晨枫 发表于 2019-2-4 11:38:35

问题:如何从数据里估算普瓦松分布的均值?

本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:42 编辑

一般估算均值是简单的算术平均,但我的问题比较特别,其实都不是统计问题。

是这样的,我有一个吸收塔,从塔顶到塔底有一个温度分布,形状大体像普瓦松分布:

https://www.umass.edu/wsp/images/poisson3.gif

我要估算峰值出现在哪块塔板,所以想到用统计的办法。实际上,统计里这是概率密度,曲线高低代表在这一点的采样“数量”,但我在每一个点只有一个数据点。说到底,我就是要拟合一个“钟形曲线”,然后找峰值所在点。相当于上图中红线(或者lambda=2)里横轴1-2之间的位置。

正态分布有现成的计算办法,但这样的“扭曲正态分布”或者普瓦松分布有什么简单办法吗?我需要能在DCS上实现,所以不能用太复杂的离线算法。

爱坛里博士多如狗,教授满地走,想象起来,或许有谁在工作中碰到过类似的问题?

晨枫 发表于 2019-2-4 12:30:40

没人理我?都在忙着吃年夜饭?

@煮酒正熟 @holycow @tanis @关中农民 @老马丁 @Dracula

holycow 发表于 2019-2-4 12:43:06

泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点

松叶牡丹 发表于 2019-2-4 12:45:32

没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

晨枫 发表于 2019-2-4 12:46:13

holycow 发表于 2019-2-3 22:43
泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点

是我描述得不好。再来一遍。

我有一条样子像泊松分布的温度分布曲线,但只有几个稀疏的点,想用类似泊松分布的曲线内插,然后计算峰值所在的横坐标点。

这要用于在线计算,不能搞非线性最小二乘之类的复杂算法。

怎么弄?

晨枫 发表于 2019-2-4 12:47:08

本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:48 编辑

松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45
没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

抱歉抱歉,差不多就是这个意思,不过不是传统的对称正态分布,而是歪向一边的skewed normal distribution,请见5楼,不知道是否描述清楚一点?

晨枫 发表于 2019-2-4 12:50:27

松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45
没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

如果太麻烦,最后可能也就用对称的正态分布近似了。反正都是近似……{:216:}

松叶牡丹 发表于 2019-2-4 12:52:09

晨枫 发表于 2019-2-4 12:50
如果太麻烦,最后可能也就用对称的正态分布近似了。反正都是近似…… ...

如果精度不要求很高的话,不知道查表法的精度能不能达到要求。那个倒是最快。

煮酒正熟 发表于 2019-2-4 12:58:52

统计学我只明白最最基本的,泊松分布也理解不深。问几个傻问题吧:一共多少块塔板?为什么每块塔板只能取到一个data point? 我猜是取样也有成本问题?那样儿的话,您知不知道每块板上的随机取样,与这块板的温度峰值是不是最接近、比其他板的随机取样更接近本板的峰值?

晨枫 发表于 2019-2-4 12:59:41

松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:52
如果精度不要求很高的话,不知道查表法的精度能不能达到要求。那个倒是最快。 ...

查表再内插,这要做成在线计算还是有点麻烦了?

tanis 发表于 2019-2-4 13:00:28

晨枫 发表于 2019-2-4 12:46
是我描述得不好。再来一遍。

我有一条样子像泊松分布的温度分布曲线,但只有几个稀疏的点,想用类似泊松 ...

原来是泊松分布。。。 惭愧,连最小二乘法都属于复杂算法了。。。还真不知道有什么其他的简便方法。这一块早已经还给老师。。。 现在计算能力强大,集成性高,一般直接一个pasfit之类的函数就解决问题了。。。哈哈哈

松叶牡丹 发表于 2019-2-4 13:00:30

本帖最后由 松叶牡丹 于 2019-2-4 13:06 编辑

做成在线计算器,那就不能查表了,反而太麻烦。坐等观摩高手们过招。

晨枫 发表于 2019-2-4 13:03:39

煮酒正熟 发表于 2019-2-3 22:58
统计学我只明白最最基本的,泊松分布也理解不深。问几个傻问题吧:一共多少块塔板?为什么每块塔板只能取到 ...

