地磅車載稱重系統(tǒng)中缺失數(shù)據(jù)處理及填補(bǔ)算法研究與實(shí)現(xiàn)

城市生活垃圾的管理一直以來是一個重要的社會問題,隨著我國城市化進(jìn)程的推進(jìn),城市環(huán)衛(wèi)作業(yè)管理范圍日漸擴(kuò)大,生活垃圾清運(yùn)管理任務(wù)和難度呈現(xiàn)出多重化趨勢。為了應(yīng)對垃圾清運(yùn)管理上的挑戰(zhàn),本文設(shè)計(jì)了一套信息化的垃圾物流清運(yùn)管理系統(tǒng)——地磅車載稱重管理系統(tǒng),該系統(tǒng)以信息技術(shù)手段為依托,為城市居民、管理人員提供準(zhǔn)確實(shí)時的垃圾清運(yùn)監(jiān)控服務(wù)、信息查詢和管理服務(wù)。

論文設(shè)計(jì)的車載稱重系統(tǒng)從設(shè)備層和中央系統(tǒng)層兩方面進(jìn)行考慮,設(shè)備層負(fù)責(zé)收集各作業(yè)點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)和垃圾量的數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊將數(shù)據(jù)上傳至中央層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,主要功能包括實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸和離線數(shù)據(jù)存儲;中央系統(tǒng)層的設(shè)計(jì)基于B/S架構(gòu),用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時查詢清運(yùn)作業(yè)情況、監(jiān)控車輛作業(yè)路線和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)通信、作業(yè)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理服務(wù)三個子模塊,實(shí)現(xiàn)的功能有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信與傳輸、清運(yùn)作業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)報表查詢、安全管理、網(wǎng)絡(luò)管理和數(shù)據(jù)管理等功能。

此外,還考慮到由于設(shè)備故障、通信網(wǎng)絡(luò)中斷、系統(tǒng)服務(wù)異常等原因,導(dǎo)致收集的數(shù)據(jù)是不完全的,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相關(guān)數(shù)據(jù)備份策略,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)校驗(yàn)和審核功能模塊。

針對系統(tǒng)中的缺失的交易數(shù)據(jù),本文提出了基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的填補(bǔ)方法對車載稱重系統(tǒng)中丟失交易數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)。該方法結(jié)合了灰色關(guān)聯(lián)分析、KNN算法和多重填補(bǔ)算法的思想,將歷史重量數(shù)據(jù)定義為原始的序列數(shù)據(jù)并建立序列數(shù)據(jù)模型,引入灰色關(guān)聯(lián)度作為近鄰相似序列的度量標(biāo)準(zhǔn),采用重復(fù)填補(bǔ)法的思想對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行多次填補(bǔ),每次迭代計(jì)算的結(jié)果集作為下次迭代計(jì)算的初始數(shù)據(jù),直到結(jié)果值的變化量小于某個值停止迭代過程,取最后一次填補(bǔ)結(jié)果為缺失數(shù)據(jù)的填補(bǔ)結(jié)果。

本文實(shí)現(xiàn)了車載稱重系統(tǒng),并針對系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)缺失問題提出了缺失值填補(bǔ)方法,使用交易數(shù)據(jù)進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于灰色關(guān)聯(lián)分析的缺失值填補(bǔ)算法在不同數(shù)據(jù)缺失率下填補(bǔ)效果優(yōu)于常用的填補(bǔ)算法,能高效的處理數(shù)據(jù)集中全部的缺失值,且填補(bǔ)準(zhǔn)確率高達(dá)80%;該算法建立了有效的數(shù)據(jù)模型,使得匹配過程中的計(jì)算量大大降低,具有更好的穩(wěn)定性和針對性。