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融合稀疏图注意力的多元时间序列异常检测方法 被引量:1
1
作者 衡红军 代栋炜 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第3期841-849,共9页
为解决时序数据中时空依赖关系不明确而导致多元时间序列异常检测效果较差的问题,提出一种基于稀疏图注意力网络的异常检测模型PSGAT-AD(ProbSparse graph attention networks anomaly detection)。采用卷积神经网络(convolutional neur... 为解决时序数据中时空依赖关系不明确而导致多元时间序列异常检测效果较差的问题,提出一种基于稀疏图注意力网络的异常检测模型PSGAT-AD(ProbSparse graph attention networks anomaly detection)。采用卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)提取时间戳上下文信息并使用全局时间戳编码和Transformer位置编码增强序列之间的联系。利用稀疏自注意力关注重要的时间戳与特征,通过自注意力蒸馏(self-attention distillation)降低输入规模,使重要的特征更加突出,以学习时间和特征两个维度的复杂依赖关系,提升表示学习质量。通过构建基于预测和重构的综合损失函数,对模型参数进行优化。将综合损失误差作为异常得分实现异常判定。实验结果表明,PSGAT-AD模型在4个公开数据集上的F1得分提升1.47%~6.52%。 展开更多
关键词 异常检测 多元时间序列 图注意力网络 时间戳编码 稀疏自注意力 自注意力蒸馏 综合损失误差
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面向缺失多元时间序列的图神经网络异常检测算法
2
作者 高杨 王新宇 +2 位作者 贺达 宋明黎 周春燕 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期32-40,共9页
针对真实物联网环境中的缺失多元时间序列异常检测难题,提出一种融合缺失信息图嵌入的多元时间序列异常检测算法;基于预插值与异常检测任务融合的联合学习框架,设计一个基于时序高斯核函数的图神经网络(graph neural network,GNN)预插... 针对真实物联网环境中的缺失多元时间序列异常检测难题,提出一种融合缺失信息图嵌入的多元时间序列异常检测算法;基于预插值与异常检测任务融合的联合学习框架,设计一个基于时序高斯核函数的图神经网络(graph neural network,GNN)预插值模块,实现了预插值与异常检测任务的共同优化;提出一种时间序列数据缺失信息嵌入的图结构学习方法,采用图注意力机制融合缺失信息掩蔽矩阵和时空特征向量,有效建模多元时间序列缺失数据分布的潜在联系。在真实物联网传感器数据集上验证了提出算法的性能,实验结果表明,该方法在缺失多元时间序列异常检测任务上显著优于主流两阶段方法,预插值模块对比实验论部分充分证明了基于高斯核函数的GNN预插值层的有效性。 展开更多
关键词 多元时间序列 异常检测 图神经网络 预插值
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基于改进TCN的多元时间序列异常检测算法
3
作者 袁安妮 邹春明 +1 位作者 王勇 胡津铭 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第2期416-422,共7页
为有效解决现有的基于深度学习的多元时间序列异常检测方法中模型对数据要求高,以及捕捉不同时序数据间的相关性差的问题,提出一种从局部与全局信息上改进时序卷积神经网络(temporal convolution network,TCN)的深度学习算法。学习不同... 为有效解决现有的基于深度学习的多元时间序列异常检测方法中模型对数据要求高,以及捕捉不同时序数据间的相关性差的问题,提出一种从局部与全局信息上改进时序卷积神经网络(temporal convolution network,TCN)的深度学习算法。学习不同时间粒度下数据间的特征依赖关系,在对时序数据特征进行捕捉分析后,通过重构和预测的联合优化实现并行计算数据的异常值。经仿真实验验证,改进后的算法相较其它传统算法,异常检测效果有明显提升。 展开更多
