[發(fā)明專利]基于PCA余量空間的異常診斷方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410592380.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN105630642B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賓行言;趙穎;王元鋼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/22
• 分類號(hào): G06F11/22
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種基于主成分分析PCA余量空間的異常診斷方法，其特征在于，應(yīng)用于包含M個(gè)狀態(tài)量的系統(tǒng)中，所述M個(gè)狀態(tài)量在同一時(shí)刻的取值構(gòu)成一狀態(tài)向量，所述M為大于1的正整數(shù)，所述系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的N個(gè)狀態(tài)向量構(gòu)成原始空間，所述N為大于所述M的正整數(shù)，所述方法包括：

在檢測(cè)到所述系統(tǒng)異常時(shí)，獲取K個(gè)第一基向量，其中，所述K個(gè)第一基向量為通過對(duì)K個(gè)第二基向量進(jìn)行稀疏化處理得到，所述第二基向量用于表示對(duì)所述原始空間進(jìn)行PCA降維得到的余量空間，所述K為所述余量空間的維數(shù)，所述K小于或等于所述N，每個(gè)所述第一基向量中的元素個(gè)數(shù)為所述M；

根據(jù)所述系統(tǒng)異常時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量在所述K個(gè)第一基向量中的投影，診斷所述系統(tǒng)異常產(chǎn)生的原因。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取K個(gè)第一基向量，包括：

采用消元方法或優(yōu)化方法，處理所述K個(gè)第二基向量，得到所述K個(gè)第一基向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二基向量為列向量，所述K個(gè)第二基向量組成一M*K的矩陣，所述采用消元方法，處理所述K個(gè)第二基向量，得到所述K個(gè)第一基向量，包括：

對(duì)每一所述第二基向量，得到該第二基向量中各元素的平方和，并確定平方和最大的第二基向量作為消元的主元；

更換所述矩陣中第一列與所述主元的位置，將所述主元調(diào)整到所述矩陣的第一列；

以所述主元的第一行元素為列向量長(zhǎng)度，其他元素為零為目標(biāo)，對(duì)所述矩陣進(jìn)行Householder變換；

在所述矩陣中，自上至下，將除去所述矩陣的第一行及所述主元的剩余部分作為新的矩陣，所述新的矩陣中每一列向量作為新的第二基向量，對(duì)每一新的第二基向量，得到該新的第二基向量中各元素的平方和，并確定平方和最大的新的第二基向量作為消元的主元，直至所述新的矩陣中僅包含一行向量，得到行階梯矩陣；

在所述行階梯矩陣中，各行向量之間做加權(quán)加和/或減操作，得到化簡(jiǎn)后的行階梯形矩陣；

與所述矩陣中各所述第二基向量位置對(duì)應(yīng)，還原所述化簡(jiǎn)后的行階梯形矩陣中各列的位置，并對(duì)還原后的矩陣中各行進(jìn)行歸一化處理，得到所述K個(gè)第一基向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)到所述系統(tǒng)異常，包括：

若所述系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量在所述余量空間的投影大于或等于預(yù)設(shè)閾值，則確定所述系統(tǒng)出現(xiàn)異常；

若所述系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量在所述余量空間的投影小于所述預(yù)設(shè)閾值，則確定所述系統(tǒng)正常。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，若所述系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量在所述余量空間的投影小于所述預(yù)設(shè)閾值，則確定所述系統(tǒng)正常之后，所述方法還包括：

將確定所述系統(tǒng)正常對(duì)應(yīng)的所述狀態(tài)向量通過PCA降維，更新所述余量空間，并根據(jù)更新后的余量空間獲取第一基向量。

6.一種基于主成分分析PCA余量空間的異常診斷裝置，其特征在于，應(yīng)用于包含M個(gè)狀態(tài)量的系統(tǒng)中，所述M個(gè)狀態(tài)量在同一時(shí)刻的取值構(gòu)成一狀態(tài)向量，所述M為大于1的正整數(shù)，所述系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的N個(gè)狀態(tài)向量構(gòu)成原始空間，所述N為大于所述M的正整數(shù)，所述裝置包括：

檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)所述系統(tǒng)是否產(chǎn)生異常；

獲取模塊，用于在所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到所述系統(tǒng)異常時(shí)，獲取K個(gè)第一基向量，其中，所述K個(gè)第一基向量為通過對(duì)K個(gè)第二基向量進(jìn)行稀疏化處理得到，所述第二基向量用于表示對(duì)所述原始空間進(jìn)行PCA降維得到的余量空間，所述K為所述余量空間的維數(shù)，所述K小于或等于所述N，每個(gè)所述第一基向量中的元素個(gè)數(shù)為所述M；

診斷模塊，用于根據(jù)所述系統(tǒng)異常時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)向量在所述獲取模塊所獲取的所述K個(gè)第一基向量中的投影，診斷所述系統(tǒng)異常產(chǎn)生的原因。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊具體用于：

采用消元方法或優(yōu)化方法，處理所述K個(gè)第二基向量，得到所述K個(gè)第一基向量。