基于KPCA空间相似度的一类入侵检测方法

为了解决入侵检测系统中异常样本数据不易收集以及异常样本数据分布不均导致传统分类算法出现过适应现象等现实应用问题,提出了一种基于核主成分分析(KPCA)空间相似度的一类入侵检测方法.该方法利用KPCA形成正常样本的非线性特征子空间,其他样本在该空间的投影系数作为相似性的度量.同时,为了有效利用已有的异常训练样本,通过自适应增加免疫因子方法来提高模型的决策性能及增量学习能力.对核函数参数和阈值设定进行了分析,并给出基于粒子群优化算法的决策模型.实验中将该方法同其他多层感知机(MLP),支持向量机(SVM)及自组织映射(SOM)方法进行比较,实验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

异构复杂信息网络下的异常数据检测算法

异构复杂信息网络承载着不同的协议和网络信道,并通过云储存实现资源调度,由此产生的异常数据会给网络信息空间带来安全威胁和存储开销,所以需要进行异常数据准确检测。传统的检测算法采用简化梯度算法进行异常数据检测,不能有效去除多个已知干扰频率成分的异常数据,检测性能不好。提出一种基于自适应陷波级联模型的异常数据检测算法。构建异构复杂信息网络系统模型,采用固有模态分解把异常数据信号解析模型分解为多个窄带信号,设计二阶格型陷波器结构,用多个固定陷波器级联抑制干扰成份,采用匹配投影法寻求优化特征解,找出所有匹配的特征点对,从而实现异常数据检测的改进。仿真实验表明,采用该算法进行异常数据检测时,信号幅值大于干扰噪声数据幅值;该算法提高了检测性能,具有较好的抗干扰性能。     

一种基于重构误差的交通轨迹异常检测方法

传感器技术的飞速发展催生了大量交通轨迹数据,轨迹异常检测在智慧交通、城市规划、道路监控等领域具有重要的应用价值。针对传统基于距离和有监督机器学习异常检测方法提取有效特征困难、容易出现过拟合、异常检测效果差等问题,提出了一种基于轨迹重构误差的无监督异常检测方法。该方法使用基于循环神经网络的自编码器对输入轨迹进行重构,通过最小化重构输出和原始输入之间的差异,使模型学习正常轨迹的运动特征。重构误差大于异常阈值的轨迹被判定为异常轨迹。为了避免人工标注异常,利用数据驱动的交通模拟方法,合成了包含不同异常类型的轨迹数据。基于交通轨迹标注数据的实验结果表明,该方法的异常检测性能在各项指标上显著优于传统基于距离的方法以及机器学习分类算法,验证了该无监督方法的有效性和实用性。     

基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法

针对异常轨迹检测多特征检测和检测单元造成的检测效率低等问题。提出一种基于轨迹信息熵分布的异常轨迹检测方法。该算法根据轨迹偏转角与速度将轨迹分割成若干轨迹段,计算轨迹段间加权多特征距离判断轨迹间相似度,进而完成轨迹聚类并计算出每类代表性轨迹,然后对待检测轨迹进行分割,利用代表性轨迹计算每个轨迹段的信息熵,通过比较轨迹信息熵大小及其分布特点实现异常轨迹检测。大西洋飓风数据仿真实验结果表明该方法提高了聚类效果,克服以整条轨迹检测效率低的缺点,提升了异常轨迹检测算法的有效性。     

iBTC:一种基于独立森林的移动对象轨迹聚类算法

移动对象轨迹聚类在城市规划、公共空间设计、移动对象行为预测等领域具有重要的理论指导意义和实际应用价值。针对传统聚类算法(如k-means,DBSCAN)在移动对象轨迹方面聚类效果不佳的问题,提出一种新的轨迹聚类算法iBTC。该算法首先对轨迹进行分段,根据最小描述长度原理,将轨迹分段问题转换为求无向图的最短路径问题,使用Dijkstra算法求得轨迹的最佳分段;然后将轨迹聚类问题转换为一种特殊的异常检测问题,并基于独立森林的思想,使用细分-合并过程对轨迹数据进行聚类;最后在模拟数据集和监控视频记录的行人轨迹公开数据集上进行实验,结果表明该算法能够取得较好的聚类效果。     