关键词 深度学习 时间序列 异常检测 相关性 特征依赖 联合优化 异常
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基于时空图网络和Informer的多元时间序列异常检测
4
作者 杨晨龙 孙晔 刘晓悦 《现代电子技术》 北大核心 2025年第15期83-90,共8页
对多元时间序列进行有效的异常检测可以保证物联网系统的安全,现有方法通常从附近的时间点和邻近节点学习局部时空表示,以重构或预测传感器数据。针对局部表征难以模拟复杂的非线性拓扑关系和动态时间模式导致的误报和异常遗漏等问题,... 对多元时间序列进行有效的异常检测可以保证物联网系统的安全,现有方法通常从附近的时间点和邻近节点学习局部时空表示,以重构或预测传感器数据。针对局部表征难以模拟复杂的非线性拓扑关系和动态时间模式导致的误报和异常遗漏等问题,文中提出一种多元时间序列异常检测模型STGIN。首先,将时间卷积网络嵌入多尺度残差卷积网络中,捕捉短期粒度级别的时间特征,并引入门控机制过滤无关信息;然后,构建空间图结构,利用图注意力网络有效地学习复杂的时空依赖关系;最后,联合优化预测和重构模块,结合变分自编码器和Informer进行长时间序列重构,利用提取到的全局和局部时空关联检测正常数据样本中的异常。在MSL、SMAP和SWaT公开数据集上进行实验,所得F1分数分别为0.9623、0.9425和0.8709,均优于基准模型,验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 多元时间序列 异常检测 时间卷积网络 门控机制 图注意力网络 INFORMER
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基于三重生成对抗的多维时间序列异常检测 被引量:1
5
作者 霍纬纲 吴艺凝 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第5期1304-1310,共7页
为有效解决多维时间序列(multivariate time series, MTS)无监督异常检测模型中自编码器模块容易拟合异常样本、正常MTS样本对应的隐空间特征可能被重构为异常MTS的问题,设计一种具有三重生成对抗的MTS异常检测模型。以LSTM自编码器为... 为有效解决多维时间序列(multivariate time series, MTS)无监督异常检测模型中自编码器模块容易拟合异常样本、正常MTS样本对应的隐空间特征可能被重构为异常MTS的问题,设计一种具有三重生成对抗的MTS异常检测模型。以LSTM自编码器为生成器,基于重构误差生成伪标签,由判别器区分经伪标签过滤后的重构MTS和原始MTS;采用两次对抗训练将LSTM自编码器的隐空间约束为均匀分布,减少LSTM自编码器隐空间特征重构出异常MTS的可能性。多个公开MTS数据集上的实验结果表明,T-GAN能在带有污染数据的训练集上更好学习正常MTS分布,取得较高的异常检测效果。 展开更多
关键词 异常检测 生成对抗 多维时间序列 自编码器 长短期记忆网络 伪标签 污染数据
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基于双重时间卷积网络与生成对抗网络的时序序列异常检测
6
作者 王红霞 牛宇浩 《计量学报》 北大核心 2025年第7期1030-1040,共11页
