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两篇关于时间序列异常检测的论文

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两篇关于时间序列异常检测的论文

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时间序列好发论文。根据查询相关公开信息资料显示,从系统论的角度看,时间序列就是某一系统在不同时间(地点、条件等)的响应,围绕时间序列预测、分类、异常检测、表示学习以及在医疗、生物、交通、音乐、金融等方向的应用。

动态图上的异常检测任务包括:发现异常的对象、关系、时点。动态图上的异常检测与静态图上的异常检测不同的地方在于:

本文首先将异常类型分为:anomalous vertices, edges, subgraphs, and events(or change),将使用的方法分为:community detection, MDL(minimum description length) and compression, decompression, distance, probabilistic, 按每种方法使用的异常类型进行了文献学分类。各方法的主要参考文献见表1:

本文假设不同时点的节点和边都有唯一标签从而不会混淆,定义 为图序列,其中 为总时间步, , 为节点集, 为边集, 时称 为图流。本文的主要记号见表2:

给定 ,节点集 ,打分函数 ,定义异常节点集为 ,使得对于 , ,其中 为得分 的摘要式统计。

一个典型的异常节点如图1,其可由基于社区检测的方法识别,即: 其中 为节点所属的社会划分, 为异或操作。

给定 ,边集 ,打分函数 ,定义异常边集为 ,使得对于 , ,其中 为得分 的摘要式统计。

一个典型的异常边如图2,可令 ,其中 为时间步 时 的权重,可以为边的概率。

给定 ,子图集 ,打分函数 ,定义异常集为 ,使得对于 , ,其中 为得分 的摘要式统计。

两种典型的异常子图如图3,其中(a)为图的收缩,(b)为图的分裂。图的收缩可根据子图中的的数量衡量,即 ,图的分裂可由不同时间点社区的数量衡量。

与异常节点、边、子图检测不同,异常事件或异常突变检测检验的是时点。

给定 ,打分函数 ,若时点 满足: , ,则称时点 为一个事件。

给定 ,打分函数 ,若时点 满足: , ,则称时点 为一个突变。

通常的异常检测都使用两步法:第一步,基于特征的图表示;第二,基于机器学习的异常检测。

基于社区检测的方法关注的是社区和关联节点的演化过程,特征向量的生成亦基于图中的社区结构。不同社区检测方法的区别在于:(1)社区结构的领域,如社区内的连接性v.s.单个节点在每一步所属的社区;(2)社区结构的定义,如基于概率的软社区定义v.s.硬社区定义。基于社区检测的方法可用于异常定点、子图、突变的检测。

基于软社区匹配并单独考察每一个社区,我们可以在连续时间步内计算每个节点归属的平均变化,如果某个节点归属的平均变化显著异于其他节点,则称其为演化社区异常点。

节点社区归属的变化可以构造一个时间模式,称为软时序模式。一些文献使用了最小描述长度(MDL)结合非负矩阵分解的方法来自动检测节点角色及构造转移模型。多数文献通过抽取图中不同节点的共同模式,并比较每个节点与共同模式之间的差异来定义异常节点。部分文献使用了交替迭代优化替代常用的两步法。部分文献使用了corenet的概念,该概念不同于单纯使用density,modularity,hop-distance等概念,而是使用了节点间的加权路径,即一个节点的corenet包含该节点与权重大于给定阈值的两跳邻居。假设两个强连接的节点通常属于同一社区,则如果移除一个节点的两个邻居,一个邻域具有较高的边权重,另一个具有较低的边权重,则移除较高权重邻居的影响应更大,在每一步,每个节点首先被赋予一个异常得分,该得分衡量了其corenet的变化,异常得分较高的 各节点将被视为异常节点。

文献【69】定义了六种基于社区的异常:shrink, grow, merge, split, born, and vanish。其使用图和社区代表(representatives)进行比较以减少计算量,图代表为出现在t时刻,同时还出现在t-1、t+1或t+1与t-1时刻的节点集,社区代表是出现在其他社区最少的定点集合,基于社区代表和图代表,基于规则,判断社区是否落在六种异常中。

