12题 12 排气温度 2 关联异常
出题位置压气机排气温度2(第 F 列,对照 温度3 第 G 列)
题目原文(答题要求)利用压气机排气温度多测点冗余设计,采用 K-means 聚类识别温度2 列中违背物理一致性的关联异常值。需掌握标准化预处理、肘图确定聚类数、异常簇识别,完成异常点定位与修复。
问题类型:关联异常(单列合法、两列矛盾)定位:散点图 + K-means(迭代 100 / k=3)修复:指定列均值(温度3)禁止:只用 3σ 查单列、删行
真实数据作图:1255–1277 行温度2 跳到 63~146,同期温度3 一直 15 左右 → 同截面两测点矛盾第一步 先看数据:在平台上点哪里、看到什么
- 趋势图 → 字段同时勾「压气机排气温度2」「压气机排气温度3」→ 开始行数 1200、结束行数 1330:行 1255–1277 温度2 跳到 63~146,温度3 一直 15 左右。
- 为什么单列查不出:63~146℃ 在排温物理范围内,3σ / IQR 在温度2 单列上都不报;但两测点装在同一截面、正常时差 < 3℃,一个 100 一个 15 就是矛盾 → 关联异常。
- 散点图:图表类型「散点图」→ 选择x坐标字段「压气机排气温度3」、选择y坐标字段「压气机排气温度2」→ 正常点贴着对角线铺成一条带,1255–1277 的点单独在左上角一团(温度3 低、温度2 高)。
真实平台「图表分析 · 散点图」:选 X / Y 两个坐标字段;离群的点单独成团,鼠标框选后点「添加为异常值」。点击放大第二步 定位异常:选哪个检测方法、每个参数填什么、得到哪些行
- 异常值检测 → K-means:迭代次数 100 → 选择字段勾「压气机排气温度2」+「压气机排气温度3」两列 → 选择行数 1 至 5000 → 点右侧「聚类曲线」:肘图横轴 k、纵轴距离总和,先陡降后变缓,拐点在 k = 3 → 聚类数量填 3。
- 点「查看聚类散点图」:三个簇——两个贴对角线(不同负荷档的正常点)、一个在左上角(温度2 高 + 温度3 正常)= 异常簇 → 按橙色说明手动框选左上角那一簇 → 「添加为异常值」→ 得到 23 行(1255–1277)。
- 平台若要求先标准化:两列量纲相同(都℃)影响不大,但勾上不吃亏(题面考点之一)。
- k 为什么是 3 不是 2:正常点本身按负荷分两档(停机 15℃ 一带、运行 300℃ 一带),加异常簇共三团;肘图拐点会告诉你。
异常值检测✕
压气机排气温度2 + 压气机排气温度3▾
说明:在散点图中,手动框选异常值
查看聚类散点图重置聚类曲线
真实平台「异常值检测」面板:检测方法下拉框选好后,下面的参数栏会跟着变;填完点「开始检测」。K-means:迭代 100 → 聚类曲线定 k=3 → 查看聚类散点图 → 手动框选异常簇。点击放大看到什么:聚类散点图三种颜色三团;框选左上角簇后右侧「已框选数量 23 个」+ 行号列表 1255–1277;点「添加为异常值」后这 23 行进入异常清单。
| 点「开始检测」后看到的现象 | 原因 | 怎么调 |
|---|
| 肘图拐点看不出 | 曲线画到 k=6 还一直降 → 可能字段只勾了一列 | 字段勾 T2 + T3 两列重画 |
| 框选时把对角线上的正常点也圈进 | 框太大 | 缩小框只罩左上角孤团;框完看右侧行号列表核对 23 行 |
| k=3 分不出异常簇(异常并进正常团) | 异常只有 23 行、占比小 | k 试 4;或直接用散点图肉眼框选(平台允许手动框选) |
第三步 修复:点哪里、怎么填、为什么不能用别的
- 对框选的 23 行点 「缺失值填充」→ 均值填充 → 指定列 → 参考列只勾「压气机排气温度3」→ 执行:用同一时刻温度3 的值替代温度2(两测点同截面,正常差 < 3℃)。
- 不删行、不全局均值。
第四步 验证 + 标记答案 + 保存版本(提交前必做)
- 验证:趋势图 1200–1330 → 温度2 回到和温度3 一起;散点图重画 → 左上角那团消失、全部贴对角线。
- 「标记答案」→ 保存版本「v5_排温2关联_Kmeans3_T3替代」。
修复前 / 修复后对比(真实数据按本题方法实际算出)评分要点① 认出两测点强相关、单变量方法失效 ② 标准化 + 肘图 k=3 + K-means 流程完整 ③ 异常簇全锁定、无漏检误检 ④ 用温度3 修复、验证一致、保存版本。
常见错:只用 3σ 查温度2(查不到就写无异常);不画散点直接猜行段。