随着数字制造化产业的发展,数据安全检测、系统监控分析等应用场景中数据量的不断增加,对于数据异常检测的要求日益提高。提出了一种基于双重时间卷积网络与生成对抗网络(GAN)的异常检测(MdtGAN)算法。首先通过生成对抗网络的设计策略... 随着数字制造化产业的发展,数据安全检测、系统监控分析等应用场景中数据量的不断增加,对于数据异常检测的要求日益提高。提出了一种基于双重时间卷积网络与生成对抗网络(GAN)的异常检测(MdtGAN)算法。首先通过生成对抗网络的设计策略构建其基本结构;其次在全局和局部时间卷积网络(GaL-TCN)生成器中通过设计双重时间卷积网络对时间序列进行历史信息处理,其中的注意力机制和单层Transformer编码器使其能够快速地执行知识推理,实现对于时间序列的分布预测使其能够生成符合真实数据分布的时间序列;最后提出基于极值理论的动态阈值设定方法,减少了需要手动调节的参数量以及对于先验知识的需要。实验结果表明,在4个公开数据集上MdtGAN与近几年优秀的基准方法相比,将F1分数平均提高了1.27%,训练时间减少了70.69%,为无监督异常检测提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 数据处理 生成对抗网络 时间序列 异常检测 双重时间卷积网络 注意力机制 动态阈值
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时间序列异常检测综述
7
作者 陈福荣 熊琛 +4 位作者 李婷 钟超 马朝阳 李达 王晶 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第3期1-13,共13页
时间序列异常检测因数据特性、算法需求和应用场景的复杂性而面临诸多挑战,本文对时间序列异常检测进行系统性综述.首先,从数据特性、算法需求和应用场景3个层面出发,系统分析时间序列异常检测任务的复杂性和挑战.其次,总结时间序列中... 时间序列异常检测因数据特性、算法需求和应用场景的复杂性而面临诸多挑战,本文对时间序列异常检测进行系统性综述.首先,从数据特性、算法需求和应用场景3个层面出发,系统分析时间序列异常检测任务的复杂性和挑战.其次,总结时间序列中的点异常、片段异常和变量间关联异常,详细阐述各类异常的定义及检测方法.再次,回顾并分析传统统计方法、机器学习方法及深度学习方法在时间序列异常检测中的应用,讨论它们的适用性与局限性.然后,整理常用时间序列异常检测数据集,分析各数据集的应用场景及特点.最后,从异常定位、异常分类、前兆预测、可解释性、与大模型结合5个方面对时间序列异常检测未来的研究方向进行讨论.研究结果表明,目前时间序列异常检测仍然存在数据稀缺、异常多样、概念漂移等关键问题有待解决,并且未来异常检测任务将会朝着异常定位、异常预测等更加细节领域发展. 展开更多
关键词 时间序列 异常检测 异常模式 检测算法
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结合对比学习的双分支多维时间序列异常检测方法
8
作者 周丹 凌捷 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第2期507-513,共7页
多维时间序列异常检测是维持复杂工业系统有效运行的必要环节,如何准确识别大量设备中的异常模式是一项重要挑战。现有方案大多对多维时间序列下实体存在的动态依赖关系提取不足并且会受异常数据影响难以重构出正常的模式。为此,提出一... 多维时间序列异常检测是维持复杂工业系统有效运行的必要环节,如何准确识别大量设备中的异常模式是一项重要挑战。现有方案大多对多维时间序列下实体存在的动态依赖关系提取不足并且会受异常数据影响难以重构出正常的模式。为此,提出一种结合对比学习的双分支多维时间序列异常检测方法。首先,通过图结构学习和图特征增强得到实体之间的关联图以捕获动态变化的实体相关性,以及使用长短期记忆网络对时间依赖关系进行提取得到时间编码;接着,插入分块重组并采用图卷积操作提取不同尺度间的时空融合关系;最后,将融合后的关系特征进行联合对比训练得到正异常差异表示以评估异常。在SWaT、WADI、SWAP和MSL四个公开工业数据集上进行实验,与近年来的方法相比,所提方法取得了较好的F 1分数,分别为91.63%、90.60%、90.06%和93.69%,比MTGFLOW方法平均高出1.52百分点。实验结果表明,所提方法在提取动态依赖关系和区分正常与异常模式方面具有显著优势,验证了其在多维时间序列异常检测中的有效性和先进性,并显示出广泛的应用潜力。 展开更多
关键词 异常检测 多维时间序列 对比学习 图卷积
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面向多变量时间序列异常检测的双图注意力网络模型