文献【73】定义了一种基于社区的异常:comet,周期性出现或消失的社区,演化图可表示为一个张量,然后基于低秩张量分解和MDL原则进行comet检测。

文献【3】基于多种信息源构造时序复网络,识别跨时间和网络的稳定社区结构。行为相似的网络可以用聚类或前验知识分组,如何一个社区结构在组内跨时间步稳定,但在组外没有对应社区,则该社区即为异常,如何两个社区共享一定比例的定点则称为对应。

社交网络可以根据特定时间窗口内的发文量定义事件,一个经历共同事件的组即构成一个异常子图。

通过划分图流为一致的分割来检测,分割是依据划分的相似性。

通过将最新图的顶点分区与当前增长分割中的图的分区进行比较,可以在线找到这些分割。【67】基于可返回随机的相关矩阵和modularity最大化来进行定点划分,当新图的划分与当前分割的划分有很大不同时,一个新段开始,并将新图的时间点输出为检测到的突变。两个划分的相似度使用Jaccard系数定义。GraphScope思路类似,但基于MDL来指导划分和分割。

基于MDL原则和基于该原则的压缩技术利用数据中的模式和规律性实现紧凑的图表示,其主要通过将图的邻接矩阵表示为一个二进制串,如果矩阵的行和列可以重新排列使矩阵的二进制字符串表示的熵最小化,那么压缩损失(也称为编码损失)就会最小化。数据指向的特征都来自于图或其特定子结构的编码代价;因此,异常被定义为抑制可压缩性的图或子结构(如边)

对于一条边和对应子图,如果包含该边的编码损失比不包含该边的编码损失高,则称该边为异常边。

【74】使用了一种两步交替迭代法进行节点的自动划分,当节点划分的熵收敛时,根据包含和不包含该边的编码损失,该方法也给出了边的异常度得分。

突变检测的主要思路是:连续时间步间的图是相似的,因而可以分为一组,从而降低压缩比。压缩比的上升表明新一个时间步的图与已有的图差异明显,因此是一个突变。

该方法将图集合表示为一个tensor,在该tensor上进行矩阵分解或降维,基于分解或降维后的图发现其模式和规律性,该方法可以融合更多属性信息,最常用的方法是SVD和PARAFAC(广义SVD)。

矩阵分解可用于计算每个节点的活跃(activity)向量,如果某个节点的活跃向量在连续时间步间变化明显,则称为异常节点。

【87】首先抽取每个节点的边相关矩阵 ,即该节点的每个邻域都有一行一列,对于节点 的矩阵中的一个entry 代表了边 和 间加权频率的相关性,加权频率由衰减函数获得,时间越近权重越高。M的最大特征值和对应特征向量即顶点的活跃向量的summary及边的相关性。通过寻找这些值的变化而形成的时间序列用于计算每个时间步长中每个顶点的分数,得分高于阈值的顶点将被输出为异常。

基于分解的异常事件检测有两种方法:(1)先基于分解方法来近似原始数据,然后以重建损失作为近似优劣的指标。如果某个子张量、切片或元素的重建损失很高,则即可以视其与周围数据不同特征不同,将其标记为异常事件、子图或节点。(2)跟踪奇异值和向量,以及特征值和特征向量,以检测异常顶点的显著变化。

为解决 intermediate blowup 问题(即计算中输入和输出张量超过内存限制),【81】提出了momery-efficient tucker(MET)分解方法,该方法源于Tucker分解,Tucker分解将高阶tensor用一个core tensor和每个mode(维度)矩阵表示。【80】使用了Compact Matrix Decomposition(CMD),其可以用来计算给定矩阵的稀疏低秩矩阵。使用CMD对图流中的每个邻接矩阵进行分解,可得到重建值的时间序列,基于重建值序列可进程事件检测,典型应用有COLIBRI, PARCUBE,其中后者在斑点(spotting)异常中的表现更高效。

