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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 ; a8 i1 z$ C* n& W" F6 K7 e

) j. _3 z+ E% S) X9 ^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。
; F' s1 @( Q' C9 \8 {
1 K# e( x9 k. \" w+ e& N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:/ A9 K/ ]6 C* u' Y
% T7 P3 r: v' N- |

% q. O0 ]4 w3 q' j: _/ U2 B4 k4 u% d: `. `
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。
$ N4 j" M; C. y  s9 F- F: `6 W9 t* ~8 L2 e+ N
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。  f; l5 Y4 h3 {

5 {6 E5 ], ^0 v( ^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?
0 e. O! m6 S7 ~$ _+ {4 J; J9 n* b1 M( @
@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
    13 小时前
  • 签到天数: 2126 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
    13 小时前
  • 签到天数: 2441 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$ R5 h% q/ a' n  B9 t& l
    泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点

    ! \: D# C" m) p0 t3 Z( M是我描述得不好。再来一遍。* |0 n4 q# F3 K8 _

    1 N* x# S, z$ b# s' K; t1 K3 f$ }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。$ }# B$ w7 Z# L. L! O& ]. q

    6 q$ o3 ^' ~+ K; f% i9 x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。! Q) S$ Z$ F2 l+ {/ y* X, v; z

    & B7 N% G3 l( E% p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
    3 `5 V: E% ~9 d8 j# {
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45( d- P' @! ^" W4 _0 s) Y
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    . U, r! f+ b9 @; u4 G# c8 A2 T) y% |( M5 D& F
    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# N& [" y, X2 f' y
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    / W4 `, q( j% N2 ^- Y" q$ b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
    13 小时前
  • 签到天数: 2441 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 12:50! B& ^( f8 F6 H! v
    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…… ...

    ! [" G  ~( ?( [# n/ z) K  C7 Q3 \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
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    [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
    ' Q3 a  [" g/ O+ X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。 ...
    $ ^0 `- y. B8 c. I" L+ P0 V2 c7 L  ]
    ( U8 [, m4 |8 D' ]" z
    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
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    [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
    / e9 M/ [! I0 h' N0 i5 V6 @" C是我描述得不好。再来一遍。9 [$ J% D0 l- h! j- h! e5 V5 t5 E
    " L' p* u/ [; B& ^, c- P* ]+ `9 `0 [
    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 ...
    & \3 {5 g' v* C" L
    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
    13 小时前
  • 签到天数: 2441 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
    - @2 B; T* K: T/ A4 x+ o+ I$ C1 N, l. b: J; M1 T0 E$ I+ Q* p& @
    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# f9 l; W& @6 W' 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 ...
    ! T" }5 W* r8 r7 |
    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)。$ e4 \3 r3 g* `0 i  d' @

    3 R* }* ~6 g: N4 m* l6 G7 o2 ], t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
    ) B: Z7 j" w& M! {& 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 ...

    & Q- I5 I0 m$ S, W0 T- @, v6 A  H! u& 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
    9 L8 w: K% J* U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。

    : @- c. X. i& C4 d/ ]2 Q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
    0 D. M5 z5 v4 T/ p) ~2 h6 t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 ...

    0 A& q9 y* I" A7 D+ Y9 [9 p7 w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?
    3 p" l2 x0 c5 j8 e) J
    : {3 E) m  |- @9 a- z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
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    [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
    % s: m9 [% N: A3 G( b+ s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 ...

    8 e- E  R% Z, `! i# n* W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
    13 小时前
  • 签到天数: 2441 天

    [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' t" _" z% H8 ~7 q" T% h
    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 ...
    / {- F- _8 }' M; z1 V
    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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    该用户从未签到

    19#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:18:45 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-2-3 23:098 |( M# W2 `$ U3 O
    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 ...

    . @+ A$ h+ H% A; s1 ?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。
    3 C2 I$ R) \0 G: m/ y) |
    : X; B4 r6 ]- x7 U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。) C. U$ O& \* {# h! ]- @$ l/ a% W- ~
    ' v  J- ?9 V, [0 U$ z* I' F; x8 X
    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。& F$ {6 g: h8 |! X3 Z* U

    % k# \5 b+ h* _1 w$ H( v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
    ( e4 j6 x2 q+ d$ U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? ...
    7 ]; {; H  Z/ @. z
    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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