[發明專利]有向網絡下增強稀疏保持嵌入的動態過程監測方法

在審

• 申請號: 201711135315.7
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN108398925A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 盧春紅;王杰華;陳曉紅;商亮亮
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 張素慶

1.一種有向網絡下增強稀疏保持嵌入的動態過程監測方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、建立魯棒的稀疏表示模型，求解稀疏重構矩陣C，給定數據集X＝[x₁,x₂,…,x_n]∈R^m×n，則稀疏表示的目標函數為：

min_C,E||C||₁+ε||E||₁

s.t. X＝X·C+E

1^TC＝1^T

式中，C∈R^n×n為稀疏重構矩陣，它的元素c_i＝[c_i,1,c_i,2,…,c_i,i-1,0,c_i,i+1,…,c_i,n]^T為n維的系數向量，E為離群誤差，ε為正則化參數，||·||₁為L₁范式，1為元素全為1的列向量，通過稀疏表示，獲得每個樣本x_i的稀疏重構向量c_i；

B、根據稀疏重構矩陣，計算有向網絡的概率路徑值，獲取動態網絡的有效距離，表征有向網絡的相似度連接矩陣W；

C、構建增強稀疏保持嵌入模型，不僅表征數據的拓撲結構，而且保持數據樣本之間的相似信息關系，更好地描述動態過程的變化狀態；

D、建立動態過程的監測模型：根據T²和SPE統計量，量化模型內外的變化情況，檢測有向網絡的故障。

2.根據權利要求1所述的一種有向網絡下增強稀疏保持嵌入的動態過程監測方法，其特征在于：所述求解相似度連接矩陣的子步驟如下所示：

a、計算有向網路的概率路徑值，表示為：

b、計算有向網路中i節點至j節點之間的有效距離，表示為：

d_ij＝1-logP_ij

所述有效距離反映了節點i至節點j之間小概率的路徑值，則有大的距離；反之亦然；而且，所述有效距離是不對稱的，即d_ij≠d_ji，說明了有向網絡中的邊緣故障也有較大的概率向網絡中心層傳輸，進而被檢測到；

c、構建有效網絡的相似度連接矩陣，表示為：

式中，γ為參數寬度，所述相似度連接矩陣揭示了過程潛在的動態結構特性。