用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法与流程

专利2022-06-30  58


本发明涉及信息处理
技术领域
,特别是一种用于监测数据处理的时间序列符号化映射方法。
背景技术
:(请补充监测数据来自于哪些具体领域,与时间序列之间的关系)时间序列数据是一类动态数列型数据,是最能直接反映产生数据的系统对象运行变化趋势的信息来源。这类数据广泛存在于各个行业亦被广泛应用,如:在气象监测领域、航空航天领域、无人驾驶领域等,数据之间存在着明显的时间特性,由于在实际中很多序列的变化规律都会受到其他序列的影响,借助多个不同来源却存在关联的数据特性进行处理的多元时间序列分析,可以使数据挖掘分析结果更为精确和客观,也是当前研究和应用的重点方向。随着产生数据的系统对象日趋复杂和庞大,这些时间序列数据往往维度高、持续时间长、变化趋势多样化,为基于时间序列分析的数据挖掘工作带来很大困难,具体体现在:1、时间序列数据规模大,已有的大部分数据挖掘方法在处理数据时,随着数据规模的增长,其时间复杂度和算法复杂度将呈几何级增长,整体算法效率下降。而时间序列本就是一种表述对象随时间动态变化的数据,揭示其中内涵往往需要对较长周期的数据进行分析2、复杂工程系统中各类时间序列具有自身独特的数据特性,但相互之间又耦合交叉影响,进行多元时间序列分析需要充分考虑不同时间序列之间的协同性和平稳性,使其能够在统一的约束下进行处理。针对这两个难点,除了优化算法效率外,在一般的分析中通常更合理的时采用降低时间序列规模、根据时间刻度对准对不同的时间序列、规范数据量纲等操作,如根据历史数据分布和趋势归纳时间序列数据的变化态势,将其映射至若干符号或符号组合表示上,以达到离散化和降维的目的。但是这种方法也存在需要重点关注的问题,即,每种时间序列数据的频次和幅值都存在不同定义、而且时间序列在一条时间轴上的多个变化周期也因多因素的影响存在差异,难以采用均匀划分的方式来进行处理,因此如何将能够有效地将多元时间序列数据按照其数据本身含义进行离散化和降维,是当前数据挖掘中急需解决的问题。技术实现要素:本发明的目的就是提供一种用于监测数据处理的时间序列符号化映射方法。本发明的目的是通过这样的技术方案实现的,具体步骤如下:1)对组成监测数据的多元时间序列归一化处理,不同时间序列之间进行时间对准;2)自定义时间序列的变化趋势符号和变化程度符号,对归一化处理后的时间序列进行趋势符号化;3)定义趋势符号化后的时间序列的变化周期,并以变化周期对趋势符号化后的时间序列进行分段,并记录分段时间序列每种趋势的持续时间长度;4)利用分段时间序列的平均值和分段时间序列的变化趋势拟合斜率,对分段时间序列的变化程度进行表示;5)根据预设的时间序列幅值变化范围映射表,对分段时间序列的幅值进行映射,生成分段时间序列的幅值变化符号;6)结合分段时间序列的趋势符号、分段时间序列每种趋势的持续时间长度、分段时间序列的变化程度和分段时间序列的幅值变化符号,对分段时间序列进行符号化映射;7)结合分段时间序列的符号化映射结果,生成时间序列的符号化映射结果。2.如权利要求1所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤1)中所述对组成监测数据的多元时间序列归一化处理,不同时间序列之间进行时间对准,是根据多元时间序列之间包含信息的交叉性和因果关系判断时间序列之间是否存在关联关系,将多元时间序列之间具有信息交叉和因果关系的时间序列进行归一化,具体步骤如下:1-1)设定归一化之后的最大值ymax和最小值ymin;1-2)对时间序列进行遍历,确定原时间序列中的最大值xmax和最小值xmin;1-3)利用下列公式获得归一化的序列:3.如权利要求1所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤2)中所述自定义时间序列的变化趋势符号和变化程度符号,包括有三种基本趋势符号和两种变化符号,三种基本的趋势符号设定为:上升( )、下降(-)、平稳(0),两种特别符号设定为:突变(m)、缓变(t)。4.