本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)，特別涉及一種污水排放數(shù)據(jù)造假的識(shí)別方法、裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視和對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的需求增加，一些不肖企業(yè)可能采用各種手段對(duì)水樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行偽造，以逃避監(jiān)管、降低成本或追求不當(dāng)利益。在稀釋水樣場(chǎng)景下，由于水樣成分相對(duì)較為復(fù)雜，偽造行為更易隱藏且更具挑戰(zhàn)性。

2、目前，盡管已存在一些技術(shù)用于識(shí)別數(shù)據(jù)造假，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是對(duì)抗性技術(shù)的發(fā)展，這一領(lǐng)域仍然充滿挑戰(zhàn)。目前的識(shí)別方法主要依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，其中數(shù)據(jù)一致性檢查和實(shí)地核查是常見的手段。

3、在實(shí)地核查中，對(duì)于數(shù)據(jù)造假的手段，包括但不限于堵塞采樣頭、將監(jiān)測(cè)儀器放在礦泉水瓶中、篡改偽造監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、假裝運(yùn)行治理設(shè)施、人為設(shè)置程序、遠(yuǎn)程操控監(jiān)測(cè)設(shè)備參數(shù)、加裝過濾吸收裝置等多種手段。這些手段的出現(xiàn)給環(huán)境監(jiān)測(cè)帶來了更大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兛赡軐?dǎo)致實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不一致。

4、實(shí)際的，在污染水?dāng)?shù)據(jù)造假判斷中的參考量一般為ph值、氨氮含量、總磷含量、化學(xué)需氧量等，由于ph值的變化范圍微小相對(duì)與氨氮含量、總磷含量、化學(xué)需氧量等參考量變化區(qū)間大，因此基于ph值的數(shù)據(jù)造假判斷方式方法不一定能夠適用在氨氮含量、總磷含量、化學(xué)需氧量等的數(shù)據(jù)造假判斷方式上。

5、另外，以ph值作為污染水?dāng)?shù)據(jù)造假判斷中的參考量舉例，某企業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所ph波動(dòng)在白天是正常的，在夜晚是異常的，群體異常。數(shù)據(jù)實(shí)例的子集作為一個(gè)整體時(shí)候是異常的，但子集中的單個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)例可能不是異常的。例如，在ph檢測(cè)當(dāng)中，企業(yè)將ph探頭放入一瓶礦泉水當(dāng)中，在各個(gè)小的連續(xù)時(shí)間段內(nèi)，數(shù)據(jù)實(shí)例不是異常的，但各個(gè)小的連續(xù)時(shí)間段聚集在一起就是異常的，因?yàn)檎wph基本不變。水樣稀釋可能三種形式異常都是存在的。

6、因此，針對(duì)上述問題急需解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種能夠基于如ph值的無量綱進(jìn)行污染數(shù)據(jù)造假判斷的方法、裝置，采用對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，以計(jì)算得出異常分?jǐn)?shù)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)污染數(shù)據(jù)造假判斷，利于用于進(jìn)行可視化判斷。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案有：

3、作為本技術(shù)的一方面，一種污水排放數(shù)據(jù)造假的識(shí)別方法，包括：

4、獲取目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象，并對(duì)污水排放區(qū)的水樣進(jìn)行采樣以獲得水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)，對(duì)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理，將水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)區(qū)分為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集；

5、構(gòu)建對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，使用正常排放數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型；

6、加載訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，將異常排放數(shù)據(jù)輸入至訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，并獲得指示異常排放數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)造假程度的異常分?jǐn)?shù)；

7、根據(jù)異常分?jǐn)?shù)以獲得水樣數(shù)據(jù)判斷結(jié)果。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的一種污水排放數(shù)據(jù)造假的識(shí)別方法，利用收集的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理分類為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集，基于正常排放數(shù)據(jù)集結(jié)合構(gòu)建的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，能夠有效針對(duì)當(dāng)前污水所在地的當(dāng)?shù)靥匦赃M(jìn)行對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)訓(xùn)練，以形成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型的對(duì)于異常排放數(shù)據(jù)集的判斷基準(zhǔn)，并通過訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，將異常排放數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換/擬合為差異化較大且能夠進(jìn)行造假判斷的異常分?jǐn)?shù)，利用異常分?jǐn)?shù)展示出企業(yè)異常排放數(shù)據(jù)集中各個(gè)數(shù)據(jù)的異常程度，用以反應(yīng)出異常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)的造假風(fēng)險(xiǎn)程度，進(jìn)而利于用戶進(jìn)行污水?dāng)?shù)據(jù)造假判斷識(shí)別。

9、進(jìn)一步的，所述獲取目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象，并對(duì)污水排放區(qū)的水樣進(jìn)行采樣以獲得水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)，對(duì)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理，將水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)區(qū)分為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集，具體包括：

10、對(duì)污水排放區(qū)內(nèi)的污水進(jìn)行檢測(cè)，并確定目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象，所述目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象為ph值或出水流量中的一種或多種；

11、基于目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象對(duì)污水排放區(qū)的水樣進(jìn)行采樣以獲得污水排放區(qū)歷史時(shí)段的水樣排放參數(shù)，將歷史時(shí)段按照時(shí)間劃分方式劃分為若干子時(shí)段，根據(jù)若干子時(shí)段的水樣排放參數(shù)以獲得各個(gè)子時(shí)段對(duì)應(yīng)的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)；

12、設(shè)定水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)的異常判斷基準(zhǔn)，將各個(gè)子時(shí)段對(duì)應(yīng)的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)區(qū)分為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集。