【84】使用了随机图模型进行基于概率模型的检测,其将真实图邻接矩阵和期望图的邻接矩阵间的差异构造为残差矩阵,对残差矩阵执行SVD,再使用线性Ramp滤波器,基于top奇异值即可进行异常时间窗口检测,通过检查正确的奇异向量来确定相应的顶点。

除以上方法,我们还可以基于分解空间的显著变化来识别事件。【77】通过对数据执行PCA,计算的特征向量可以分为正常和异常两个集合,方法是检验数据中的值映射到特征向量。在每个时间步,根据特征值对特征向量进程降序排列,第一个特征向量则包含一个在其余值的3个标准差之外的投影点,此后的每个特征向量,都构成了异常集。第二步即是将数据映射到正常和异常子空间,一旦完成了这些操作,当从上一个时间步长到当前时间步异常成分的修改超过一个阈值时,即将其视为一个事件。【83】扩展了该方法,提出了联合稀疏PCA和图引导的联合稀疏PCA来定位异常和识别对应的顶点。通过为异常集使用稀疏的成分集,可以更容易识别负责的顶点。顶点根据它们在异常子空间中对应行的值得到一个异常分数,由于异常分量是稀疏的,不异常的顶点得分为0。

图的活跃向量 为主成分,左奇异向量对应最大奇异值,奇异值和奇异向量通过对加权邻接矩阵进行SVD得到。当活跃向量大幅异于“正常活跃"向量时,即定义该时点为突变点,”正常活跃“向量由前序向量得到。

正常活跃向量 ,它是对最后W时间步中活动向量形成的矩阵进行SVD得到的左奇异向量。每个时点都定义一个得分 ,其代表了当前活跃向量与正常向量的差异。异常可以使用动态阈值方案在线发现,其中得分高于阈值的时间点被输出为变化。通过计算正常向量和活动向量之间的变化比率来找到负责的顶点,与变化最大的索引所对应的顶点被标记为异常,类似的方法也可以用于节点-节点相关矩阵的活跃向量,或基于邻居相似度的节点-节点相关矩阵。

基于距离的异常检测算法的不同点在于选择用于提取和比较距离度量,以及它们用于确定异常值和相应图的方法。

如果一些边的属性演化异于正常演化,则该边就是一个异常边。

边之间的权重使用衰减函数定义,在每个时间步长中,根据相似度得分的变化之和计算每条边的异常值得分,使用阈值或简单的 作为异常值标准。

将网络视为边的流,意味着网络没有固定的拓扑,一个边的频率和持久性可以用来作为其新颖性的指标,【48】定义了集合系统不一致性指标来度量频率和持久性,当一条边到达时,计算其差异,并与活动边集的平均不一致性值进行比较,如果边的加权不一致性大于平均不一致性的阈值水平,则声明该边为异常边,基于异常边,可以进一步识别其他异常图元素(如顶点,边,子图)。

具有许多“异常”边的子图即是异常的子图。

【52】将边的权重视为异常得分,每个时间步长上的每条边都有它自己的异常分数,给定了该边权值在所有图序列的分布,该分数表示在该特定的边上看到该特定权值的概率函数。或者,为网络中的边分配异常值分数的现有方法的输出可以用作为该方法的输入。后一种方法允许应用于任何能够为边分配异常值分数的网络,一旦完成每条边的异常打分,即可发现显著异常的区域(SARs),即一个窗口内的固定子图,其类似于HDSs。【112】提出了一种迭代算法,该算法首先固定子图发现最优时间窗口,然后固定时间窗口发现最优子图。【97】拓展了该方法,允许子图渐变,即在相邻时间步间增加或移除顶点。

