基于改进随机森林算法的工业过程运行状态评价

• Published in: 自动化学报 Vol. 47; no. 9; pp. 2214 - 2225
• Main Authors: 常玉清, 孙雪婷, 钟林生, 王福利, 刘英娇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 东北大学信息科学与工程学院 沈阳110819%东北大学信息科学与工程学院 沈阳110819 01.09.2021; 流程工业综合自动化国家重点实验室(东北大学) 沈阳110819
• Subjects: 湿法冶金;运行状态评价;互信息;加权随机森林
• ISSN: 0254-4156
• DOI: 10.16383/j.aas.c190066

运行状态评价是指在过程正常生产的前提下,进一步判断生产过程运行状态的优劣.针对复杂工业过程定量信息与定性信息共存的情况,本文提出了一种基于随机森林的工业过程运行状态评价方法.针对随机森林中决策树信息存在冗余的问题,基于互信息将传统随机森林中的决策树进行分组,并选出每组中最优的决策树组成新的随机森林.同时为了强化评价精度高的决策树和弱化评价精度低的决策树对最终评价结果的影响,使用加权投票机制取代传统众数投票方法,最终构成一种基于互信息的加权随机森林算法(Mutual information weighted random forest,MIWRF).对于在线评价,本文通过计算在线数据处于各个等级的概率,并且结合提出的在线评价策略,判定当前样本运行状态等级.为了验证所提算法的有效性,将所提方法应用于湿法冶金浸出过程,实验结果表明,相对于传统随机森林算法,MIWRF降低了模型的复杂度,同时提高了运行状态评价精度.