咳咳,这个其实不是统计问题,是从有限的温度测量估计温度分布曲线的问题。吸收塔一共20块塔板,每块塔板只有一个温度测量点,连续测量(每15秒采样一次)。

这温度分布随工艺条件而变,所以这个峰值和凸起一直在动来动去。目视很容易看出峰值在那里,但要用数值办法实时确定,反而犯难了。{:216:}

晨枫 发表于 2019-2-4 13:06:04

tanis 发表于 2019-2-3 23:00
原来是泊松分布。。。 惭愧,连最小二乘法都属于复杂算法了。。。还真不知道有什么其他的简便方法。这一 ...

切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一级的语言从头现编,还不能太耗费CPU时间,耽误了实时控制就偷鸡不成蚀把米了。

晨枫 发表于 2019-2-4 13:06:44

松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:00
做成在线计算器,那就不能查表了,反而太麻烦。坐等观摩高手们过招。

估计吃完年夜饭,就该忙着数红包了。{:216:}

tanis 发表于 2019-2-4 13:09:41

晨枫 发表于 2019-2-4 13:03
咳咳,这个其实不是统计问题,是从有限的温度测量估计温度分布曲线的问题。吸收塔一共20块塔板,每块塔板 ...

目视是指看数据点脑补么? 所以一共20个数据点(塔板),然后最高温度可能在点之间? 15s一次,速度很慢啊,为啥不能离线算? 系统太古老了?

如果是系统太老无法整合还有个鬼畜方法。。。 既然肉眼能看到每个点在哪里,可以用电脑拍照把图截下来,然后从图像里把点的值拿到,接着在电脑里拟合。

tanis 发表于 2019-2-4 13:12:21

晨枫 发表于 2019-2-4 13:06
切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一 ...

找温度第二,第三高的两个点,拟合个直线,取中间的那个位置{:190:}

松叶牡丹 发表于 2019-2-4 13:12:42

晨枫 发表于 2019-2-4 13:06
切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一 ...

您是说每块塔板都是15秒测量一次,所以每15秒要同时给出20个塔板的20个正态分布式子?

晨枫 发表于 2019-2-4 13:18:45

tanis 发表于 2019-2-3 23:09
目视是指看数据点脑补么? 所以一共20个数据点(塔板),然后最高温度可能在点之间? 15s一次,速度很慢 ...

正是:看数据点然后脑补。人工就是这么干的。但操作工要照管的事情太多,一会儿不看,可能就错过了,就可能坏事。

化工上DCS的采样分基本回路和先进回路,前者一般每秒一次,甚至1/4秒一次,后者每15、30、60秒一次就够了。过程时间常数动辄几十分钟,太快的采样没必要。另一方面,CPU的速度(还是Morotola 68040)和网络带宽(4 megabits 烹per second)有限,不宜太快,还要扫描几百、几千个回路,不宜太快。安全连锁回路更快,在毫秒级,但那不用作连续控制,两回事。

工控级的CPU和网络都用特别成熟(翻译:特别古老)的技术,和实验室、离线是两回事。

在线计算是因为我要把这个峰值点用到控制回路里。拍照、图像识别、离线拟合,这绕的弯子太大,中间节点太多,可靠性根本靠不住,哪里打一个嗝,就可能造成process upset,就是几十万、上百万的损失,那就划不来了。

晨枫 发表于 2019-2-4 13:21:24

松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:12
您是说每块塔板都是15秒测量一次,所以每15秒要同时给出20个塔板的20个正态分布式子? ...

每15秒要对20块塔板的温度拟合一条样子像正态分布的曲线。15秒只是计算间隔,每次实际计算其实只有毫秒级的窗口,因为同一个CPU还要分时管好多别的事呢。
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