河网中具有时空关系的异常事件在线检测

当网络异常事件发生时,传感器节点间的时空相关性往往非常明显.而现有方法通常将时间和空间数据性质分开考虑,提出一种分散的基于概率图模型的时空异常事件检测算法.该算法首先利用连通支配集算法(CDS)选择部分传感器节点监测,避免监测所有的传感器节点;然后通过马尔可夫链(MC)预测时间异常事件;最后用贝叶斯网络(BN)推测空间异常事件是否出现,结合时空事件来预测异常事件是否会发生.与简单阈值算法和基于贝叶斯网络算法对比,实验结果表明该算法有高检测精度、低延迟率, 能大幅降低通信开销,提高响应速度.     

一种动态故障树顶事件发生概率的近似算法

本文提出了一种动态故障树顶事件发生概率的近似算法,该算法不需要把动态故障树转化为马尔可夫链,而是直接分析故障树模块,并用梯形公式得到近似数值解。最后通过一个实例说明了该方法的有效性。     

PMTree:一种高效的事件流模式匹配方法

复杂事件处理技术从多个持续事件流中分析并提取满足特定模式的事件序列.高吞吐率场景下,如何快速准确地识别事件序列是复杂事件处理技术中一个非常重要的问题.现在事件流的模式匹配方法——NFA、Petri网、有向图等——存在语义描述能力不足、部分算子实现代价高等缺陷.针对这一现状,设计并实现了一种基于树的模式匹配方法——PMTree.PMTree定义了事件模型及相应事件算子,将事件序列映射为树节点,同时将时间窗口约束及谓词约束等放置在相应节点,这些树节点连接成一棵PMTree来支持实时的事件筛选与过滤.进一步研究了PMTree构建过程中的优化策略,并提出了开销模型以及优化构建算法,以尽可能减少模式匹配开销.实验结果表明,相同测试条件下基于PMTree实现的复杂事件处理引擎Cesar吞吐率是基于NFA实现的开源引擎Esper的3～6倍,并且在不同事件量或事件序列复杂度下性能表现稳定.     

基于动态故障树的信息物理融合系统风险分析

针对信息物理融合系统（CPS）中的网络安全攻击会导致系统失效的问题，提出一种基于动态故障树的CPS风险建模及分析方法。首先，对动态故障树和攻击树集成建模，构建攻击-动态故障树（Attack-DFTs）模型；然后，分别采用二元决策图和输入输出马尔可夫链给出攻击-动态故障树中的静态子树和动态子树的形式化模型，并在此基础上给出攻击-动态故障树的定性分析方法，即分析网络安全攻击导致系统失效的基本事件路径；最后，通过一个典型的排污系统应用实例对方法的有效性进行验证。案例分析结果表明，所提方法能够分析CPS中由于网络安全攻击导致系统失效的事件序列，有效实现了CPS的综合安全评估。     

基于模块化分解的故障树分析方法

传统故障树分析算法存在诊断成本高和耗时长的问题,为此,在研究故障树结构中的特殊规律的基础上,采用深度优先最左遍历算法对故障树进行模块化分解,减小故障树分析的规模。结合if-then-else运算符,将最左底层模块子树转化为相应的二元决策图结构。运用深度优先最左遍历算法得到该二元决策图结构中的割集和最小割集,用相同故障概率的基本事件替代最左底层模块子树得到新故障树。采用自底向上、从左至右的递归综合分析思想,获得系统元件故障发生的概率,实现对故障树的分析。对故障实例的分析诊断结果表明,该方法可有效提高诊断速度,减少诊断成本。     

融合事件相机的视觉场景识别

目的 传统视觉场景识别（visual place recognition,VPR）算法的性能依赖光学图像的成像质量,因此高速和高动态范围场景导致的图像质量下降会进一步影响视觉场景识别算法的性能。针对此问题,提出一种融合事件相机的视觉场景识别算法,利用事件相机的低延时和高动态范围的特性,提升视觉场景识别算法在高速和高动态范围等极端场景下的识别性能。方法 本文提出的方法首先使用图像特征提取模块提取质量良好的参考图像的特征,然后使用多模态特征融合模块提取查询图像及其曝光区间事件信息的多模态融合特征,最后通过特征匹配查找与查询图像最相似的参考图像。结果 在MVSEC（multi-vehicle stereo event camera dataset）和RobotCar两个数据集上的实验表明,本文方法对比现有视觉场景识别算法在高速和高动态范围场景下具有明显优势。在高速高动态范围场景下,本文方法在MVSEC数据集上相较对比算法最优值在召回率与精度上分别提升5.39%和8.55%,在Robot‐Car数据集上相较对比算法最优值在召回率与精度上分别提升3.36%与4.41%。结论 本文提出了融合事件相机的视觉场景识别算法,利用了事件相机在高速和高动态范围场景的成像优势,有效提升了视觉场景识别算法在高速和高动态范围场景下的场景识别性能。     