基于冗余分组的轨迹摘要算法

为了对视频监控设备采集到的轨迹数据进行聚类和异常检测,提出了一种新的轨迹摘要算法。使用了Jensen-Shannon Divergence（JSD）度量方法实现了轨迹数据的重采样,使得计算轨迹间相似度的准确性有所提高,并为后续滤波过程提供了必要的等采样点个数的轨迹数据;自适应地确定轨迹相似性的阈值,并采用非局部的思想,将轨迹数据进行冗余分组,同时识别出异常轨迹数据;从信号处理的角度对分组后的轨迹数据进行硬阈值滤波,经过合并得到摘要轨迹;此外,不受轨迹输入顺序的影响,并且提供了可视化的多尺度轨迹摘要结果。与具有噪声的基于密度的聚类（DBSCAN）算法的异常检测效果进行对比,所提算法在准确率（Precision）、召回率（Recall）以及F1指标上均有所提升。     

基于KPCA的多变量时间序列数据异常检测方法研究

介绍了一种采用的KPCA技术获取多变量时间序列数据高维特征空间的主成方向矢量,使用主成方向矢繁内积作为异常的度量,并采用vMF分布表征主成方向矢量分布来进行多变量时间序列数据异常检测的方法;检测过程中使用历史数据训练获取分布模型的参数估计,通过计算实际数据主成方向矢量在训练模型的概率来判断异常的发生;与传统的异常检测方法相比,该方法不依赖先验的专家知识,且能够通过训练学习自动调节模型参数,可用于不同系统的异常检测中;实验表明,该方法具有较高的有效性.     

一种基于聚类的异常检测方法

利用数据挖掘技术对网络中的海量数据进行分析从而发现入侵行为已成为目前异常检测研究的重点.为了进一步提高入侵行为检测的质量,提出了一种改进的异常检测算法.该方法首先将训练数据集转换为标准的单位特征度量空间,然后利用改进算法对数据进行划分,以找到聚类中心.最后对改进算法进行了性能分析与比较,实验结果表明:算法具有良好的稳定...     

改进特征样本方法的KPCA变压器故障检测模型

针对核主元分析（KPCA）监控模型由于建模样本不纯而导致故障检测失效问题,提出基于改进特征样本方法的KPCA故障检测模型并应用于变压器故障检测中。利用特征值变化信息,设计出异常样本剔除算法以避免异常样本被选入特征样本集;采用特征样本方法提取建模样本集,建立KPCA监控模型,采用复合统计量对变压器运行状态进行检测,实验结果验证了改进特征样本算法的有效性,表明提出的方法具有较高的故障敏感性和检测效率。     

联合加权重构轨迹与直方图熵的异常行为检测

为解决多目标打斗、抢劫等异常行为检测精度不高的问题,提出一种联合加权重构轨迹与直方图熵的异常行为检测算法。首先,采用背景相减法结合宽高比提取行人目标;然后将卡尔曼滤波器及HOG特征融入时空上下文算法中,实现短时间内被完全遮挡行人的鲁棒跟踪;最后对跟踪轨迹进行训练,构造正常行为字典并稀疏重构待检测轨迹,通过联合加权最小重构残差和直方图熵,实现对异常行为的有效检测。通过对比实验,表明该算法对于打斗和抢劫等异常行为具有较好的检测效果,在静态背景且无遮挡的情况下,检测率可达92%以上。     

基于R-Tree的高效异常轨迹检测算法

提出了异常轨迹检测算法,通过检测轨迹的局部异常程度来判断两条轨迹是否全局匹配,进而检测异常轨迹.算法要点如下:(1) 为了有效地表示轨迹的局部特征,以k个连续轨迹点作为基本比较单元,提出一种计算两个基本比较单元间不匹配程度的距离函数,并在此基础上定义了局部匹配、全局匹配和异常轨迹的概念;(2) 针对异常轨迹检测算法普遍存在计算代价高的不足,提出了一种基于R-Tree的异常轨迹检测算法,其优势在于利用R-Tree和轨迹间的距离特征矩阵找出所有可能匹配的基本比较单元对,然后再通过计算距离确定其是否局部匹配,从而消除大量不必要的距离计算.实验结果表明,该算法不仅具有很好的效率,而且检测出来的异常轨迹也具有实际意义.     

