[发明专利]一种基于生成路径聚类与Box-Cox变换的二噁英排放在线预测方法

权利要求书

1.一种基于生成路径聚类与Box-Cox变换的二噁英排放在线预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立数据集，采用热脱附+气相色谱+可调谐激光电离耦合飞行时间质谱技术在线测量烟气净化系统后的氯苯浓度，收集二噁英样本，经实验室按标准分析后并计算二噁英的毒性当量，生成二噁英的毒性当量与氯苯浓度的数据集，并建立线性回归模型；

S2，聚类分析，根据不同二噁英排放浓度区中不同二噁英生成路径起主导作用，划分得到不同聚类的初始数据集；

所述步骤S2中，求得136种二噁英各自合成途径中的特征同系物占比变化，包括：从头合成二噁英，氯苯路径合成二噁英，氯酚途径合成二噁英，二苯并呋喃或二苯并二恶英的氯化的特征同系物，结合各生成路径占比与二噁英排放毒性当量的Pearson相关系数，将步骤S1中的数据集聚类分析获得边界值B，依据边界值B划分出不同聚类的初始数据集；

S3，得到最优变换系数λ，对初始数据集进行Box-Cox变换，获取不同聚类的最优变换系数λ；

S4，建立最终模型，将所述步骤S3获得的最优变换系数λ作为二噁英排放数据的变换系数，根据最小二乘法求解变换后的二噁英毒性当量与在线测量氯苯浓度x_i之间的线性模型系数，建立预测模型；所述步骤S3中，对于二噁英排放毒性当量q0，采用以下公式：其中q_i^t代表二噁英毒性当量经过Box-Cox变换后的值，q_i代表焚烧过程中二噁英排放毒性当量，λ代表二噁英排放浓度的最优变换系数；

所述步骤S3中的初始数据集中的二噁英排放浓度线性模型，满足Q_t～N(Xβ，σ²)正态分布的假设，即：其中Q_t＝(q₁^t，...，q_i^t)，X为设计矩阵，满足X＝(X₁,X₂,...,X_n)^T，并且X_i＝(1,x_i)，β＝(β₀,β₁)^T为模型参数矩阵，n为样本大小，x₁为在线测量的氯苯浓度，ε_i为满足正态分布的独立随机误差，均值为0，方差为σ²；

焚烧过程所述二噁英排放浓度的最优变换系数λ采用最大似然估计法获取，取使得以下公式中值最大的λ作为最优变换系数λ：即对最大似然估计概率取偏导数等于0的值：其中L(λ)代表对数似然函数，是Q^t转换后的平均值；

经过所述步骤S3的Box-Cox变换后的二噁英毒性当量与氯苯浓度x_i的数据集满足以下线性模型：其中ε_i＝N(0，σ²)；

步骤S4中，通过所述最优变换系数λ对二噁英排放浓度观测值进行变换，并利用最小二乘法计算模型系数b₀，b₁，带入步骤S3中，建立预测模型:其中

2.根据权利要求1所述的一种基于生成路径聚类与Box-Cox变换的二噁英排放在线预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用热脱附+气相色谱+可调谐激光电离耦合飞行时间质谱技术在线测量烟气净化系统后的氯苯浓度，依据EPA23方法同步收集二噁英样本，在实验室条件下经一系列的预处理和高分辨气相色谱联用高分辨质谱分析136种二噁英浓度，并计算二噁英毒性当量。

3.根据权利要求1所述的一种基于生成路径聚类与Box-Cox变换的二噁英排放在线预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，还包括求解预测模型的误差百分比和绝对误差。