定义函数 为测度图距离的函数,将其应用于连续图序列,即得到距离序列,基于该距离序列应用一些启发式算法(如基于移动平均阈值的 取值)即可得到异常事件。

称每个顶点及其egonet的特征为局部特征,整张图的特征为全局特征。每个顶点的局部特征可聚合为一个向量,基于该向量的各阶矩可构造signature向量,利用signature向量间的Canberra距离(归一化的曼哈顿距离)可构造图之间的距离函数【93】。【92】利用全局特征,定义了一种基于dK-2序列的距离测度,将高于阈值的特征视为异常点。

【96】使用了顶点亲和度(即一个顶点对另一个顶点的影响,可以用于快速信念传播)得分作为signature向量,其基于连续时间步技术顶点亲和度,基于马氏距离度量两个图的相似度,亲和度得分的变化反应并适应变化的影响水平,例如桥边的移除比正常边移除的得分更高。利用单个移动范围的质量控制,可以对相似度得分的时间序列设置一个移动阈值,如指数移动平均加权。

作为特征相似度的补充,我们也可以比较两个图的结构差异来度量突变的大小,这类方法致力于发现定义距离的函数而非发现特征向量。【88】计算了异常网络的10种距离函数,使用ARMA模型构造特征值的正常模型,然后基于正常模型计算时点的残差,残差超过给定阈值的时间即可标记为异常。10种距离函数中,基于最大共有子图的方法表现最好。【90】使用了五中得分函数(顶点/边重叠,顶点排序,向量相似度,序列相似度,signature相似度)来检测三种异常(子图缺失,顶点缺失,连通性变化),表现最好的方案是抽取每个顶点和边的特征构造signature向量,使用SimHash定义距离。

我们还可以通过计算每个图的稳健性序列来检测事件,稳健性序列是图连通性的测度,具有高稳健性的图即使在去除一些顶点或边的情况下,也能保持相同的一般结构和连通性,事件检测即发现稳健性值异常变化的时点【95】。【89】使用的是图半径的变体作为稳健性指标,图半径的定义是基于所有顶点的平均离心度,而非常用的最大离心度。

基于概率理论、分布、扫描统计学等方法可以构造“正常”样本的模型,偏离该模型的样本即视为异常,这类方法的主要区别在于构造方法、建模对象、离群值定义。

主要有两种方法:一,构造扫描统计时间序列并检测离均值若干标准差的点;二,顶点分类。

扫描统计常称为滑动窗口分析,其在数据的特征区域中发现测度统计量的局部最小或最大值。对某个特定图,扫描统计量可以是图不变特征的最大值,如边的数量。

【8】使用了一个适应测度统计量的变量,即每个节点的0-2度邻居数,然后对每个顶点的局部统计量使用近期值的均值和标准差进行标准化,图的扫描统计量即最大的标准化局部统计量。标准化可以解释每个顶点的历史信息,代表每个顶点的统计量只与自己的历史信息有关而与其他顶点无关。这保证测度的最大变化与变化的绝对量无关而与比例有关。基于扫描统计量标准化时间序列,将序列均值的五个标准差作为异常值。最负责的顶点被确定为为整个图的扫描统计值所选择的顶点。

类似于使用邻居进行扫描统计,我们还可以用Markov随机场(MRF)来发现节点的状态,并通过信念传播算法推断最大似然分配,其中,每个顶点标签取决于其邻居节点。【99】通过发现二部核来检测异常点(即犯),二部核定义为犯与从犯间的交互。利用边的插入或删除只影响局部子图这一事实,它在添加新边时逐步更新模型。在传播矩阵中,一个顶点可以处于三种状态之一:欺诈者、共犯者或诚实者。

边异常检测通常使用计数过程建模,统计上显著异于该模型的边标记为异常边。

【50】用贝叶斯离散时间计数过程来建模顶点间的通信次数(边权重),并根据新图更新模型。基于学习到的计数的分布,对新观测的边进行预测 值计算,基于 值标记异常顶点对。

首先用固定的子图,多重图,累积图来构造预期行为的模型,对模型的偏离可作为子图异常检测的依据。

【104】结合扫描统计量和隐马尔可夫模型(HMM)建模边行为,其使用的局部扫描统计量是基于两种图形状:k-path图和星型图,其将滑动窗口的扫描统计数据与其过去的值进行比较,并使用在线阈值系统识别局部异常,局部异常是所有统计上显著的子图(代表k个路径或恒星)的并集。

