CN110646049A - 一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，包括步骤1：调用粮仓历史粮温数据，并完成数据清洗；步骤2：确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[‑T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[‑T_mh,T_mh]，异众比率阈值为

新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf；步骤3：获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的相邻层温差ΔT_H,u‑d以及空仓的异众比率

判断从上至下每层横截面是否同时满足ΔT_H,u‑d∈[‑T_me,T_me]，

当同时满足时，待检测粮仓为空仓态。本发明通过分析历史粮温的相邻层温差、异众比率以及相邻层温差的标准差，并结合设定的判定阈值，实现储藏过程中粮仓库存历史数量状态变化的检测。

Description

一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法

技术领域

本发明涉及粮仓储备技术领域，更具体的是，本发明涉及一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法。

背景技术

库存粮食储量大，储藏周期长(一般为2-4年)，在这长周期储藏期间容易发生以差换好、违规倒仓等影响库存粮食数量的数量真实性问题，每年会进行库存检查，库存真实性是库存检查的重要部分之一，历史库存数量检查是判断库存真实性的重要方法。但每年进行库存检查时，检查人员只能根据凭证，单据等信息进行历史库存数量的检查，同时现场测量等方式判断库存检查当时的库存数量，检查过程由人工完成，检查效率较低，发现问题的难度较大。

中国发明201810566299.5提供一种适于储粮监管的AD策略方法，通过分析各层粮温的极值与均值变化率，结合建立的粮仓所在地气温模型，进行粮堆粮温异常检测，虽然该专利能够对检测粮堆粮温异常点或异常平面，但其检测时需依靠建立的气温模型，若气温模型不够准确，则会影响检测结果，使得检测结果不够准备。

中国发明专利CN201810586595.1提供一种基于相关性统计的粮仓储粮状态监管方法，通过分析历史储藏过程中，粮仓各测温点、测温线和测温平面的自相关性与互相关性，并根据相关性阈值，检测粮仓发生异常的时段、位置和比例范围，但该专利并没有对检测结果进行状态分类，检查结果不利于抽查人员核查比对。

现有的粮仓历史库存数量状态检测方法有以下缺陷：

1.现有粮仓历史库存数量检测方法多由人工翻看记录核查完成，而人工记录主观性强，无法保证检查粮仓实际库存状态变化检测的客观性。

2.库存历史数量人工检查工作量大，工作效率低，发现问题的难度较大。

3.现有粮仓历史储藏过程的状态检测方法没有明确检测结果的类型，检测结果所属库存状态类型不明确，检测过程中运用的参数较为单一，检测结果准确性不高。

发明内容

本发明设计开发了一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，通过分析历史粮温的相邻层温差、异众比率以及相邻层温差的标准差，并结合设定的判定阈值，实现储藏过程中粮仓库存历史数量状态变化的检测。

确定。本发明将

本发明提供的技术方案为：

一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，包括如下步骤：

步骤1：调用粮仓历史粮温数据，并完成数据清洗；

步骤2：确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_mh,T_mh]，异众比率阈值为新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf；

步骤3：获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的相邻层温差ΔT_H,u-d以及空仓的异众比率

当从上至下每层横截面满足ΔT_H,u-d∈[-T_me,T_me]，且时，所述待检测粮仓为空仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的半仓的异众比率

相邻纵截面从左层至右层和从前层至后层的相邻层温差ΔT_V,l-r,ΔT_V,f-b以及半仓的异众比率

当从上至下每层横截面、从左至右每层纵截面和从前至后每层纵截面中至少一个方向上存在一层同时满足ΔT_H,u-d∈[-T_mh,T_mh]，

ΔT_V,l-r∈[-T_mh,T_mh]，

和ΔT_V,f-b∈[-T_mh,T_mh]，

而相邻层不满足时，所述待检测粮仓为半仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的的新粮的异众比率及相邻层温差的标准差σ_Hf,u-d；

当从上至下每层横截面同时满足

σ_Hf,u-d≤σ_mf，所述待检测粮仓为新粮态；

否则，所述待检测粮仓为满仓储粮态。

优选的是，在所述步骤2中，通过选择标准仓和标准时间段，并获取标准仓在空仓状态、半仓状态和新粮状态下，在标准时间段内的测温平面的相邻层温差ΔT_e,ΔT_h,ΔT_f、异众比率