如权利要求3所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤2)中所述对归一化处理后的时间序列进行趋势符号化的具体方法如下:2-1)两种变化程度符号的定义为:对相邻两种变化趋势之间的过渡趋势幅值进行统计,以过渡趋势的中心位置幅值为标准,若统计的幅值以中心位置的幅值为标准比较,处于一个预设的平稳区间,那么将这种趋势变化设定为缓变(t);若统计的幅值与中心位置的幅值为标准比较,幅值之间不处于预设的平稳区间,则设定为突变(m);2-2)利用三种基本趋势符号和两种变化程度符号,对时间序列中存在的变化趋势设定统一特定符号化表示;2-3)记录变化趋势的持续时间长度,用变化趋势的统一特定符号表示与对应的持续时间组合直接对时间序列中所有的变化趋势进行符号化映射。5.如权利要求4所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤3)中所述定义趋势符号化后的时间序列的变化周期,并以变化周期对趋势符号化后的时间序列进行分段的具体方法如下:3-1)定义一个完整的变化周期同时包含三种基本变化趋势且每种基本趋势只能出现一次;在基本趋势过渡变化处可以包含变化程度趋势,但是两个基本趋势的过渡变化处只能包含一种变化程度趋势,即在一个完整的变化周期内变化程度趋势只能最多出现两次;3-2)扫描时间序列的趋势变化情况,利用时间序列的时间特性记录时间序列中出现的满足定义的完整变化周期的时间序列的长度分别是τi{i=1,2,l,n};3-3)设定时间长度作为对定义中的最大完整变化周期的约束条件,其中τi-min是最小完整周期的时间长度,τs表示时间序列的长度;3-4)判断记录的时间长度τi是否满足关系τi<t,若满足关系式则该趋势变化满足完整变化周期定义的条件,此时约束时间长度不起约束作用;3-5)当记录的时间长度τi≥t时,则以时间长度t为一个完整变化周期的约束,同时值得注意的是若在约束时间t附近出现拐点pi,拐点在包含在时间长度t内则拐点以后的部分记入下一个趋势变化区间,拐点在时间长度t外则拐点以前的部分与时间长度τ包含的趋势共同表示一个完整的周期。6.如权利要求5所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤4)中所述利用分段时间序列的平均值和分段时间序列的变化趋势拟合斜率,对分段时间序列的变化程度进行表示的具体方法如下:4-1)将趋势拟合斜率定性描述分为三种情况:趋势为: ,ki>0;趋势为:-,则ki<0;趋势为:0,则ki=0;4-2)由原时间序列获得时间序列中的最大值xmax和最小值xmin,用户可根据时间序列整体的变化程度设定参数n,并用公式计算每层时间序列之间的变化程度范围参数h:其中n表示时间序列的分层数,h表示每层之间的变化程度;4-3)记录时间序列分层的分层点分别是{x1,x2,l,xn-1},并以分层点为中心,以程度变化范围为半径收索时间序列分层点附近的拐点;4-4)计算每个分段时间序列的平均值根据分段的平均值和趋势拟合斜率对分段所属于的变化层次用符号进行表示,如下表所示:由于采用了上述技术方案,本发明具有如下的优点:1、本发明考虑时间序列的多元性,在进行符号化之前将对具有关联关系的时间序列进行归一化处理;为体现时间序列“非均匀”分段的特性,利用时间序列存在完整变化区间的特点对时间序列分段,同时用户可以设定一个时间长度来约束完整变化区间,这样既可以分段按照完整的分段区间进行,同时也保证了完整区间不会随趋势变化影响而无限变大,甚至无法确定;2、本发明在符号化的过程中不仅仅对分段时间序列局部进行了符号描述。同时考虑了分段时间序列在时间序列整体中的变化情况,从时间序列整体的角度对分段进行了符号化表示;同时允许用户为时间序列中出现的特殊的变化趋势设定特定统一的符号化结果,这样可以减少时间序列中特定趋势的符号化步骤。其次在符号化中除了进行基本趋势描述之外还加入了对时间序列幅值变化描述和趋势持续时间的描述,这样得到的归一化结果更加精细。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。附图说明本发明的附图说明如下。图1为本发明的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。