9
作者 李汉章 严宣辉 +2 位作者 李镇力 严雨薇 王廷银 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第4期1048-1064,共17页
时间序列异常检测在时序任务中属于经典研究领域,并已在学术界和工业界取得了一系列研究成果。针对多变量时间序列数据中蕴含的多角度深层特征和内在复杂依赖关系,提出一种融合时空特征的异常检测模型。该模型采用图注意力网络结构,由... 时间序列异常检测在时序任务中属于经典研究领域,并已在学术界和工业界取得了一系列研究成果。针对多变量时间序列数据中蕴含的多角度深层特征和内在复杂依赖关系,提出一种融合时空特征的异常检测模型。该模型采用图注意力网络结构,由时间图模块(T-GAT)和空间图模块(F-GAT)组成。T-GAT构建一种单向加权图,图的边表示时间依赖特性,以此来模拟时间图结构的先验信息并融入图网络中获取时间依赖关系。F-GAT将时间序列转换为以幅值表示的频域序列,通过建立全局双向加权图来模拟多变量之间的关联关系,并通过正则化来维护邻居节点的稀疏性,以此来保证对空间关系的准确捕捉。同时模型引入多维注意力机制确保对不同特征的深层信息进行有效挖掘和利用。由门控循环单元进一步处理时空信息并融合为全面特征,并通过预测值与观测值的差异来判定异常。实验结果表明,该模型以4个公共数据集上优异的F1分数在12个对比模型中实现先进的性能,并在消融实验中证实了同时建模时空关系的先验双图结构模式和注意力机制有效提升了异常检测精度,可以有效地识别时间序列数据中的异常情况。 展开更多
关键词 多变量时间序列 异常检测 深度学习 时空信息 图注意力网络
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面向多元时间序列异常检测的对称正定自编码器方法 被引量:1
10
作者 蒋辉 闫秋艳 姜竹郡 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第10期3294-3299,共6页
检测多元时间序列中的异常模式对工业生产、互联网服务等场景中复杂系统的正常运行有着重要意义。连续时间上的多维数据同时存在时间和空间两种类型的相互关系,但大多数现有方法欠缺对维度之间空间关系的建模,且由于多维数据构造的空间... 检测多元时间序列中的异常模式对工业生产、互联网服务等场景中复杂系统的正常运行有着重要意义。连续时间上的多维数据同时存在时间和空间两种类型的相互关系,但大多数现有方法欠缺对维度之间空间关系的建模,且由于多维数据构造的空间拓扑结构的复杂性,传统的神经网络模型较难保留已建模的空间关系。针对上述问题,提出一种面向多元时间序列异常检测的对称正定自编码器(SPDAE)方法。使用高斯核函数计算原始数据2个维度之间的相互关系,生成多步长、多窗口的对称正定(SPD)矩阵,以捕捉多元时间序列的时空特征;同时,设计一个类卷积自编码器(AE)网络,编码器阶段以SPD特征矩阵为输入,解码器阶段则引入注意力机制聚合每层编码器得到的多步长数据,实现多尺度时空特征的重构;特别地,为保留输入数据的空间结构,编码解码器的每一层和损失计算部分分别使用符合流形拓扑的类卷积操作更新模型权重和Log-Euclidean度量计算重构误差。在私有数据集上的实验结果表明,SPDAE方法的精度指标相较于次优基线模型MSCRED(Multi-Scale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder)提升了2.3个百分点,F1值指标相较于次优的基线模型长短期记忆编码器-解码器网络(LSTM-ED)提升了3.0个百分点;同时,由于采用了SPD矩阵表征多维数据之间的空间关系,根据重构矩阵的差异值可以实现异常维度的初步定位。 展开更多
关键词 多元时间序列 异常检测 深度学习 自编码器 非欧流形
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缺失值场景下的多元时间序列异常检测算法 被引量:1
11
作者 曾子辉 李超洋 廖清 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第7期108-115,共8页