另一个建模动态图的方法是基于多重图,其中平行边对应于两个连续时间步顶点间的通信,初始的多重图可分解为多个针对每个时间窗口的叠套子图(TSG),TSG满足两个条件:(1)对于任何两个有共同点的边,首先开始通信的边最后完成通信;(2)存在一个根顶点r,它没有传入的边,并且有一条到TSG中每个顶点的路径。出现概率低的TSG视为异常子图。【102】

累积图即为包含直到当前时点的所有边的图,边权重依据衰减函数定义,通过识别“持久模式”来定义子图的正常行为。该持久模型识别模型如下:首先构造一种图,该图每个边根据时间来加权,然后基于该图迭代抽取最重连接成分来发现。随着累积图的发展,提取的子图将被监控,并将其当前活动与基于最近行为的预期活动进行比较来进行子图异常检测。【101】

事件检测可以基于偏离图似然模型或特征值分布的偏差来进行。

【103】提出了一种新的蓄水池抽样方法来抽取图流的结构摘要,这种在线抽样方法维持多个网络划分以构造统计上显著的摘要,当一个新图进入图流,每个边都根据不同分区的边生成模型计算出一种似然性,然后以这些似然性的几何均值作为全局图似然性。

【98】使用了类似的边生成模型,每个边 的概率都存储在矩阵 中,概率基于期望最大化估计,基于所有收发对的分布,然后为每个收发对给出潜在得分,基于所有边似然得分的均值即得到每个图的得分。

【100】计算了特征值和压缩特征等式的分布(而非计算收发对的分布),基于每个顶点都存在一个顶点局部特征时间序列的假设,可在每个时间步构造一个顶点-顶点相关矩阵,通过保留最大特征值和一组低维矩阵(每个顶点对应一个矩阵),可对相关矩阵的特征方程进行压缩,通过学习特征值和矩阵的分布,即可发现异常顶点和事件。当特征值偏离期望分布时,即认为发生了事件,当顶点的矩阵偏离矩阵分布时,可认为该顶点为异常顶点。

异常轨迹检测论文10篇

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传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,这是我为大家整理的传感器与检测技术论文,仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。 关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号:G71 文献标识码:A 文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难: (一)教学内容多而散 课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则: 1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论,提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。 参考文献: [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 传感器与自动检测技术教学改革探讨 摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。 关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维 “传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。 “传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。 一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析 笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。 1.重理论,轻实践 该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。 2.教学模式单一 该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。 3.教学实验安排不合理 传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。 二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革 传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。 1.优化教学内容,注重工程思维 本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。 2.改革教学方法,改变教学模式 传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。 3.与工程实际相结合,与其他课程相结合 教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。 4.实验环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。 5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率 高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。 本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。 参考文献: [1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备. [3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)

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关于毕业论文的选题方向

导语:选题方向向一般是指学生在校期间,或者相关科研工作者在申报撰写论文过程中需要明确题目的研究方向。应在所研究课题历史基础上提出自己独特或者有所创新的研究方向以丰富学科知识体系。

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4. 配送中心选址规划的方法与应用(要求先采用一两种合适的方法进行定量分析,再在定量分析的结果上结合实际地理位置情况在周围找几个候选点,考虑其他因素(如租金、交通条件等)采用综合因素评价法或层次分析法选出具体的位置)

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8. 基于电子商务下的物流模式探讨

9. 物流企业风险评价

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11. 都市圈物流一体化研究(物流资源配置、同城配送体系、物流市场、物流战略联盟、公共信息平台、人力资源开发及共享、政策体系)

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13. 绿色供应链管理(与传统供应链的比较、理论基础、主要内容及特征分析、举例说明如何实现绿色供应链管理,存在的问题与对策)