一种用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,具体步骤为:s1:将具有关联关系的时间序列进行归一化,不同序列之间进行时间对准;s2:根据时间序列的变化趋势定义三种基本趋势符号和两种变化程度符号,用户自定义变化程度时间序列趋势符号化表示结果;s3:定义序列完整趋势变化周期,由此作为序列分段的条件对序列分段;s4:利用分段序列的平均值和分段所包含的变化趋势拟合斜率的定性描述,对分段在时间序列整体中的变化程度进行表示;s5:设定时间序列幅值变化范围映射表,并对分段中序列幅值进行映射;s6:确定并记录分段中时间序列每种趋势持续时间长度;s7:将分段的趋势符号,变化程度符号以及幅值变化符号和趋势变化持续时间组合对分段时间序列进行符号化映射;s8:时间序列的符号化映射结果;将具有关联关系的时间序列归一化,不同序列之间进行时间对准,根据多元时间序列之间包含信息的交叉性和因果关系判断时间序列之间是否存在关联关系,将多元时间序列之间具有信息交叉和因果关系的时间序列进行归一化,目的是让具有相关关系的时间序列幅值变化量处于相同的量纲下;根据时间序列的变化趋势定义三种基本趋势符号和两种变化程度符号,用户自定义变化程度时间序列趋势符号化表示结果。是根据时间序列趋势变化形态决定的其中三种基本的趋势符号设定为:上升( )、下降(-)、平稳(0)主要是对时间序列的大致形态描述,两种变化程度符号设定为:突变(m)、缓变(t),对时间序列的局部变化的描述;同时用户可以将时间序列中存在的一些特殊变化趋势用特定的趋势符号进行表示,例如:正弦波趋势,用“上升-缓变-下降-缓变-上升”两种基本符号和一种变化程度符号固定表示。具体步骤如下:s21:给出两种变化程度趋势的定义:对相邻两种变化趋势之间的过渡趋势幅值进行统计,以过渡趋势的中心位置幅值为标准,若统计的幅值以中心位置的幅值为标准比较,处于一个平稳的区间,那么将这种趋势变化设定为缓变(t);若统计的幅值与中心位置的幅值为标准比较,幅值之间出现较大的差异,那么将这种趋势变化设定为突变(m);s22:用户对时间序列中存在的特殊变化趋势设定统一特定的符号化表示。例如:正弦波趋势,用“上升-缓变-下降-缓变-上升”两种基本符号和一种特殊符号固定表示,不需要后续再次进行趋势符号化表示。s23:记录变化程度趋势的持续时间长度,用变化程度趋势的统一特定符号表示与对应的持续时间组合直接对时间序列中所有的变化程度趋势进行符号化映射;定义时间序列完整变化周期,由此作为序列分段的条件,对序列分段,是根据序列变化趋势非均匀,但在变化周期上存在统一性的特点,对多元时间序列进行分段。具体步骤如下:s31:定义一个完整的变化周期同时包含三种基本变化趋势且每种基本趋势只能出现一次。同时在基本趋势过渡变化处可以包含变化程度趋势,但是两个基本趋势的过渡变化处只能包含一种变化程度变化趋势,即在一个完整的变化周期内变化程度趋势只能最多出现两次;s32:扫描时间序列的趋势变化情况,利用时间序列的时间特性记录时间序列中出现的满足定义的完整变化周期的时间序列的长度分别是τi{i=1,2,l,n};s33:设定时间长度作为对定义中的最大完整变化周期的约束条件,其中τi-min是最小完整周期的时间长度,τs表示时间序列的长度;s34:判断记录的时间长度τi是否满足关系τi<t,若满足关系式则该趋势变化满足完整变化周期定义的条件,此时约束时间长度不起约束作用;s35:当记录的时间长度τi≥t时,则以时间长度t为一个完整变化周期的约束,同时值得注意的是若在约束时间t附近出现拐点pi,拐点在包含在时间长度t内则拐点以后的部分记入下一个趋势变化区间,拐点在时间长度t外则拐点以前的部分与时间长度τ包含的趋势共同表示一个完整的周期;利用分段序列的平均值和分段所包含的变化趋势拟合斜率的定性描述,对分段在时间序列整体中的变化程度进行表示,是为了让符号化之后的分段时间序列具有局部特征的同时反映时间序列整体中的态势;具体步骤如下:s41:将趋势拟合斜率定性描述分为三种情况:趋势为: ,ki>0;趋势为:-,则ki<0;趋势为:0,则ki=0;s42:由原时间序列获得时间序列中的最大值xmax和最小值xmin,用户可根据时间序列整体的变化程度设定参数n,并用如下公式计算每层时间序列之间的变化程度范围参数h;其中n表示时间序列的分层数,h表示每层之间的变化程度。