以及相邻层温差的标准差σ_f，来确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_mh,T_mh]，异众比率阈值为

新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf。

优选的是，在所述步骤2中：

其中，ξ为校正系数，且ξ∈[0.95,1.05]。

优选的是，在所述步骤3中，所述相邻层温差的确定包括：

将所述待检测粮仓分为l层，每层设置有m×n个测温点，确定第k层测温平面的粮温均值：

确定第k层测温平面的相邻层温差：

ΔT_k＝T_k-T_k-1；

其中，T_k为第k层测温平面的粮温均值，ΔT_k为第k层测温平面的相邻层温差，T_kij为第k层的测温点(m,n)处的温度。

优选的是，在所述步骤3中，所述相邻层温差的标准差的确定包括：

根据第k层测温平面的粮温均值，确定第k层测温平面的相邻层温差的标准差：

σ_k为第k层测温平面的相邻层温差的标准差。

优选的是，在所述步骤3中，所述异众比率的确定包括：

选择第k个测温平面，同时确定异众比例区间为[T₀-α_s,T+α_s]，T₀为第k层测温平面的粮温均值，α_s为状态系数且α_s≤2.5，s为粮仓状态，包括空仓、半仓和新粮态；

确定第k个测温平面中T_ij∈[T₀-α_s,T₀+α_s]的测温点个数M，并确定对应粮仓状态的异众比率

优选的是，当待检测粮仓为空仓态时，空仓比例φ_e为：

优选的是，当待检测粮仓为半仓态时，半仓比例φ_h为：

优选的是，当待检测粮仓为新粮态时，新粮比例φ_f为：

本发明所述的有益效果：

(1)本发明提供的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，以历史储藏过程中的粮情数据为依据，通过分析历史粮温的相邻层温差和异众比率检测空仓状态，通过分析粮温的相邻层温差和标准差检测新粮状态，通过分析粮温的异众比率和相邻层温差检测半仓态，结合设定的判定阈值，实现储藏过程中库存历史数量状态变化的检测。

(2)本发明将人工检测转换为机器检测，检测效率高；检测方法依据的是历史储藏过程中的粮温数据，该数据人为不可轻易修改，检测结果客观性强；本发明依据两种统计特征检测空仓态、新粮状态和半仓状态，检测结果更加准确、可靠。

附图说明

图1为本发明所述基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法的流程图。

图2为本发明实施例所述相邻层温差曲线图。

图3为本发明实施例所述粮温标准差曲线图。

图4为本发明实施例所述±1℃异众比率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，包括如下步骤：

步骤1：调用粮仓历史粮温数据，并完成数据清洗；

步骤2：通过选择标准仓和标准时间段，所述标准仓或标准时间段满足如下条件：该粮仓存在b个月(b≥1)或该时段b个月(b≥1)内没有通风、熏蒸等作业操作。

获取标准仓在空仓状态、半仓状态和新粮状态下，在标准时间段内的测温平面的相邻层温差ΔT_e,ΔT_h,ΔT_f、异众比率

以及相邻层温差的标准差σ_f，来确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_mh,T_mh]，异众比率阈值为

新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf。

其中，

其中，ξ为校正系数，且ξ∈[0.95,1.05]。

步骤3：获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的相邻层温差ΔT_H,u-d以及空仓的异众比率

