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基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法

文檔序號(hào):40818331發(fā)布日期:2025-01-29 02:38閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s2中,選用最小-最大歸一化方法按照下式(1)對(duì)所述原始訓(xùn)練集和所述原始測(cè)試集進(jìn)行歸一化處理:

3.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s2中,對(duì)經(jīng)過(guò)歸一化處理后的數(shù)據(jù)集x進(jìn)行時(shí)間窗口分割,包含多個(gè)變量的數(shù)據(jù)集x={x1,x2,...,xt},對(duì)該數(shù)據(jù)集x采用等距采樣進(jìn)行分割,轉(zhuǎn)換為多個(gè)長(zhǎng)度為k的滑動(dòng)窗口,滑動(dòng)窗口之間的時(shí)間間隔取1,定義一個(gè)時(shí)間窗口w,該時(shí)間窗口w包含從時(shí)間點(diǎn)t-k+1到t的一段時(shí)間序列數(shù)據(jù),即w={xt-k+1,...,xt},將數(shù)據(jù)集x轉(zhuǎn)換為一系列時(shí)間窗口w={w1,w2,...,wt}作為模型的訓(xùn)練輸入,形成輸入窗口數(shù)據(jù)w。

4.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s3中,所述gtvformer模型由一個(gè)共享的編碼器encoder和兩個(gè)解碼器decoder1與decoder2組成,編碼器encoder與解碼器decoder1構(gòu)成transformer1模型,編碼器encoder與解碼器decoder2構(gòu)成transformer2模型,所述時(shí)間-變量注意力機(jī)制模塊與所述對(duì)抗訓(xùn)練機(jī)制模塊均作用于transformer1模型與transformer2模型,所述時(shí)間-變量注意力機(jī)制模塊用于挖掘多變量時(shí)序數(shù)據(jù)中時(shí)間維度和變量維度之間的關(guān)聯(lián)性,進(jìn)行信息的充分集成,所述對(duì)抗訓(xùn)練機(jī)制模塊用于進(jìn)一步放大正常數(shù)據(jù)與異常數(shù)據(jù)之間的差異性。

5.如權(quán)利要求4所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s3中,所述gtvformer模型的構(gòu)建進(jìn)一步包括:

6.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s4中,將訓(xùn)練分成的兩個(gè)階段分別為:

7.如權(quán)利要求6所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s4中,兩個(gè)transformer模型均具有雙重任務(wù),transformer1模型的任務(wù)是在階段1中最小化輸入窗口數(shù)據(jù)w的重構(gòu)誤差,并在階段2中最小化輸入窗口數(shù)據(jù)w與transformer2模型重構(gòu)輸出之間的差異,transformer2模型的任務(wù)是在階段1中最小化輸入窗口數(shù)據(jù)w的重構(gòu)誤差,并在階段2中最大化由transformer1模型重構(gòu)的數(shù)據(jù)的重構(gòu)誤差;

8.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s5中,異常分?jǐn)?shù)score由下式(9)計(jì)算獲得:

9.如權(quán)利要求1所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s5中,每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的標(biāo)記結(jié)果y由下式(10)計(jì)算獲得:

10.如權(quán)利要求8所述的基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,其特征在于,所述s6中,由于閾值的設(shè)置可以采用不同的方法,故如果超過(guò)固定閾值,則將時(shí)間戳t標(biāo)記為異常。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多變量時(shí)序數(shù)據(jù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)異常檢測(cè)方法,包括:S1、將原始的多變量時(shí)序數(shù)據(jù)劃分為原始訓(xùn)練集和原始測(cè)試集;S2、對(duì)原始訓(xùn)練集與原始測(cè)試集進(jìn)行歸一化處理,再進(jìn)行時(shí)間窗口分割,得到新的訓(xùn)練集和新的測(cè)試集;S3、構(gòu)建GTVformer模型;S4、GTVformer模型分兩個(gè)階段對(duì)新的訓(xùn)練集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,以對(duì)抗的方式訓(xùn)練兩個(gè)Transformer模型來(lái)重構(gòu)正常的輸入窗口數(shù)據(jù);S5、利用已完成訓(xùn)練的GTVformer模型對(duì)新的測(cè)試集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè),獲得標(biāo)記結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合時(shí)間?變量注意力機(jī)制和對(duì)抗訓(xùn)練方法,顯著提升了多變量時(shí)序數(shù)據(jù)異常檢測(cè)的精度,同時(shí)增強(qiáng)了模型的穩(wěn)健性。

技術(shù)研發(fā)人員:徐小龍,許晨旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者:南京郵電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/28
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