s43:记录时间序列分层的分层点分别是{x1,x2,l,xn-1},并以分层点为中心,以程度变化范围为半径收索时间序列分层点附近的拐点;s44:若拐点出现在分层点附近范围内,则对分层的变化程度范围h由下列公式做出调整;s45:计算每个分段时间序列的平均值根据分段的平均值和趋势拟合斜率对分段所属于的变化层次用符号进行表示,如下表所示:设定时间序列幅值变化范围映射表,并对分段幅值进行映射,是体现分段中时间序列幅值的变化情况,通过设置一定的步长,以步长为区间的长度,对每个区间用一个符号表示相邻时间序列幅值若属于同一个区间则不重复表示;记录分段中时间序列每种趋势的持续时间长度,是为了在符号化的结果中加上趋势持续时间长度的限定,这样得到的符号化结果不仅仅能够体现时间序列趋势变化态势和幅值大小,也能够直观的描述趋势的时间长度将变化程度表示符号,分段的趋势符号,以及幅值变化映射符号和趋势变化持续时间组合对分段时间序列进行符号化映射描述;实施例:选取汽车加速系统作为实例对象,汽车加速系统是汽车特别重要的组成部分,在加速过程中由于受到发动机动力、减速器传动比、传动系统档数、轮胎尺寸与形式等自身因素影响,以及汽车驾驶所处环境的气候条件、道路情况等自然条件的影响。随时间移动汽车加速系统会呈现出不同的加速状态,数据量庞大,直接对汽车的加速状态进行分析是一项特别繁杂的工作,但对汽车加速系统的研究对交通技术的发展具有极大的意义。具体步骤如下:s1:获得对汽车加速系统的加速时间序列并对时间序列进行归一化;s2:为加速系统定义三种基本趋势状态符号和两种特别状态符号;s3:设定加速趋势状态变化的完整区间,并由此对加速系统时间序列分段;s4:利用分段序列的平均值和分段所包含的变化趋势拟合斜率的定性描述,对分段在时间序列整体中的变化程度进行表示;s5:设定加速系统时间序列幅值变化范围表,对分段时间序列幅值进行映射;s6:记录分段中时间序列所包含的每种趋势状态持续时间长度;s7:将分段的趋势符号,变化程度符号以及幅值变化符号和趋势变化持续时间组合对分段时间序列进行符号化描述;s8:时间序列的符号化映射结果;获得对汽车加速系统的加速时间序列并对时间序列进行归一化,是由于在汽车的加速系统中,加速过程是一个前后连续的过程,但每个加速过程中存在的影响因素却是不同的,因此需要对不同状态下的加速序列进行归一化;为加速系统定义三种基本趋势状态符号:上升( )、下降(-)、平稳(0)主要是对时间序列的大致形态描述和两种特别趋势状态符号:突变(m)、缓变(t),对时间序列的局部趋势变化描述;设定加速趋势状态变化的完整区间,并由此对加速系统时间序列分段,是根据加速系统时间序列“非均匀”但在变化周期上存在统一性关系的特点,对加速系统多元时间序列进行分段。具体步骤如下:s31:设定时间长度t=5(s),作为对定义的完整变化区间约束条件;s32:对加速系统时间序列趋势变化情况进行扫描,记录下时间序列趋势变化周期重复出现的时间点(t1,t2,1/4tn),(ti 1-ti)<τ其中(i=1,2,…n),以每个记录的时间点之间包含的趋势变化为完整的变化区间,并以将时间序列分段为:{y1,y2,y3,lyn};利用分段序列的平均值和分段所包含的趋势变化拟合斜率的定性描述对分段在加速系统时间序列整体中的变化程度进行表示。具体步骤如下:s41:加速系统时间序列趋势变换拟合斜率定性描述分为三种,趋势为: ,ki>0;趋势为:-,则ki<0;趋势为:0,则ki=0;s42:由原时间序列获得时间序列中的最大值xmax=130和最小值xmin=10,设定参数n=3,并用如下公式计算每层时间序列之间的变化程度范围参数h=40;其中n表示时间序列的分层数,h表示每层之间的变化程度。s43:在第一个分层点处有一个拐点g1,由此对第一层变化程度修正为:hs43:计算每个分段时间序列的平均值根据分段的平均值和趋势拟合斜率对分段所属于的变化层次用符号进行表示;为加速系统设定时间序列幅值变化范围表,设定区间步长l=5,每个区间幅值有一个符号对应:变化尺度[10,15)[15,20)[20,25)[25,30)[35,40)[40,45)符号abcdef变化尺度[45,50)[50,55)[55,60)[60,65)[65,70)[70,75)符号ghijkl变化尺度[75,80)[80,85)[85,90)[90,95)[95,100)[100,105)符号vnopqr变化尺度[105,110)[110,115)[115,120)[120,125)[125,130)符号swu记录分段中时间序列所包含的每种趋势状态持续时间长度分别为:{t1,t2,l,tm};将分段的趋势符号,变化程度符号以及幅值变化符号和趋势变化持续时间组合对分段时间序列进行符号化描述,得到分段符号化结果:获得加速系统时间序列的符号化结果。本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,具体步骤如下:

