1.一种基于定性趋势分析的多变量报警监控方法,其特征是:将历史原始数据转换为趋势序列,提取报警和正常数据的显著时间序列模式及相应的相似数据段,将两种显著时间序列模式进行集合运算,实现多变量的报警监控;
包括以下步骤:
S1,选择一段历史数据作为原始数据;
S2,使用定性趋势分析方法,将原始数据转换为趋势序列;
具体地,对于多变量系统X=[X1,X2,…,Xn]的历史时间序列数据X(1:t),应用定性趋势分析方法得到趋势序列如下,{di,i=1,2,…,N}=QTA(X(1:t)); (1)其中QTA(·)为定性趋势分析方法,di称为“文档”,“文档”的“特征”由时间序列X(t)的趋势描述[X](t)组成; 对任一时刻t,当时间序列X(t)的趋势分别为增加、减少、不变时,[X](t)的取值相应为+1、-1、0,档di的始末时刻为ti和ti+1-1,则di=[X](ti:ti+1-1); (2)S3,根据报警配置信息,计算历史报警序列,并根据历史报警序列将数据分为报警数据集和正常数据集,多变量系统X=[X1,X2,…,Xn]的报警序列为A(1:t);
报警数据集XA和正常数据集XNA为
S4,将其分别应用多特征主题模型得到主题概率,多特征主题模型中每一文档di都包含R项相互独立的特征Fr,r=1,2,…,R;每项特征可以有多种取值如下:由于特征相互独立,则一次观测 的概率为
其中1≤jr≤Mr,r=1,2,…,R;进一步地,主题模型中包含“主题”隐变量zk,则将概率展开成包含隐变量zk的形式,未知参数集为
似然概率函数为
通过期望最大化算法最大化该似然概率,不断交替迭代E步骤和M步骤得到未知参数的解;第(s+1)轮迭代中,E步骤M步骤
其中 是文档di的第r个特征维度中出现特征 的次数;
当迭代后的未知参数收敛时结束上述迭代过程;
S5,计算报警数据集和正常数据集的显著模式及相应的相似数据段,S4得到主题概率分布P(zk|di);对于每一个主题,计算主题概率标准差基于所有文档计算所有主题的全局标准差
对于主题zk,若σk>σ0,则认为该主题是显著的;
对报警数据集XA和正常数据集XNA分别计算显著主题集合,得到各自的显著模式为和对于每个文档di,标注其最有可能隶属的模式为
基于此,可以对所有数据段归类为相应的模式;
S6,对两组显著模式进行集合运算;
对于多变量系统X,显著模式为报警数据集和正常数据集的显著模式的并集,Z=ΦA∪ΨNA; (14)。
2.一种基于定性趋势分析的多变量报警监控系统,其特征是:包括:数据选择模块,用于选择一段合适的历史数据作为原始数据;
趋势化模块,使用定性趋势分析方法将原始数据转换为趋势序列;
数据集划分模块,提取历史报警序列,并根据历史报警序列将数据分为报警数据集和正常数据集;
主题模型模块,对报警数据集和正常数据集分别应用多特征主题模型得到主题概率,多特征主题模型中每一文档都包含多项相互独立的特征,每项特征可有多种取值,且特征相互独立,计算一次观测的概率,将一次观测展开成包含隐变量的形式,进而构建基于隐变量的未知参数集,得到似然概率函数,通过期望最大化算法最大化该似然概率,不断迭代计算得到未知参数的解;
后处理模块,计算报警数据集和正常数据集的显著模式及相应的相似数据段,并对得到的两组显著模式进行集合运算。