線波動(dòng)問題，開展了監(jiān)督學(xué)習(xí)異常事件檢測(cè)方法的適應(yīng)性研究，論文提出一種動(dòng)態(tài)正交投影基線校正方法，利用滑動(dòng)窗中的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整模型并不斷更新基線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、表明，該方法可以解決系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下由于基線突變或趨勢(shì)變化導(dǎo)致的誤報(bào)問題。
　　(3)針對(duì)水質(zhì)污染事件中特征污染物易受其他物質(zhì)干擾的問題，開展了監(jiān)督學(xué)習(xí)異常事件檢測(cè)方法的特異性研究，論文提出一種定量評(píng)估方法，利用變量投影重要性(VIP)指標(biāo)評(píng)估特征污染物模型及其干擾物或轉(zhuǎn)化物之間的相似性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，模型相似性評(píng)估方法能定量預(yù)估兩種污染物模型的相似度，當(dāng)模型相似度較低時(shí)，可以有針對(duì)性地檢出特征污染物事件。
　　本文提出的基