1)对组成监测数据的多元时间序列归一化处理,不同时间序列之间进行时间对准;

2)自定义时间序列的变化趋势符号和变化程度符号,对归一化处理后的时间序列进行趋势符号化;

3)定义趋势符号化后的时间序列的变化周期,并以变化周期对趋势符号化后的时间序列进行分段,并记录分段时间序列每种趋势的持续时间长度;

4)利用分段时间序列的平均值和分段时间序列的变化趋势拟合斜率,对分段时间序列的变化程度进行表示;

5)根据预设的时间序列幅值变化范围映射表,对分段时间序列的幅值进行映射,生成分段时间序列的幅值变化符号;

6)结合分段时间序列的趋势符号、分段时间序列每种趋势的持续时间长度、分段时间序列的变化程度和分段时间序列的幅值变化符号,对分段时间序列进行符号化映射;

7)结合分段时间序列的符号化映射结果,生成时间序列的符号化映射结果。

2.如权利要求1所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤1)中所述对组成监测数据的多元时间序列归一化处理,不同时间序列之间进行时间对准,是根据多元时间序列之间包含信息的交叉性和因果关系判断时间序列之间是否存在关联关系,将多元时间序列之间具有信息交叉和因果关系的时间序列进行归一化,具体步骤如下:

1-1)设定归一化之后的最大值ymax和最小值ymin;

1-2)对时间序列进行遍历,确定原时间序列中的最大值xmax和最小值xmin;

1-3)利用下列公式获得归一化的序列:

3.如权利要求1所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤2)中所述自定义时间序列的变化趋势符号和变化程度符号,包括有三种基本趋势符号和两种变化符号,三种基本的趋势符号设定为:上升( )、下降(-)、平稳(0),两种特别符号设定为:突变(m)、缓变(t)。

