问题：如何从数据里估算普瓦松分布的均值？

晨枫 · 发表于 2019-2-4 11:38:35

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：

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) b; G- w8 o d! C# C( R; z% c
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
" S, |/ a0 L; z6 Y+ R! `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
$ H: @8 r: B- V& f4 q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……

松叶牡丹 · 发表于 2019-2-4 12:52:09

晨枫发表于 2019-2-4 12:50
% M1 Q9 d4 U1 x- _; D5 K, c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. F7 ]7 a# P$ A4 f7 U. L! W; ~' _- Y
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
& Q% V+ Y; A- h3 R$ ?+ r# g是我描述得不好。再来一遍。5 I7 E5 G3 ~' \. Z; a

m8 Q2 T2 K; E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 22:583 A# B7 O$ N* F7 w, N. p
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。

晨枫 · 发表于 2019-2-4 13:06:04

tanis 发表于 2019-2-3 23:00 M% }+ z( ]" `6 k
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 23:007 Y. U' F. D2 R7 j1 J
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。

tanis · 发表于 2019-2-4 13:09:41

晨枫发表于 2019-2-4 13:03( `' q9 ^+ p3 h: A3 K
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 13:065 N0 @( m, Y4 t1 B/ w9 K4 h. p6 a4 w1 {
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

松叶牡丹 · 发表于 2019-2-4 13:12:42

晨枫发表于 2019-2-4 13:06! V2 J! h( p! [' |: v4 e
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
7 Q. b( W2 S$ e/ k3 d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- U P1 b3 f+ Y U9 j( ^
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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[科研心得] 问题：如何从数据里估算普瓦松分布的均值？

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