时间序列异常检测是工业界中一个重要的研究领域。当前的时间序列异常检测方法侧重于面向完整的时间序列数据进行异常检测,而没有考虑到包含工业场景中网络异常、传感器损坏等所导致的缺失值的时间序列异常检测任务。文中针对工业场景... 时间序列异常检测是工业界中一个重要的研究领域。当前的时间序列异常检测方法侧重于面向完整的时间序列数据进行异常检测,而没有考虑到包含工业场景中网络异常、传感器损坏等所导致的缺失值的时间序列异常检测任务。文中针对工业场景中更加常见的含缺失值的时间序列异常检测任务,提出了一种基于注意力重新表征的时间序列异常检测算法MMAD(Missing Multivariate Time Series Anomaly Detection)。具体来说,MMAD首先将包含缺失值的时间序列数据通过时间位置编码对时间序列中不同时间戳的空间关联进行建模,然后通过掩码注意力表征模块学习不同时间戳之间数据的关联关系并将其表征为一个高维的嵌入式编码矩阵,从而将包含缺失值的多元时间序列表示为不含缺失值的高维表征,最后引入条件标准化流对该表征进行重建,以重建概率作为异常评分,重建概率越小代表样本越异常。在3个经典时间序列数据集上进行实验,结果表明,相比其他基线方法,MMAD性能平均提升了11%,验证了MMAD在缺失值场景下进行多元时间序列异常检测的有效性。 展开更多
关键词 多元时间序列 异常检测 缺失值场景 注意力机制 神经网络
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一种基于时间序列分解和时空信息提取的云服务器异常检测模型 被引量:2
12
作者 唐伦 赵禹辰 +1 位作者 薛呈呈 陈前斌 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2638-2646,共9页
异常检测是维护云数据中心性能的一项重要任务。云数据中心中运行着大量的云服务器以实现各种云计算功能。由于云数据中心的性能取决于云服务的正常运行,因此检测和分析云服务器中的异常至关重要。为此,该文提出一种基于时间序列分解和... 异常检测是维护云数据中心性能的一项重要任务。云数据中心中运行着大量的云服务器以实现各种云计算功能。由于云数据中心的性能取决于云服务的正常运行,因此检测和分析云服务器中的异常至关重要。为此,该文提出一种基于时间序列分解和时空信息提取的云服务器异常检测模型。首先,提出带时空信息提取模块的双向Wasserstein生成对抗网络算法(BiWGAN-GTN),该算法在具有梯度惩罚的双向Wasserstein生成对抗网络(BiWGAN-GP)算法的基础上,将生成器与编码器替换为由图卷积网络(GCN)与时间卷积网络(TCN)组成的时空信息提取模块(GTN),实现对数据空时信息的提取;其次,提出半监督BiWGAN-GTN算法来识别多维时间序列中的异常,以在训练过程中避免异常数据侵入的风险并增强模型鲁棒性。最后设计多通道BiWGAN-GTN算法-MCBiWGAN-GTN以实现降低数据复杂度并提升模型学习效率的目标。利用带有自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)算法将时序数据分解,然后将不同的分量送入对应通道下的BiWGAN-GTN算法中训练。在真实世界云数据中心数据集Clearwater和MBD上采用精确率、召回率和F1分数这3个性能指标验证了该文所提模型的有效性。实验结果表明,MCBiWGAN-GTN在这两个数据集上的性能稳定并优于所比较的方法。 展开更多
关键词 云服务器异常检测 时间序列分解 生成对抗网络 时空信息提取模块
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基于多尺度特征信息融合的时间序列异常检测 被引量:4
13
作者 衡红军 喻龙威 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期203-214,共12页