4.如权利要求3所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤2)中所述对归一化处理后的时间序列进行趋势符号化的具体方法如下:

2-1)两种变化程度符号的定义为:对相邻两种变化趋势之间的过渡趋势幅值进行统计,以过渡趋势的中心位置幅值为标准,若统计的幅值以中心位置的幅值为标准比较,处于一个预设的平稳区间,那么将这种趋势变化设定为缓变(t);若统计的幅值与中心位置的幅值为标准比较,幅值之间不处于预设的平稳区间,则设定为突变(m);

2-2)利用三种基本趋势符号和两种变化程度符号,对时间序列中存在的变化趋势设定统一特定符号化表示;

2-3)记录变化趋势的持续时间长度,用变化趋势的统一特定符号表示与对应的持续时间组合直接对时间序列中所有的变化趋势进行符号化映射。

5.如权利要求4所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤3)中所述定义趋势符号化后的时间序列的变化周期,并以变化周期对趋势符号化后的时间序列进行分段的具体方法如下:

3-1)定义一个完整的变化周期同时包含三种基本变化趋势且每种基本趋势只能出现一次;在基本趋势过渡变化处可以包含变化程度趋势,但是两个基本趋势的过渡变化处只能包含一种变化程度趋势,即在一个完整的变化周期内变化程度趋势只能最多出现两次;

3-2)扫描时间序列的趋势变化情况,利用时间序列的时间特性记录时间序列中出现的满足定义的完整变化周期的时间序列的长度分别是τi{i=1,2,l,n};

3-3)设定时间长度作为对定义中的最大完整变化周期的约束条件,其中τi-min是最小完整周期的时间长度,τs表示时间序列的长度;

3-4)判断记录的时间长度τi是否满足关系τi<t,若满足关系式则该趋势变化满足完整变化周期定义的条件,此时约束时间长度不起约束作用;

3-5)当记录的时间长度τi≥t时,则以时间长度t为一个完整变化周期的约束,同时值得注意的是若在约束时间t附近出现拐点pi,拐点在包含在时间长度t内则拐点以后的部分记入下一个趋势变化区间,拐点在时间长度t外则拐点以前的部分与时间长度τ包含的趋势共同表示一个完整的周期。

6.如权利要求5所述的用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,其特征在于,步骤4)中所述利用分段时间序列的平均值和分段时间序列的变化趋势拟合斜率,对分段时间序列的变化程度进行表示的具体方法如下:

4-1)将趋势拟合斜率定性描述分为三种情况:趋势为: ,ki>0;趋势为:-,则ki<0;趋势为:0,则ki=0;

4-2)由原时间序列获得时间序列中的最大值xmax和最小值xmin,用户可根据时间序列整体的变化程度设定参数n,并用公式计算每层时间序列之间的变化程度范围参数h:

其中n表示时间序列的分层数,h表示每层之间的变化程度;

4-3)记录时间序列分层的分层点分别是{x1,x2,l,xn-1},并以分层点为中心,以程度变化范围为半径收索时间序列分层点附近的拐点;

4-4)计算每个分段时间序列的平均值根据分段的平均值和趋势拟合斜率对分段所属于的变化层次用符号进行表示,如下表所示:

技术总结
用于监测数据处理的多元时间序列符号化映射方法,对象来自于复杂工程系统,非均匀变化的时间序列数据。首先将时间序列进行归一化,使时间序列具有相同量纲下的幅值变化量,同时设定表示趋势变化的符号;其次,设定完整的趋势变化周期,对时间序列进行非均匀分段,并利用分段序列的平均值和趋势拟合斜率对分段整体在时间序列整体中的变化程度进行映射描述同时记录分段中每种趋势变化的持续时间;最后,通过幅值映射符号表,对分段幅值进行映射,变化程度描述符号以及幅值变化符号和趋势变化持续时间组合完成符号化映射。

技术研发人员:张可;柴毅;彭志杰;叶胜强;张龙
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:2019.12.18
技术公布日:2020.06.05

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