一种动态建树的方法

研究了绘制树状结构面临的难点问题,提出了一种动态构造树状结构的方法,设计了插入、删除节点等操作方法.在此基础上提出了一种高效的画树算法.与其它算法相比,该算法利用节点及子树边界的含义,通过不断调整移动子树来计算节点位置,进而实现在一个较小的区域内画树.该方法可以实时修改树的逻辑结构,并动态计算出节点位置,使得绘出的树即真实的树状结构.最后对该方法进行了时间和空间复杂度分析,对其应用前景进行了展望.     

动态故障树割序集分析的模块化方法

针对割序集模型较高的复杂度,提出静态子树模块化和动态子树模块化2种简化方法。利用模块化方法将动态故障树划分为多个静态子树和动态子树。对完全由静态门构成的静态子树采用二叉决策图计算其发生概率;对动态子树采用割序集模型进行分析,将其中包含的静态子树作为一个整体进行处理。通过实例阐述模块化方法的应用过程,算例分析结果表明,该方法能有效降低割序集模型的复杂度。     

基于DFTA的电牵引采煤机调高液压系统可靠性分析

MG950/1915型电牵引采煤机调高液压系统具有动态失效行为,用传统静态故障树法无法分析其可靠性.该文提出基于动态故障树的采煤机调高液压系统分析法,建立了油缸运动阻力大的动态故障树模型.首先求解动态故障树中不同子树的顶事件在不同时刻的发生概率,能得到整体动态故障树顶事件在不同时刻的发生概率.其次通过寻找顶事件发生概率最大的子树及子树中概率重要度最大的底事件,得到精过滤器和粗过滤器是采煤机调高液压系统的薄弱环节,为采煤机的优化设计提供了理论依据.     

XML数据流分页频繁子树挖掘研究

随着XML数据流的广泛应用,从挖掘XML数据流中发现知识具有重要的理论与应用价值.相比其他频繁模式挖掘,大型XML文档与数据流的频繁子树挖掘面临困难:XML数据流不可能整体在内存解析;对XML数据流分段挖掘必须考虑XML数据的半结构化特征等.针对上述问题,提出数据流分页频繁子树挖掘模型Tmlist.Tmlist对XML数据流进行分页,管理跨页节点及频繁候选子树的跨页增长,逐页挖掘频繁子树;频繁候选子树的增长根据根节点层次由浅至深地在最右路径加入频繁候选节点,避免以低层次为根子树的重复性递归增长;对频繁候选子树采用子树拓扑序列和最右路径共同标识,子树的增长不需要对子树前缀进行匹配,省去前缀节点存储与匹配开销;以页面最小支持度对频繁候选子树按页筛选,子树按页面衰减度衰减支持度、剪枝.Tmlist在可控误差范围内降低频繁子树挖掘的空间消耗,提高内存利用率和挖掘效率.     

一种带有时间约束故障树分析方法

 在时间域内的行为对安全苛求系统往往是至关重要的,若出现故障,则大量的故障描述都涉及事件之间的时间因素。针对传统故障树不能直观描述和分析这种时间因素的问题,在原有故障树定义的基础上增加时间约束故障树的语义描述,并根据故障树的扩展语义提出时间约束故障树分析方法。给出时间约束逻辑门和事件平均转移率、输入事件到输出事件传播率和到达率的计算方法。设计故障树基本事件和最小割集到达顶事件的传播率和到达率的算法,该算法遍历故障树中每个节点获得基本事件时间重要度和最小割集到达率,从时间重要度角度对基本事件和最小割集的重要度比较。实验结果表明提出的时序分析方法可以为故障诊断和预防提供理论基础。     

动态故障树的不交化定量分析方法

动态故障树被广泛应用于动态系统的可靠性分析中,其中割序描述了系统的失效模式,割序集的不交化可以简化顶点失效概率的求解,目前还没有有效的适用于动态故障树的不交化定量分析方法.提出了一种不交化定量分析方法:在割序的基础上融入时序逻辑提出扩展割序的概念,其与以往类似概念相比增强了表达能力;根据基事集和时限集分解最小扩展割序集,将其转换成不交化扩展割序集;再将不交化扩展割序转换成标准扩展割序,然后对其各割项进行冲突检测、时限集精简、基事集拓扑排序,以对标准扩展割序进行量化计算;并对该方法所涉及到的算法进行了详细的证明和时间复杂性分析.最后将其应用到一个案例中,并同基于inclusion-exclusion规则的MCS方法进行了对比,实验结果显示该方法的时间开销明显降低.该方法可以获得动态故障树的不交化扩展割序集,降低求解时间开销.     