判断从上至下每层横截面是否同时满足ΔT_H,u-d∈[-T_me,T_me]，

若同时满足，所述待检测粮仓为空仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的半仓的异众比率

相邻纵截面从左层至右层和从前层至后层的相邻层温差ΔT_V,l-r,ΔT_V,f-b以及半仓的异众比率

判断从上至下每层横截面、从左至右每层纵截面和从前至后每层纵截面中至少一个方向上是否存在一层同时满足ΔT_H,u-d∈[-T_mh,T_mh]，

ΔT_V,l-r∈[-T_mh,T_mh]，

和ΔT_V,f-b∈[-T_mh,T_mh]，

而相邻层不满足；

若存在，所述待检测粮仓为半仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的的新粮的异众比率

及相邻层温差的标准差σ_Hf,u-d，判断从上至下每层横截面是否同时满足

σ_Hf,u-d≤σ_mf；

若同时满足，所述待检测粮仓为新粮态；

否则，所述待检测粮仓为满仓储粮态。

其中，所述的相邻层温差的确定包括：

将所述待检测粮仓分为l层，每层设置有m×n个测温点，确定第k层测温平面的粮温均值：

确定第k层测温平面的相邻层温差：

ΔT_k＝T_k-T_k-1；

其中，T_k为第k层测温平面的粮温均值，ΔT_k为第k层测温平面的相邻层温差，T_kij为第k层的测温点(m,n)处的温度。

需要说明的，获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的相邻层温差，相邻纵截面从左层至右层和从前层至后层的相邻层温差均采用上述方法。

所述的相邻层温差的标准差的确定包括：

根据第k层测温平面的粮温均值，确定第k层测温平面的相邻层温差的标准差：

σ_k为第k层测温平面的相邻层温差的标准差。

所述的异众比率的确定包括：

选择第k个测温平面，同时确定异众比例区间为[T₀-α_s,T+α_s]，T₀为第k层测温平面的粮温均值，α_s为状态系数且α_s≤2.5，s为粮仓状态，包括空仓、半仓和新粮态；

确定第k个测温平面中T_ij∈[T₀-α_s,T₀+α_s]的测温点个数M，并确定对应粮仓状态的异众比率

当待检测粮仓为空仓态时，空仓比例φ_e为：

当待检测粮仓为半仓态时，半仓比例φ_h为：

当待检测粮仓为新粮态时，新粮比例φ_f为：

实施例(以平房仓为例)

以某储备库的粮仓粮情数据为例，该粮仓尺寸约为46×26m，粮高约6m，仓内布置66根测温电缆，成11×6长方形排布，每条电缆上四个测温点，共计264个测温点；储藏粮种均为小。按照从粮面至粮堆底部的顺序分为第1层～第4层。10号仓2017/07/04开始入仓，到07/25入仓完毕，2017/10/11、2017/11/22、2018/01/02进行了三次通风。

S1：调用该粮仓2017/06/01～2018/06/01之间的历史粮温数据，并完成数据清洗。

S2：选择该仓的2018/03/01～2018/06/01为标准时间段，计算该时段内水平平面，四个水平平面的粮温相邻层温差、检测空仓的异众比率、检测新粮的异众比率和标准差。空仓态的异众比率区间选择为[T₀-2,T₀+2]，新粮态的异众比率区间也选择为[T₀-1,T₀+1]，T₀为层粮温均值。

S3：设定空仓态的相邻层温差阈值区间为[-0.5,0.5]℃，异众比率为98％；检测半仓态的阈值区间为[-0.4,0.4]℃，异众比率为98％；检测新粮态的相邻层温差0.02℃，标准差阈值为2℃，异众比率为98％。

S4：计算待检测粮仓历史储藏过程中粮仓水平截面相邻层粮温的相邻层温差ΔT_H,u-d、空仓的异众比率

半仓的的异众比率

新粮的异众比率

和相邻层温差的标准差σ_Hf,u-d，以及从左至右、从前至后的纵向截面的相邻层温差ΔT_V,l-r,ΔT_V,f-b，半仓的异众比率

计算结果如图2、3、4所示。

S5：根据状态检测流程依次判断每组粮温数据处于空仓、半仓、新粮或满仓哪种储藏状态。

首先判断相邻层温差是否满足ΔT_H,u-d∈[-0.5,0.5]，和

满足则为空仓状态，若不满足进行下一个判断；接着判断是否存在上层平面的ΔT_H,u-d∈[-0.4,0.4]，和

若上层平面满足条件，相邻下层平面不满足条件，则判断为半仓状态(当上下不满足时，判断是否存在左层平面的ΔT_H,u-d∈[-0.4,0.4]，和若左层平面满足条件，相邻右层平面不满足条件，则判断为半仓状态，当左右不满足时，判断是否存在前层平面的ΔT_H,u-d∈[-0.4,0.4]，和

若前层平面满足条件，相邻后层平面不满足条件，则判断为半仓状态，上到下，左到右和前到后中至少一个满足时条件时，则为半仓，全不满足时，进行下一判断)，否则进行下一级判断；然后判断

