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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 4 ~4 ^5 V; d' G+ E7 F

- A  k# n& X+ P/ R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。1 {3 e, n6 `9 A7 K& F8 ^
. i* ]. s% t+ U
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:
! R0 `8 A+ a* M) |0 H9 ]" L! D+ e
( q- C3 \9 w  x; ]7 `+ Q4 t% f+ ]! u8 t# c* c. Q

# D- a9 w$ c  _9 b% i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。
/ U" {% P5 [9 j7 x
1 j% D. v' `% j& {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。- U9 j4 @6 d' E' Y8 @6 N

  _2 L3 x3 S) k/ X) {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?8 `* Q7 e3 h# s5 j* R; Z

* C9 e" u5 R) k7 @; e@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
    3 天前
  • 签到天数: 2072 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
    昨天 00:34
  • 签到天数: 2237 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
    : u  d$ o7 `5 W/ `: V) p泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点
    ! ?; {0 z5 ~- j
    是我描述得不好。再来一遍。
    5 q9 x' L; i0 R' j! Y, v* A& e
    ) _, X  x; G/ ]! O$ ]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。
    3 g: Q- O8 v; E4 N: E" l" w
    ! m6 c, m8 W# d, V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。
    0 _/ y# C$ Y3 l' W) V) @
    $ A( P3 W8 h- J0 d# h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
    8 M7 k% Q6 z. l6 m
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45
    ' x) U+ v6 d2 p5 {2 i; d$ v没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    ; p2 `& M5 S- ^1 K- u# d8 b  i* y
    ' K. A9 C' e' Z7 E4 P" G/ k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 22:455 Y7 r/ Z; G! o1 g
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?
    $ l7 Z2 J9 C* N
    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
    昨天 00:34
  • 签到天数: 2237 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 E; K7 h& g3 Y7 p
    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…… ...

    . D( P. `( V' X) ?' N) ?  Z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  z2 K7 E* h( g
    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。 ...

    1 ]0 A& S7 [2 v
    , h# z" e6 i' g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 12:46
    ; |* \  [3 Q' L+ P# F4 U/ ^! a& `是我描述得不好。再来一遍。
    7 J( [$ m7 J9 a; _+ ?" B$ y* _% @+ 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 ...

    8 ?8 @" o  O% c3 {9 R' Z' J. \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
    昨天 00:34
  • 签到天数: 2237 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
    0 J7 ?8 h$ D, Y. L  \# h
    6 R% p/ Z1 M9 O; m% v, `9 |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
    ! K" p, n. J$ C. B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 ...
    9 y  K# s3 H9 e$ P7 V) ]; }! q" ~
    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)。
    9 L/ e% T0 X' W& W- W+ U/ o9 f, s% M3 N% g$ _& D! C( ~, @
    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 23:004 F+ D; z) {1 p+ {# C$ T% _6 L% r
    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 ...

    ! }3 K0 Y: d, q7 I- f& P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
    0 [8 G' a8 X, T1 \9 i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。
    - A0 y% I+ q, C9 s0 C  f
    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 13:03
    : E! b* j/ E) V7 B+ M$ i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 ...

    . Q3 r4 T& e! n  q; B2 |, _! W% M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?/ ~- ]/ U$ y" c
    ! L3 Y$ P8 X5 m$ Z9 u3 z  f
    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 13:067 J+ W, h2 O" K7 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 ...

    5 e- U% d: R- g8 ?' d; M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
    昨天 00:34
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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) ]( H4 |5 `& a/ r
    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 ...

    " o: E: O7 m4 ^  @3 U/ W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 23:09' h  J' x6 G$ _  W! f4 H
    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 ...
      |# O8 d, c( B5 M3 R- y6 R
    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。/ Q  K5 x$ n' @3 p" _+ p

    1 ]/ Z" G) s8 h" [4 }2 A+ 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。
    6 f& Y. I9 H3 y$ \) G  m1 M+ r% g
    " p) q2 j; m( N" t7 ~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。
    0 G! S& o. D& r: _4 t& w) c% E# y& q  n" t! |5 x
    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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    该用户从未签到

    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
    8 o! T/ f' c) p! g& n/ [1 H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? ...

    % Z* T  p1 \8 u# Z3 M8 P6 M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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