目前大多数的时间序列都缺少相应的异常标签,且现有基于重构的异常检测算法不能很好地捕获到多维数据间复杂的潜在相关性和时间依赖性,为了构建特征丰富的时间序列,提出一种多尺度特征信息融合的异常检测模型。该模型首先通过卷积神经... 目前大多数的时间序列都缺少相应的异常标签,且现有基于重构的异常检测算法不能很好地捕获到多维数据间复杂的潜在相关性和时间依赖性,为了构建特征丰富的时间序列,提出一种多尺度特征信息融合的异常检测模型。该模型首先通过卷积神经网络对滑动窗口内的不同序列进行特征卷积来获取不同尺度下的局部上下文信息。然后,利用Transformer中的位置编码对卷积后的时间序列窗口进行位置嵌入,增强滑动窗口中每一个时间序列和邻近序列之间的位置联系,并引入时间注意力获取数据在时间维度上的自相关性,并进一步通过多头自注意力自适应地为窗口内不同时间序列分配不同的权重。最后,对反卷积过程中上采样得到的窗口数据与不同尺度下得到的局部特征和时间上下文信息进行逐步融合,从而准确重构原始时间序列,并将重构误差作为最终的异常得分进行异常判定。实验结果表明,所构建模型在SWaT和SMD数据集上与基线模型相比F1分数均有所提升。在数据维度高且均衡性较差的WADI数据集上与GDN模型相比F1分数降低了1.66%。 展开更多
关键词 异常检测 多尺度信息融合 卷积神经网络 TRANSFORMER 多维时间序列 自编码器
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面向多维时间序列异常检测的时空图卷积网络 被引量:3
14
作者 王静 何苗苗 +1 位作者 丁建立 李永华 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期170-181,共12页
针对现有多维时间序列异常检测模型对局部和全局时空依赖性捕获能力不足的问题,提出一种基于时空图卷积网络的多维时间序列异常检测模型。首先,在时间维度上利用扩张因果卷积和多头自注意力机制,分别捕获短期和长期时间依赖性,并且引入... 针对现有多维时间序列异常检测模型对局部和全局时空依赖性捕获能力不足的问题,提出一种基于时空图卷积网络的多维时间序列异常检测模型。首先,在时间维度上利用扩张因果卷积和多头自注意力机制,分别捕获短期和长期时间依赖性,并且引入通道注意力来学习不同通道的重要性权重;其次,在空间维度上利用静态图学习层根据节点嵌入构建静态图邻接矩阵,旨在捕获多维时间序列数据的全局空间依赖性,同时利用动态图学习层构建一系列演化的图邻接矩阵,旨在建模局部动态的空间依赖性;最后,联合优化重构模型和预测模型,通过重构误差和预测误差计算异常分数,然后比较阈值和异常分数的关系,进而检测异常。在MSL、SMAP和SWaT三个公开数据集上的实验结果表明,该模型在异常检测性能指标F1分数方面优于OmniAnomaly、MTAD-GAT和GDN等相关的基线模型。 展开更多
关键词 图卷积网络 时空依赖 多维时间序列 异常检测
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基于上下文生成对抗网络的时间序列异常检测方法 被引量:1
15
作者 胡智超 余翔湛 +2 位作者 刘立坤 张宇 于海宁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-11,共11页
时间序列的异常检测是网络服务保障、数据安全检测、系统监控分析等应用中所依赖的一项关键技术。为解决在实际场景的时间序列异常检测中由于时间序列上下文的模糊性、数据分布的复杂性以及异常检测模型的不确定性所带来的异常检测结果... 时间序列的异常检测是网络服务保障、数据安全检测、系统监控分析等应用中所依赖的一项关键技术。为解决在实际场景的时间序列异常检测中由于时间序列上下文的模糊性、数据分布的复杂性以及异常检测模型的不确定性所带来的异常检测结果的有效性、合理性、稳定性等不足的问题,本文提出了一种新的基于上下文生成对抗网络的时间序列异常检测方法AdcGAN。首先,通过处理历史数据,提取用于生成时序数据的条件上下文;然后,采用条件生成对抗网络的设计策略,使用条件上下文,构建上下文生成对抗网络,实现对任意时刻数据的条件分布预测,同时AdcGAN采用Dropout近似模型不确定性,使用概率分布代替点估计作为预测结果;接着,从观测的差异(用期望偏差表示)和模型的不确定性(用预测方差表示)两个方面来衡量异常;最后,提出基于数据统计信息的异常阈值自动设置方法,减少手动调节的参数量。实验结果表明,与同类基准算法进行对比,在NAB数据集中的47个真实时序数据上,本文提出的AdcGAN可以有效地检测出时序数据中的异常,在大多数评价指标上都优于其他基准方法,并且具有更好的稳定性。 展开更多
