[发明专利]基于多属性高斯核函数快速相关向量机的污水在线软测量方法

摘要

本发明公开了一种基于多属性高斯核函数快速相关向量机的污水在线软测量方法，包括：使用多属性高斯核函数来构造快速相关向量机的贝叶斯矩阵；建立基于贝叶斯框架下的多属性高斯核函数快速相关向量机模型；采用滑动窗口技术建立滚动时间窗将模型数据和参数随着滚动时间窗的滚动进行在线更新；实时预测出水水质BOD、COD浓度的输出。该方法在快速相关向量机的基础上引入多属性高斯核函数，增强了核函数的局部性能以及全局性，提出滑动窗口技术将模型数据和参数随着滚动时间窗的滚动进行在线更新，增强了在线校正的有效性，有效提高了出水水质预测的实时性和精度。

主权项

1.基于多属性高斯核函数快速相关向量机的污水在线软测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过多属性高斯核函数来构造贝叶斯矩阵，增强了核函数的局部性能以及全局性能，使所需的核参数个数对比于多样本核相对较少；S2、在相关向量机的基础上引入快速边际似然算法来学习模型的超参数，建立基于贝叶斯框架下的多属性高斯核函数快速相关向量机模型，快速相关向量机中引入快速边际似然算法，其中基函数的选择是采用自下而上的方法，即令基函数个数从1开始不断增加直至获取相关向量，超参数更新时涉及的矩阵计算复杂度只与当前模型中存在的基函数个数有关，可以对训练样本的超参进行快速估计，去除训练样本的大量非相关向量，保证了模型的稀疏性，减少训练时间；S3、采用滑动窗口技术建立滚动时间窗，利用滚动时间窗内的数据优化建模，将模型数据和参数随着滚动时间窗的滚动进行在线更新；S4、设置滚动窗口长度L，移动长度R，用若干组污水历史数据建立初始模型，剩下若干组污水数据用于新数据，建立多属性高斯核函数快速相关向量机模型的污水在线软测量模型，实时预测出水质生物需氧量、化学需氧量浓度的输出。