同时判断标准差σ_Hf,u-d≤2，若存在水平平面满足上述条件，则判断为新粮状态，否则为满仓储藏。

本发明提供的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，以历史储藏过程中的粮情数据为依据，通过分析历史粮温的相邻层温差和异众比率检测空仓状态，通过分析粮温的相邻层温差和标准差检测新粮状态，通过分析粮温的异众比率和相邻层温差检测半仓态，结合设定的判定阈值，实现储藏过程中库存历史数量状态变化的检测。本发明将人工检测转换为机器检测，检测效率高；检测方法依据的是历史储藏过程中的粮温数据，该数据人为不可轻易修改，检测结果客观性强；本发明依据两种统计特征检测空仓态、新粮状态和半仓状态，检测结果更加准确、可靠。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：调用粮仓历史粮温数据，并完成数据清洗；

步骤2：确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_mh,T_mh]，异众比率阈值为

新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf；

步骤3：获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的相邻层温差ΔT_H,u-d以及空仓的异众比率

当从上至下每层横截面满足ΔT_H,u-d∈[-T_me,T_me]，且

时，所述待检测粮仓为空仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的半仓的异众比率相邻纵截面从左层至右层和从前层至后层的相邻层温差ΔT_V,l-r,ΔT_V,f-b以及半仓的异众比率

当从上至下每层横截面、从左至右每层纵截面和从前至后每层纵截面中至少一个方向上存在一层同时满足ΔT_H,u-d∈[-T_mh,T_mh]，

ΔT_V,l-r∈[-T_mh,T_mh]，

和ΔT_V,f-b∈[-T_mh,T_mh]，而相邻层不满足时，所述待检测粮仓为半仓态；

否则，继续获取待检测粮仓历史储藏过程中相邻横截面从上层至下层的的新粮的异众比率

及相邻层温差的标准差σ_Hf,u-d；

当从上至下每层横截面同时满足

σ_Hf,u-d≤σ_mf，所述待检测粮仓为新粮态；

否则，所述待检测粮仓为满仓储粮态。

2.如权利要求1所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，在所述步骤2中，通过选择标准仓和标准时间段，并获取标准仓在空仓状态、半仓状态和新粮状态下，在标准时间段内的测温平面的相邻层温差ΔT_e,ΔT_h,ΔT_f、异众比率

以及相邻层温差的标准差σ_f，来确定空仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_me,T_me]和异众比率阈值为

半仓检测的相邻层温差阈值区间为[-T_mh,T_mh]，异众比率阈值为新粮检测的异众比率

和相邻层温差的标准差阈值为σ_mf。

3.如权利要求2所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，在所述步骤2中：

其中，ξ为校正系数，且ξ∈[0.95,1.05]。

4.如权利要求1、2或3所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述相邻层温差的确定包括：

将所述待检测粮仓分为l层，每层设置有m×n个测温点，确定第k层测温平面的粮温均值：

确定第k层测温平面的相邻层温差：

ΔT_k＝T_k-T_k-1；

其中，T_k为第k层测温平面的粮温均值，ΔT_k为第k层测温平面的相邻层温差，T_kij为第k层的测温点(m,n)处的温度。

5.如权利要求4所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述相邻层温差的标准差的确定包括：

根据第k层测温平面的粮温均值，确定第k层测温平面的相邻层温差的标准差：

σ_k为第k层测温平面的相邻层温差的标准差。

6.如权利要求5所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述异众比率的确定包括：

选择第k个测温平面，同时确定异众比例区间为[T₀-α_s,T+α_s]，T₀为第k层测温平面的粮温均值，α_s为状态系数且α_s≤2.5，s为粮仓状态，包括空仓、半仓和新粮态；

确定第k个测温平面中T_ij∈[T₀-α_s,T₀+α_s]的测温点个数M，并确定对应粮仓状态的异众比率

7.如权利要求1、2、3、5或6所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，当待检测粮仓为空仓态时，空仓比例φ_e为：

8.如权利要求1、2、3、5或6所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，当待检测粮仓为半仓态时，半仓比例φ_h为：

9.如权利要求1、2、3、5或6所述的基于粮温数据的粮仓历史库存数量状态检测方法，其特征在于，当待检测粮仓为新粮态时，新粮比例φ_f为：

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