关键词 时间序列异常检测 生成对抗网络 模型不确定性 生成模型 深度学习
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融合双重注意力机制的时间序列异常检测模型 被引量:5
16
作者 杨超城 严宣辉 +1 位作者 陈容均 李汉章 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2024年第3期740-754,共15页
时间序列异常检测作为时间序列研究的重要组成部分,已经引起学术界和工业界的广泛关注和研究。针对时间序列数据中蕴含的深层局部特征和复杂的前后依赖关系,提出一种融合双重注意力机制的异常检测模型。该模型采用自编码器结构,由挤压... 时间序列异常检测作为时间序列研究的重要组成部分,已经引起学术界和工业界的广泛关注和研究。针对时间序列数据中蕴含的深层局部特征和复杂的前后依赖关系,提出一种融合双重注意力机制的异常检测模型。该模型采用自编码器结构,由挤压激励注意力模块(SEAB)和概率稀疏自注意力模块(PSAB)组成编码器。SEAB通过利用动态加权窗口划分,为具有强可辨识性的子序列片段赋予更大的权重,使模型能够更加有效地挖掘出具有重要信息的局部特征。PSAB则采用稀疏自注意力机制,保留具有较高权重的点积,去除冗余的时序特征,降低了时间复杂度,从而捕获时间序列的长期依赖关系。实验结果表明,该模型在9个对比模型中取得了最高的F1分数0.97,并在14个测试数据集中有8个F1分数超过其他所有对比模型,因此可有效地识别时间序列数据中的异常情况,并具备先进的异常检测性能。 展开更多
关键词 时间序列 异常检测 深度学习 注意力 自编码器
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基于集成LSTM自编码器的多维时间序列异常检测 被引量:3
17
作者 李亚静 霍纬纲 丁磊 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第1期285-290,共6页
针对长短时记忆网络自编码器(LSTM-AE)在多维时间序列(MTS)上异常检测效率低的问题,提出一种基于集成LSTM-AE(LAE)的MTS异常检测模型。该模型集成多个LSTM-AE分别重构正常MTS各子序列,并将各重构误差作为MTS的局部特征;利用全连接网络... 针对长短时记忆网络自编码器(LSTM-AE)在多维时间序列(MTS)上异常检测效率低的问题,提出一种基于集成LSTM-AE(LAE)的MTS异常检测模型。该模型集成多个LSTM-AE分别重构正常MTS各子序列,并将各重构误差作为MTS的局部特征;利用全连接网络自编码器(FCAE)对各重构误差数据进行拟合,学习MTS数据的全局特征;根据FCAE的重构误差进行异常检测。在三个公共MTS数据集上的实验表明,与基准方法相比,在Precision、Recall和F1_score三个评价指标下分别最大提升0.0584、0.1184和0.0786。 展开更多
关键词 多维时间序列 异常检测 LSTM-AE 集成学习
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基于时间序列和神经网络的电力设备状态异常检测方法 被引量:15
18
作者 丁江桥 文屹 +3 位作者 吕黔苏 张迅 范强 黄军凯 《电测与仪表》 北大核心 2024年第2期185-190,共6页
为进一步提高电力设备异常检测方法对设备信息的利用率,发现更多潜在的设备故障,结合大数据分析技术和设备评估技术,提出了一种基于时间序列和神经网络的状态数据异常检测方法。通过时间序列自回归模型和自组织映射神经网络将连续的电... 为进一步提高电力设备异常检测方法对设备信息的利用率,发现更多潜在的设备故障,结合大数据分析技术和设备评估技术,提出了一种基于时间序列和神经网络的状态数据异常检测方法。通过时间序列自回归模型和自组织映射神经网络将连续的电力设备数据离散为单个序列,计算状态变量在时间轴上的转移概率,通过状态转移概率和聚类算法快速检测数据异常。通过实验对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以快速、有效地检测电力设备异常状态。 展开更多