Fuzzy dynamic fault tree analysis for electro-mechanical actuator based on algebraic model with common-cause failures

This paper deals with fuzzy dynamic fault tree analysis for the electro-mechanical actuator with common-cause failures to provide fast fault location strategy. To fully describe the level of uncertainty of basic events, triangle fuzzy set is used. Temporal operators are defined, algebraic model is used to model and analyze dynamic fault tree of the electro-mechanical actuator and is general to all kind of life distribution. An innovative common-cause gate with incomplete common-cause under consideration is raised and it can also match the algebraic model analysis method. Fuzzy probability importance is computed by level-progressive strategy, and complexity of solving entirely is avoided and calculation time is reduced. The analysis result shows that the method is flexible and effectively done with the reliability analysis of electro-mechanical actuator and can provide suggestions for faults location.     

一种新的故障树定性分析方法

提出基于割序集的分析方法以研究故障树顶事件发生时基本事件的动态行为。利用顺序失效符表示事件的顺序失效关系,并将静态门和动态门转化为顺序失效表达式来描述故障树中各种门的动态行为,利用顺序失效表达式构建故障树的割序集。结合实例阐述故障树割序集生成算法的流程。该算法将失效行为表示为长度小于系统中部件个数的有序部件序列,为研究故障树提供了一种新的定性分析方法。     

Efficient decision tree design for discrete variable pattern recognition problems

An algorithm is developed for the design of an efficient decision tree with application to the pattern recognition problems involving discrete variables. The problem of evaluating an extremely large number of trees in search of a minimum cost decision tree is tackled by defining a criterion to estimate the minimum expected cost of a tree in terms of the weights of its terminal nodes and costs of the measurements, which then is used to establish the search procedure for the efficient decision tree. The concept of prime events is used to obtain the number of modes and the corresponding weights in the design samples. An application of the proposed algorithm is presented for the design of an efficient decision tree for classifying Devanagri numerals.     

The reliability of general vague fault-tree analysis on weapon systems fault diagnosis

An algorithm of vague fault-tree analysis is proposed in this paper to calculate fault interval of system components from integrating expert's knowledge and experience in terms of providing the possibility of failure of bottom events. We also modify Tanaka et al's definition and extend the new usage on vague fault-tree analysis in terms of finding most important basic system component for managerial decision-making. In numerical verification, the fault of automatic gun is presented as a numerical example. For advanced experiment, a fault tree for the reactor protective system is adopted as simulation example and we compare the results with other methods. This paper also develops vague fault tree decision support systems (VFTDSS) to generate fault-tree, fault-tree nodes, then directly compute the vague fault-tree interval, traditional reliability, and vague reliability interval.     

地下矿山巷道运输事故的致因分析

针对地下矿山巷道运输事故的案例,分析了导致事故的基本事件;通过对22个基本事件构成事故破坏模式的调查分析,得出了巷道运输事故的事故树;采用最小割集、最小径集以及结构重要度的意义对发生事故的基本事件进行定性分析,找出了导致运输事故基本事件的影响程度。该文有助于在防范事故发生时抓住主次因素,对矿山企业运输安全管理具有参考意义。     

二元决策图BDD在话务故障分析中的应用①

针对移动网络通话问题日益严重,需要建立一个故障树分析（FTA）模型。利用BDD技术分析各个基本事件的结构重要度、概率重要度和临界值重要度。基本事件的排序对故障树生成的BDD节点个数有直接影响,以及节点的结构重要度和概率重要度都有影响。采用相邻底事件优先排序法,能够尽量减少BDD节点个数和对重要度的影响。利用BDD法比传统FTA法计算的重要度数值更接近,计算效率更高。     

基于线性时间算法的故障树模块扩展分解方法

故障树分析被广泛应用于核工业、航空航天和交通控制等安全攸关领域的安全性分析中。然而,像核电站等大型工业所使用的大型故障树的分析需要耗费大量的计算资源,导致分析效率低下,时间消耗过多。为了解决此问题,对现有的线性时间算法进行改进,提出新的故障树简化规则和模块扩展分解算法。首先提出等效事件的概念,扩展线性时间算法所分解的模块数;在考虑时间复杂度和资源利用率的基础上,提出一套新的简化规则,以合理地去除故障树中的冗余信息。实验证明,提出的分解方法能有效地优化故障树分析,进一步减少大型故障树分析的计算时间和内存消耗。