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专利号: 202011577709X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-05-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、云中心对移动边缘计算MEC节点收集的用户日常数据进行预处理;

S2、云中心确定深度森林每一层的并行训练任务,深度森林每一层是由多个随机森林构成,然后通过级联将构成层间链接,并为训练任务设置合适的随机状态,使子森林拆分后的随机状态与原森林的状态相同;

S3、云计算通过群智能算法将并行训练任务分配给MEC节点,群智能算法群智能算法根据训练任务大小与MEC节点的性能,合理的分配训练任务给合适的MEC节点;

S4、云中心下发任务所需的训练数据给各个MEC节点,所有MEC节点接收到数据后同时进行训练,得到该级联层的子森林训练结果;其中所有MEC节点完成训练任务的时间可视为每层的训练耗时;

S5、所有MEC节点将训练结果上传到云中心,云中心在得到所有层的训练结果后,整合为异常行为检测模型,并将异常行为检测模型下发到各个MEC节点,进行用户异常行为检测。

2.根据权利要求1所述的一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,所述步骤S1中数据预处理的方法包括:(1)畸形样本处理,清除故障数据和明显异常的训练数据,去除噪声;

(2)特征选择和提取,去除冗余无关特征,从特征空间中选取最优特征子集;

(3)特征标准化,对经过特征选取后的特征进行标准化再建模,标准化的方法如下:i

其中μx、σx为一组特征数据中的均值和标准差,x为特征中第i组数据。

3.根据权利要求1所述的一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,所述步骤S2中确定深度森林训练任务的步骤包括:(1)在深度森林级联森林结构中,级联森林的每一层,其中每一个决策树森林被拆分成多个子森林,其中每个子森林对应一个计算任务,假设有一个N棵树的森林f,采用均匀拆分的方法,分别将森林拆分成n棵树的子森林YF1,F2,...,FmY,其中森林数m为 的向上取整,其中拆分的最后一个子森林包含1到n棵树,令f的随机状态为s0,则f中每棵树的随机状态按顺序生成为si(1≤i≤m);

(2)为子森林设置合适的随机状态:为子森林训练时的交叉验证设置合适的随机状态,使子森林拆分后的随机状态与原森林的状态相同。令F1的初始随机状态为s0,则Fj的随机状态为,这样,子森林拆分后各树的随机状态与原森林完全相同,从而可以进行并行训练;并且,将各个子森林合并后的结果与原森林f产生的结果也完全相同。

4.根据权利要求1所述的一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,所述S3云计算通过群智能算法将并行训练任务分配给MEC节点,群智能算法根据训练任务大小与MEC节点的带宽、处理速度等性能参数,以降低任务完成时间与成本作为优化目标,合理的分配训练任务给合适的MEC节点。

5.根据权利要求1所述的一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,所述步骤S4中所有MEC节点接到训练数据后,同时进行训练,每层的训练耗时为:ttotal=max(tk),k=1,2,...,K其中K为并行训练任务所需的MEC节点的个数,tk表示第k个MEC节点的训练耗时,ttotal为该级联层训练耗时,应取耗时最长的MEC节点。

6.根据权利要求1所述的一种边缘计算中基于深度森林的用户异常行为检测方法,其特征在于,所述步骤S5中MEC训练结果整合的步骤包括:(1)MEC节点将属于同一个随机森林的子森林的训练结果在本地合并;

(2)本地合并结果后上传到云中心;

(3)最后,由云中心对所有合并后的随机森林的训练结果进行合并。