关键词 电力设备 时间序列自回归模型 自组织映射神经网络 转移概率 异常检测
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融合小波分解的多尺度时间序列异常检测 被引量:4
19
作者 叶力硕 何志学 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第10期3300-3306,共7页
时间序列异常检测是时间序列分析中的重要任务之一,然而现实世界中多维时间序列的异常检测任务存在时间模式复杂、表征学习困难等问题。针对上述问题,提出一种融合小波分解的多尺度时间序列异常检测(WMAD)方法。具体地,以多时间窗口的方... 时间序列异常检测是时间序列分析中的重要任务之一,然而现实世界中多维时间序列的异常检测任务存在时间模式复杂、表征学习困难等问题。针对上述问题,提出一种融合小波分解的多尺度时间序列异常检测(WMAD)方法。具体地,以多时间窗口的方式,将时间序列的时间模式统一融合入二维堆叠的时间窗口中,增强多时间模式提取能力;同时,从频域角度引入小波变换,将原始序列分解为蕴含不同频率分量的时间变化模式,从长时间的趋势变化和短时间的瞬时变化角度捕捉复杂时间模式;借鉴卷积网络的特征提取能力,采用多尺度卷积网络自适应地聚合不同尺度的时序特征;增加包含空间和通道两种注意力机制的注意力模块,在增强多尺度特征提取能力的基础上提高关键信息的提取能力,进而提高精度。在SWaT(Secure Water Treatment)、SMD(Server Machine Dataset)和MSL(Mars Science Laboratory)等5个公共数据集上的异常检测结果显示,WMAD方法的F1值与MSCRED(MultiScale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder)方法相比提高了3.62~9.44个百分点;与TranAD(deep Transformer networks for Anomaly Detection)方法相比提高了3.86~11.00个百分点,与其他代表性方法相比也有所提高。实验结果表明,WMAD方法能够捕获时间序列中的复杂时间模式,缓解表征困难问题,同时具有较好的异常检测性能。 展开更多
关键词 异常检测 小波变换 多尺度卷积 注意力机制 时间序列
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基于谱残差方法的工业互联网时间序列异常检测
20
作者 焦子南 陈年 +1 位作者 金涛 王建民 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2672-2680,共9页
谱残差算法是一种针对图像显著性检测的算法,也可用于无监督时间序列的异常检测。从频域变换、平滑算法、去除季节性影响、阈值自适应调节等多个环节研究针对谱残差算法的改进,提出一种基于谱残差算法的多变量时间序列异常检测方法。实... 谱残差算法是一种针对图像显著性检测的算法,也可用于无监督时间序列的异常检测。从频域变换、平滑算法、去除季节性影响、阈值自适应调节等多个环节研究针对谱残差算法的改进,提出一种基于谱残差算法的多变量时间序列异常检测方法。实验证明,所提出的改进可以提高异常检测的准确率,去除环境因素造成的季节性影响,且检测异常用时优于已有算法。另外,所提算法可以根据实际需要,自适应调节异常判定阈值。为了适应工业系统常出现的多变量时间序列数据,在谱残差算法的基础上结合用于处理多变量数据的独立成分分析算法,使算法适用于多变量时间序列。实验表明,谱残差算法与独立成分分析结合的算法能够应用于工业系统的异常自动检测,并且可以保证算法所需的准确性和实时性。 展开更多
关键词 时间序列异常检测 谱残差算法 无监督算法 独立成分分析
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