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时间序列论文格式

曹刿论战是公元前684年 邹忌那个说的是齐威王时候的事是战国时候的人 他在位是356-320 扁鹊是公元前401-301年代的人 马谡是三国时候的人 在春秋战国之后 唇亡齿寒是晋献公伐虢的事 在公元前651年 南辕北辙是魏惠王时候的事 他当时正想攻打邯郸 因为徐州相王时候他们俩互相承认 然后后面魏国被齐国欺负 所以这个事情应该在邹忌讽齐王纳谏之前 所以这个时间序列从前往后应该是曹刿论战、唇亡齿寒、扁鹊见齐桓公、南辕北辙、邹忌讽齐王纳谏、马谡失街亭 希望楼主采纳

时间序列好发论文。根据查询相关公开信息资料显示,从系统论的角度看,时间序列就是某一系统在不同时间(地点、条件等)的响应,围绕时间序列预测、分类、异常检测、表示学习以及在医疗、生物、交通、音乐、金融等方向的应用。

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假设有两组栅格数据,一组代表2019年中国每月降雨量,一组代表2019年中国每月植被叶面积指数(LAI)。想要得到中国月降水量与LAI的相关性分布,那么需要对两组栅格数据对应的栅格点进行逐栅格的相关性分析。 将降水数据导入栅格栈中,这个过程可以理解为将降水数据按时间顺序从上到下堆叠。同理,按相同的时间顺序将LAI数据堆叠。值得一提的是,stack()函数在堆叠栅格数据时是按文件名拼音和数字大小顺序自动堆叠的,具体规则可以亲自尝试。最后,将这两个栅格栈合并成一个。 对相关性分析函数稍作改变。 以上方法是可以推广的,线性回归函数lm()和相关性分析函数cor()的输入都可以是向量,因此只要函数支持向量输入,理论上讲都可以类比上述过程实现。但是如果函数只支持数据框输入,如gbm包中的函数gbm(),那就只能另辟蹊径了。

关于论文怎么写。标准步骤如下 1、论文格式的论文题目:(下附署名)要求准确、简练、醒目、新颖。 2、论文格式的目录 目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、论文格式的内容提要: 是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。...

在我们日常所遇到的数据分析任务中,会遇到很多与日期时间挂钩的数据,比如本月每日的销售额和网页一天内每个时间节点的点击量。这类型的数据大多数为时间序列,而时间序列分析在日常中也是很常见的。现在我们先来聊一下R语言中关于日期时间的处理,之后有时间的话就学习一些有关时间序列分析的方法。一、日期函数as.Date()函数R中自带的函数as.Date首先和大家介绍一下它的日常用法,第一个就是我们使用as.Date来返回日期数据形式,且默认的格式为年-月-日,format参数用于识别输入的日期按照那种数据逻辑输入,比如下面数据是以"*年*月*日"的逻辑输入:> as.Date("2019年9月28日", format = "%Y年%m月%d日")[1] "2019-09-28"其中我们看到上面%Y等等的字符,其实是日期格式的一种字符形式,常用的格式如下:第二个用法就是我们给定起点日期,再输入延后天数,就可以输出对应的日期:> as.Date(31,origin ='2019-01-01')[1] "2019-02-01"二、时间函数POSIXct与POSIXlt(1).POSIXIt主要特点:作用是打散时间,把时间分成年、月、日、时、分、秒,并进行存储我们可以结合unclass()函数,从而提取日期时间信息。比如:> unclass(as.POSIXlt('2018-9-7 8:12:23'))$sec[1] 23$min[1] 12$hour[1] 8$mday[1] 7$mon[1] 8$year[1] 118$wday[1] 5$yday[1] 249$isdst[1] 0$zone[1] "CST"$gmtoff[1] NA我们输入带时间的日期数据,利用unclass和as.POSIXlt函数就可以返回秒、分、时、日、该年已过月数、已过年数(从1900起)、星期几、该天对应该年的第几天,时区等等。(2).POSIXct 是以1970年1月1号8点开始的以秒进行存储,如果是负数,则是之前的日期时间;正数则是之后,比如:> unclass(as.POSIXct('1970-1-1 8:00:20'))[1] 20attr(,"tzone")[1] ""三、日期时间的运算(1).日期相减,得到相差的天数> as.Date("2019-10-01") - as.Date('2019-9-26')Time difference of 5 days(2).带时间的日期相减,得到相差数(可以指定units参数为"secs","mins","hours","days")> difftime('2019-10-1 10:00:00',"2019-10-1 6:00:00",units="hours")Time difference of 4 hours