13、進(jìn)一步的，所述水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)為單位時(shí)間內(nèi)ph值均值、單位時(shí)間內(nèi)ph值差值、單位時(shí)間內(nèi)出水流量均值和單位時(shí)間內(nèi)出水流量差值中的一種或多種；

14、其中，單位時(shí)間內(nèi)ph值均值指示為一子時(shí)段內(nèi)所有ph值監(jiān)測(cè)值均值；

15、單位時(shí)間內(nèi)ph值差值指示為一子時(shí)段內(nèi)ph值最大監(jiān)測(cè)值與ph值最小監(jiān)測(cè)值之間差值；

16、進(jìn)一步的，所述設(shè)定水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)的異常判斷基準(zhǔn)，將各個(gè)子時(shí)段對(duì)應(yīng)的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)區(qū)分為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集，還包括：

17、提取預(yù)設(shè)比例的正常排放數(shù)據(jù)集中的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)，將該比例的正常排放數(shù)據(jù)集中的水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)并入異常排放數(shù)據(jù)集中。

18、進(jìn)一步的，所述構(gòu)建對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，使用正常排放數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，具體包括：

19、構(gòu)建對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，該對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型包括編碼器、解碼器和鑒別器，其中，編碼器用于對(duì)輸入的正常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行編碼并獲得對(duì)應(yīng)的正常數(shù)據(jù)編碼后結(jié)果，解碼器用于對(duì)輸入的正常數(shù)據(jù)編碼后結(jié)果進(jìn)行解碼并獲得正常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果，鑒別器用于判斷是輸入的數(shù)據(jù)是解碼器生成的正常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果還是輸入的正常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)；

20、將正常排放數(shù)據(jù)集中各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)和與各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的正常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果輸入至鑒別器并獲得真實(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果和虛假預(yù)測(cè)結(jié)果；

21、根據(jù)正常排放數(shù)據(jù)集中各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)、與各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的正常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果、真實(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果和虛假預(yù)測(cè)結(jié)果采用均方誤差函數(shù)計(jì)算獲得編碼損失，依據(jù)編碼損失優(yōu)化編碼器參數(shù)和解碼器參數(shù)；

22、根據(jù)真實(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果和虛假預(yù)測(cè)結(jié)果采用對(duì)數(shù)損失函數(shù)計(jì)算獲得對(duì)抗訓(xùn)練損失，依據(jù)對(duì)抗訓(xùn)練損失優(yōu)化鑒別器參數(shù)。

23、進(jìn)一步的，所述加載訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，將異常排放數(shù)據(jù)輸入至訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，并獲得指示異常排放數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)造假程度的異常分?jǐn)?shù)，具體包括：

24、將異常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)輸入至訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，編碼器用于對(duì)輸入的異常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行編碼并獲得對(duì)應(yīng)的異常數(shù)據(jù)編碼后結(jié)果，解碼器用于對(duì)輸入的異常數(shù)據(jù)編碼后結(jié)果進(jìn)行解碼并獲得異常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果；

25、根據(jù)輸入的異常排放數(shù)據(jù)集中的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)與對(duì)應(yīng)的異常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果計(jì)算獲得解碼損失誤差，根據(jù)異常排放數(shù)據(jù)集中各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)和與各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的異常數(shù)據(jù)解碼后結(jié)果輸入至鑒別器獲得的異常排放數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)的各個(gè)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)的真實(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果和虛假預(yù)測(cè)結(jié)果計(jì)算獲得對(duì)抗訓(xùn)練損失誤差；

26、依據(jù)解碼損失誤差以及對(duì)抗訓(xùn)練損失誤差計(jì)算獲得異常分?jǐn)?shù)。

27、進(jìn)一步的，所述根據(jù)異常分?jǐn)?shù)以獲得水樣數(shù)據(jù)判斷結(jié)果，具體包括：

28、獲取異常分?jǐn)?shù)，所述異常分?jǐn)?shù)取值范圍為[0,1]，所述異常分?jǐn)?shù)的分值大小指示水樣造假程度；

29、當(dāng)異常分?jǐn)?shù)接近為0時(shí)，水樣數(shù)據(jù)造假程度高；

30、當(dāng)異常分?jǐn)?shù)接近為1時(shí)，水樣數(shù)據(jù)造假程度低。

31、作為本技術(shù)的二方面，一種污水排放數(shù)據(jù)造假的識(shí)別裝置，包括：

32、獲取模塊，所述獲取模塊用于獲取目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象，并對(duì)污水排放區(qū)的水樣進(jìn)行采樣以獲得水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)，對(duì)水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理，將水樣數(shù)據(jù)指標(biāo)區(qū)分為異常排放數(shù)據(jù)集和正常排放數(shù)據(jù)集；

33、訓(xùn)練模塊，所述訓(xùn)練模塊用于構(gòu)建對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，使用正常排放數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型；

34、評(píng)分模塊，所述評(píng)分模塊用于加載訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，將異常排放數(shù)據(jù)輸入至訓(xùn)練好的對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型，并獲得指示異常排放數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)造假程度的異常分?jǐn)?shù)；

35、輸出模塊，所述輸出模塊用于根據(jù)異常分?jǐn)?shù)以獲得水樣數(shù)據(jù)判斷結(jié)果。

36、作為本技術(shù)的三方面，一種電子設(shè)備，包括：

37、至少一個(gè)處理器、至少一個(gè)存儲(chǔ)器和總線；其中，所述處理器和存儲(chǔ)器通過所述總線完成相互間的通信；所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行如上述的方法。

38、作為本技術(shù)的四方面，一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述的方法。

39、為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。