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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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楼主
 楼主| 发表于 2019-2-4 11:38:35 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:42 编辑 % i4 n" ~+ N. V: \

  n; D5 P+ p7 L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。
4 C# I( C, N; F* Q
$ s5 n+ Q, b/ k! P5 ]1 j6 C) O* O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:
% H- K5 ]& M# z) q7 O  U+ c6 k, J) t! y! F# P" n  c

1 F$ d2 v- T9 s# \5 @, p- [  J
' `( p, F2 i; A) w. Q2 M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。: ~/ P! N& k1 S: ^# z* F) ?

9 D# [" X2 ~! Y+ @2 J6 H: l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。
2 A( C9 b1 z( j% C- R5 f! x' K9 T3 `3 S9 N* M
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?

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沙发
 楼主| 发表于 2019-2-4 12:30:40 | 只看该作者
没人理我?都在忙着吃年夜饭?( d2 u. s: |3 ?/ {- R/ W

6 d8 @# @$ l- @! P! a" D@煮酒正熟 @holycow @tanis @关中农民 @老马丁 @Dracula
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  • TA的每日心情
    奋斗
    7 天前
  • 签到天数: 2177 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2019-2-4 12:43:06 | 只看该作者
    泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2026-7-9 09:29
  • 签到天数: 2599 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2019-2-4 12:45:32 | 只看该作者
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?
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    5#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:46:13 | 只看该作者
    holycow 发表于 2019-2-3 22:43( B3 ^3 B% g9 `3 R% |* b% ]
    泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点

    1 w3 O: B3 o5 b% _& Q0 t: O是我描述得不好。再来一遍。
    / ^& }2 p, K3 i7 G! Z. |0 w2 l4 r1 I8 n6 V9 O3 S- Q4 e- z
    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。
    6 G! n+ ^' o) [5 Y
    , a$ m% _6 l1 ^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。
    # D# e1 w* w( `- {7 R1 |6 C# L- S4 O4 L1 k
    怎么弄?
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    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:47:08 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:48 编辑
    ! ]  L0 f+ m0 F+ m) l; ~
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45* h: k4 b$ _6 K9 m" n5 f& D" q
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    0 o4 b( L" Z% b( ^5 L& s+ F9 O) B
    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?
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:50:27 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45* k: T- b+ Z3 v0 R( `- c
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    ( _" A; ]2 \# j- {' {7 O  ^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……
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2026-7-9 09:29
  • 签到天数: 2599 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2019-2-4 12:52:09 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 12:503 z: ^' X0 O( e9 A1 I6 {
    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…… ...
    0 g4 j( k: V1 E% o* 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。
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2022-6-19 00:00
  • 签到天数: 2264 天

    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2019-2-4 12:58:52 | 只看该作者
    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?
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    10#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:59:41 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:52: n7 y) A8 f, S+ B, H
    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。 ...

    % c' Z3 O% B- Z
    ; v' W  W+ k5 G. p4 U8 A" r+ C. K, y查表再内插,这要做成在线计算还是有点麻烦了?
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
  • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫

    11#
    发表于 2019-2-4 13:00:28 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 12:461 R$ }0 M( Z1 h% I
    是我描述得不好。再来一遍。
    8 K1 }0 `; N9 ^+ q5 O  z
      h" ^2 N( M# t0 K3 H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 ...
    ' e+ a6 V; v3 `8 s
    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
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2026-7-9 09:29
  • 签到天数: 2599 天

    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2019-2-4 13:00:30 | 只看该作者
    本帖最后由 松叶牡丹 于 2019-2-4 13:06 编辑 6 D8 `9 X$ b% R/ A  n! d% U  z
    $ }. U! c6 c1 C( N
    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。
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    13#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:03:39 | 只看该作者
    煮酒正熟 发表于 2019-2-3 22:58( P' Z1 O$ x# K& K) M" P3 s
    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 ...

    / z, V8 t* j3 v& O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)。, U/ P0 c( b6 c( V* e
    5 e5 p; p. e" i- s4 H7 B
    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。
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    14#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:06:04 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-2-3 23:00
    : r6 U; {: |1 i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 ...

    - A, R% I0 K4 S+ @; d8 F* `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。
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    该用户从未签到

    15#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:06:44 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:00' z/ E. w8 s4 F# N6 G
    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。

    , L! x9 I0 W  O8 f! h7 Z) n估计吃完年夜饭,就该忙着数红包了。

    点评

    这坛里的,绝大多数是发红包的  发表于 2019-2-4 14:34
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
  • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫

    16#
    发表于 2019-2-4 13:09:41 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:031 r- y: G- F6 W. U0 p
    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 ...
    1 M: C9 F1 j: h) Q
    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?
    4 L; R  b; h: F7 j7 B! w6 e) d9 O9 b2 S
    + z" l4 P# x' J; A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。
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
  • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫

    17#
    发表于 2019-2-4 13:12:21 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:06* b6 c  N8 x9 C  p- ~  C
    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 ...
    5 `7 P& O6 C$ s4 F, Z- p
    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
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2026-7-9 09:29
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    [LV.Master]无

    18#
    发表于 2019-2-4 13:12:42 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:06' `" Q! a7 x- R8 Y) N
    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 ...

    2 g. F+ z- g' s! z! R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?
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    19#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:18:45 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-2-3 23:090 ^0 @: r4 i4 k
    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 ...
    / B; @1 P: {* Z8 l5 F. C0 \9 O9 d
    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。
    0 A* e. }- g; O, J1 E" D1 A# c6 z
    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。
    # A1 F' V8 l- m& U9 g& T( H( g% ?; Y1 C+ ]7 U# N
    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。
    ( O8 ?+ |) a4 y; Y* ~6 f: y
    0 \0 k& ^: e, J& u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。
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    20#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:21:24 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:12, q3 }) h+ W1 o/ C
    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? ...
      e& t1 b; S& ~5 T. a/ x; p
    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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