一种包含不完整作业过程的装卸船起止时间及货量识别方法与流程

本发明涉及海关监管领域，具体涉及一种包含不完整作业过程的装卸船起止时间及货量识别方法。

背景技术：

1、海关需要对港口液体化工品的进出口业务进行监管。但人工调阅港口储罐液位曲线，得到企业装卸船作业起止时间与进出货量的方式效率低，耗时长，因此海关正转向自动实时监控。

2、前期我们曾提出“一种储罐液位曲线自动检测装船作业起止时间及出货量方法”，该方法准确识别装船作业起止时间所在区间，采用差分法检测装船作业起止时间点位置，得到出货量，能够消除数据抖动的影响，避免误识别。

3、然而，在实际监管过程中，往往会出现这样一种现象，即计划作业的起止时间往往会与实际的作业时间范围并不一致，从而可能出现装卸船作业曲线中包含另一段不完整的装卸船作业曲线，有时还会出现曲线中根本不包含完整装卸船作业过程的情况。此外，由于网络中断、服务停止等因素，液位曲线可能存在短时间数据缺失。上述情况都将会严重影响前期提出方法的有效性。

4、可见，如何识别液位曲线中的不完整进出货作业过程，解决数据缺失问题，准确识别装卸船作业起止时间点及进出口量，将是进一步提升海关自动监管效率的重要工作。

技术实现思路

1、本发明针对背景技术中存在的问题，提出一种包含不完整作业过程的装卸船起止时间及货量识别方法，采用液位均值差值排除不完整装卸船作业过程，识别液位曲线中完整作业起止时间存在的子区间，并通过差分法检测装卸船作业的起始时间与结束时间，结合液位数据与储罐罐容表获得进出货量。该方法包括以下步骤：

2、1)根据企业人员人工申报的装卸船计划单，在其计划装卸船作业时段采集并记录储罐液位数据，得到储罐液位数据序列t为数据长度；

3、2)检查是否存在液位数据缺失，若存在数据缺失，则自动补齐，得到补齐后储罐液位数据序列

4、3)对数据序列进行移动中位数去噪，得到去噪后数据序列f＝(f1,f2,…,ft)，并将f等分为n个区间[mk,nk]，k＝1,2,…,n，记fn为n个区间的集合，[mk,nk]∈fn；

5、4)计算fn中区间内的液位均值计算均值差值

6、a.由左至右搜索，若：

7、|δfa1|＞p且δfa1＞0，p为给定阈值，则认为液位曲线包含了不完整的装船作业过程，区间[m1,n1]属于不完整装船作业过程，继续由左至右搜索：

8、|δfai|＞p,i≠1且

9、δfai＜0,|δfai+u|＞|δfai|,u＝1,2,…,u

10、则认为卸船作业起始时间点位于区间[mi+1,ni+1]内，其中，u为设定值；

11、|δfai|＞p,i≠1且

12、δfai＞0,|δfai+u|＞|δfai|,u＝1,2,…,u

13、则认为装船作业起始时间点位于区间[mi+1,ni+1]内，其中，u为设定值；

14、b.由右至左搜索，若：

15、|δfan-1|＞p且δfan-1＜0，则认为液位曲线包含了不完整的卸船作业过程，区间[mn,nn]属于不完整卸船作业过程，继续由右至左搜索：

16、|δfaj|＞p,j≠n-1且

17、δfaj＞0,|δfaj-u|＞|δfaj|,u＝1,2,…,u

18、则认为装船作业结束时间点位于区间[mj,nj]内，其中，u为设定值；

19、|δfaj|＞p,j≠n-1且

20、δfaj＜0,|δfaj-u|＞|δfaj|,u＝1,2,…,u

21、则认为卸船作业结束时间点位于区间[mj,nj]内，其中，u为设定值；

22、5)判断区间[mi+1,ni+1]与[mj,nj]间液位数据是否不包含完整装船或卸船作业过程：若不包含完整作业过程则报错，转步骤8)；若包含完整作业过程则进行步骤6)；

23、6)记区间[mi+1,ni+1]内液位数据为与各数据点q的差分同样，记区间[mj,nj]内液位数据与的差分则：

24、a.对于装船作业过程：若在区间[mi+1,ni+1]内q1处且差分序列中r1个及以上差分值大于零，则取q1为装船作业起始时间，q1∈{mi+1+1,mi+1+2,…,ni+1}；若在区间[mj,nj内q2处且差分序列中r2个及以上差分值大于零，则取q2为装船作业结束时间，q2∈{nj-1,nj-2,…,mj}；q1，q2作为液位曲线装船作业起止时间点检测结果；

25、b.对于卸船作业过程：若在区间[mi+1,ni+1]内q1处且差分序列中r1个及以上差分值小于零，则取q1为卸船作业起始时间，q1∈{mi+1+1,mi+1+2,…,ni+1}；若在区间[mj,nj内q2处且差分序列中r2个及以上差分值小于零，则取q2为卸船作业结束时间，q2∈{nj-1,nj-2,…,mj}；q1，q2作为液位曲线卸船作业起止时间点检测结果；

26、7)生成装卸确认表，包括装卸船计划单中的作业类型、监控开始时间、监控结束时间、储罐编码，以及识别作业类型、识别装卸船起始时间q1、识别装卸船结束时间q2、识别液位差识别进出货量m，其中识别进出货量m通过结合识别液位差与罐容表得到；

27、8)结束本次识别。

28、优选的，采用线性插值自动弥补缺失的液位数据，插值曲线由下式得到：

29、

30、式中为缺失数据两端数据点，t0表示缺失数据起始时间点，t1表示缺失数据结束时间点。

31、优选的，区间数量n的选择随t增大而增大，r为每个区间数据长度。

32、优选的，r取20～40，若数据长度t无法被整除，则在数据末尾将其补齐。

33、优选的，阈值p＝βσ，其中σ为储罐液位历史平稳数据标准差，β取1.5～6。

34、优选的，步骤4)中u采用向下取整，即r为每个区间数据长度。

35、优选的，步骤4)中的装卸船作业时间点所在区间搜索结果实现步骤5)中对区间[mi+1,ni+1]与[mj,nj]间液位数据是否不包含完整装船或卸船作业过程的判断，以及作业类型的识别：若区间[mi+1,ni+1]与[mj,nj]中分别为装船作业起止时间点，则作业类型为装船；若区间[mi+1,ni+1]与[mj,nj]中分别为卸船作业起止时间点，则作业类型为卸船；若区间[mi+1,ni+1]与[mj,nj]中分别为装船、卸船作业起止时间点或卸船、装船作业起止时间点，则认为中间数据包含多个不完整的作业过程；所述作业类型包括装船作业或卸船作业。

36、优选的，步骤4)中r1,r2采用向下取整，即衰减系数γ取0.7～0.9。

37、有益效果：

38、本发明公开了一种包含不完整作业过程的装卸船起止时间及货量识别方法，该方法针对目前储罐液位曲线中可能包含不完整装卸船作业过程，或者不包含完整装卸船作业过程，以及由于网络中断、服务停止等因素导致的液位数据缺失的问题，通过对储罐液位曲线中多个起止时间点检测，排除不完整装卸船作业时间段。区别于现有方法，该方法采用线性插值对缺失数据补齐，并通过计算液位均值差值判断液位曲线中是否包含不完整装卸船作业过程，识别作业类型。这对准确定位装卸船作业起止时间所在区间，识别起止时间点，从而提高进出货量检测精度，提升海关监管效率，具有重要价值。