[發明專利]基于時間序列的異常檢測方法

在審

• 申請號: 201310548853.4
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103561418A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 呂建華;張柏禮;魏巨巍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W84/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.基于時間序列的異常檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）各個節點獲取自身的檢測數據，進入步驟（2）；

（2）各節點對本地數據進行時間相關性分析，即計算節點當前時間窗口內數據與歷史時間窗口內數據的歐幾里德距離：若計算結果小于給定距離閾值，則當前時間窗口內數據與歷史時間窗口內數據滿足時間相關性，為正常數據，返回步驟（1）；否則當前時間窗口內數據與歷史時間窗口內數據不滿足時間相關性，為不正常數據，進入步驟（3）；

（3）各節點將當前窗口內數據進行近似壓縮，并將壓縮后的數據發送至鄰居節點，進入步驟（4）；

（4）各節點進行空間相關性計算，計算本節點當前時間窗口內的壓縮數據與接收到的鄰居節點壓縮數據之間的近似歐幾里德距離或下界距離：若計算結果小于給定距離閾值，則本節點當前時間窗口內的壓縮數據與接收到的鄰居節點壓縮數據滿足空間相關性；否則本節點當前時間窗口內的壓縮數據與接收到的鄰居節點壓縮數據不滿足空間相關性；本節點將判定結果反饋給壓縮數據發送方節點，進入步驟（5）；

（5）各節點根據鄰居節點的反饋結果，對本節點的不正常數據進行審查，判別其為異常數據或是錯誤數據：若存在一定數量的鄰居節點與本節點的不正常數據存在相關性，則該不正常數據為異常數據；若不存在鄰居節點與本節點的不正常數據具有相關性，則該不正常數據為錯誤數據。

2.根據權利要求1所述的基于時間序列的異常檢測方法，其特征在于：所述近似壓縮采用ULBA壓縮方法，即對于一個給定的時間序列X=<x₁,x₂,…,x_n>，使用ULBA產生的分段壓縮序列表示為：

X^=<(x^1,xr1),(x^2,xr2),···,(x^M,xrM)>]]>

其中，表示第i個分段中所有數據的代替值，即第i個分段的近似值；xr_i表示第i個分段的結束時間；第i個分段的時間段為xr_i-xr_i-1；

具體實現過程為：

a.對于數據x，使用下面的近似函數進行計算：

其中，x′表示x的近似值；V_ref表示比x值域最小值還小的參考值，即對任意x，V_ref<x恒成立；V_acc表示允許的最大誤差，運算符表示向下取整；

x可以使用x′或x′+V_acc來代替；

b.對于任意分段，分段的近似值有兩個，分別為該分段起始時間點數據的近似值與近似值加上允許最大誤差值；分段初始時，分段的近似值處于可選狀態，近似值有上述兩個可選值；

c.按時間順序依次對數據進行分段：若待分段數據不是該分段的起點，且該分段的近似值處于可選狀態，數據的處理方法按d步驟執行；若待分段數據不是該分段的起點，且該分段的近似值處于確定狀態，數據的處理方法按e步驟執行；

d.若數據的兩個代替值與分段的兩個可選值均相等，則數據合并到這個分段，該分段仍然處于可選狀態；若數據的兩個代替值與分段的兩個可選值均不相等，則數據不能合并到這個分段，該分段的近似值選取兩個可選值中較小的一個，分段結束，以這個數據為起點開始一個新的分段；若數據的兩個代替值與分段的兩個可選值有且僅有一個相等，數據合并到這個分段，分段的近似值選取兩者相等的那個值，分段狀態設置為確定狀態；

e.若數據的兩個代替值其中之一與分段的近似值相等，則數據合并到這個分段；否則，數據不能合并到這個分段，分段結束，以這個數據為起點開始一個新的分段；

對應ULBA壓縮方法，對進行逆向解壓獲得的時間序列記為X‾=<x‾1,x‾2,···,x‾n>.]]>