时间序列(time series)是随机变量Y 1 、Y 2 、……Y t 的一个序列,它是由等距的时间点序列索引的。 一个时间序列的均值函数就是该时间序列在某个时间索引t上的期望值。一般情况下,某个时间序列在某个时间索引t 1 的均值并不等于该时间序列在另一个不同的时间索引t 2 的均值。 自协方差函数及自相关函数是衡量构成时间序列的随机变量在不同时间点上相互线性依赖性的两个重要函数。自相关函数通常缩略为ACF函数。ACF函数是对称的,但是无单位,其绝对值被数值1约束,即当两个时间序列索引之间的自相关度是1或-1,就代表两者之间存在完全线性依赖或相关,而当相关度是0时,就代表完全线性无关。 平稳性:实质描述的是一个时间序列的概率表现不会随着时间的流逝而改变。常用的平稳性的性质有严格平稳和弱平稳两个版本。tseries包的adf.test()函数可以检验时间序列的平稳性,返回的p值小于0.05则表示是平稳的。 白噪声是一个平稳过程,因为它的均值和方差都是常数。 随机漫步的均值是常数(不带漂移的随机漫步),但它的方差是随着时间的变化而不同的,因此它是不平稳的。 自回归模型(Autoregressive models, AR)来源于要让一个简单模型根据过去有限窗口时间里的最近值来解释某个时间序列当前值的想法。 自回归条件异方差模型:ARIMA模型的关键前提条件是,虽然序列本身是非平稳的,但是我们可以运用某个变换来获得一个平稳的序列。像这样为非平稳时间序列构建模型的方法之一是作出一个假设,假设该模型非平稳的原因是该模型的方差会以一种可预见的方式随时间变化,这样就可以把方差随时间的变化建模为一个自回归过程,这种模型被称为自回归条件异方差模型(ARCH)。加入了移动平均方差成分的ARCH模型称为广义自回归条件异方差模型(GARCH)。

任务:预测强烈地震 数据集:2000-2008年期间在希腊发生的强度大于里氏4.0级地震的时间序列。

不存在缺失值。 将经度和纬度之外的变量转换为数值型。

从图上可以看出,数据在30次左右波动,并且不存在总体向上的趋势。

通过尝试多个不同的组合来找到最优的阶数参数p,d,q,确定最优的准则是使用参数建模,能使模型的AIC值最小。

定义一个函数,它会针对某个阶数参数拟合出一个ARIMA模型,并返回模型的AIC值。如果某组参数导致模型无法收敛,就会产生错误,并且无法返回AIC,这时需要人为设置其AIC为无限大(InF)。

调用函数,选取最合适的模型。

然后找出最优的阶数参数:

得到最合适的模型为ARIMA(1, 1, 1)。再次使用最优参数训练模型。

使用forecast包预测未来值。

带颜色的条带是预测的置信区间,蓝色线表示均值,结果表示在后续的10个月里,地震的数量会有小幅增加。 检查自相关函数:

ACF绘图:虚线显示了一个95%的置信区间,特定延迟对应的ACF函数值如果处于该区间内,就不会被认为具有统计显著性(大于0)。这个ACF轮廓表明,针对本数据集,简单的AR(1)过程可能是一种合适的拟合方式。 PACF为偏自相关函数,是将时间延迟K的PACF定义为在消除了小于K的延迟中存在的任何相关性影响的情况下所产生的相关性。

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