Trajectory outlier detection approach based on common slices sub-sequence

Trajectory outlier detection is one of the most popular trajectory data mining topics. It helps researchers obtain a lot of valuable information that can be used as important guidance in monitoring and forecasting. Existing methods have difficulty in detecting the outlying trajectories with continuous multi-segment exception. To address the problem, in this paper, we propose a novel trajectory outlier detection algorithm based on common slices sub-sequence (TODCSS). For each trajectory, the direction-code sequence is firstly calculated based on the direction of each trajectory segment. Secondly, the corresponding sequence consisting of trajectory slices is obtained by inflection point segmentation. And then, the common slices sub-sequences between two trajectories are found to measure their distance. Finally, the slice outliers and trajectory outliers are detected based on the new CSS distance calculation. Both the intuitive visualization presentation and the experimental results on real Atlantic hurricane dataset, real-life mobility trajectory dataset of taxis in San Francisco and synthetic labeled dataset show that the proposed TODCSS algorithm effectively detects slice and trajectory outliers, and improves accuracy and stability in trajectory outlier detection.     

一种高效的高维异常数据挖掘算法

针对高维异常数据的挖掘问题,提出一种基于最大间隔准则和最小最大概率机的高维异常数据挖掘算法。利用最大间隔准则算法将高维数据投影到低维特征空间,再利用最小最大概率机进行异常数据的挖掘。实验结果表明,该算法检测准确率较高。     

基于轨迹稀疏聚类的高速公路车辆检测

针对高速公路中车辆的实时检测问题,提出了一种基于轨迹稀疏谱聚类的高速公路车辆检测方法。使用ORB算法检测特征点并利用基于金字塔LK光流算法进行跟踪得出特征点轨迹,将轨迹逆投影至三维世界坐标系,利用轨迹三维信息构建轨迹间的相似矩阵并对其进行稀疏化处理,采用谱聚类方法对特征点轨迹进行初步聚类,对谱聚类结果进行类间合并得出车辆检测结果。实验结果表明,方法花费了更少的时间代价,有效地解决了车辆遮挡问题,车辆实时检测精度提高至93%,具有一定的有效性和价值。     

基于密度聚类的出租车异常轨迹检测

出租车GPS装备的普及使用产生了大量轨迹数据。出租车异常轨迹的检测和分析，可为惩罚具有欺诈行为的出租车司机提供有益支撑。针对出租车稀疏轨迹，基于轨迹相对相似度检测异常轨迹，由于其具有不对称性，类似于DBSCAN的传统密度聚类方法无法适应此种情况，本文提出基于密度RDBSCAN算法用于出租车异常轨迹聚类检测。对于聚类得出的候选异常轨迹，结合轨迹密度异常值和轨迹长度异常值的概念，利用证据理论综合前述2个因素来判别轨迹的异常程度，进而得到异常程度最高的TOP-N异常轨迹。使用旧金山真实的出租车数据，通过提取相同起点和终点（Origin-Destination, OD）的轨迹集进行实验，实验结果表明本文提出的方法能够有效地检测到异常轨迹，并成功给出异常程度最高的TOP-N异常轨迹。     

基于改进密度峰值聚类算法的轨迹行为分析

为了深入挖掘校园无线网络轨迹行为数据信息,采用基于密度的聚类方法对校园内用户的轨迹行为进行特征聚类。由于基于密度的聚类算法通常采用距离作为相似性度量方式,为了有效衔接此类聚类算法,先将用户相似度矩阵通过转换函数转变为距离矩阵。引入离群点检测算法,将离群点检测算法与聚类算法相结合,减少参数的输入个数,增加聚类的聚合程度。改进后的聚类算法可以有效检测出数据轨迹的异常,帮助高校通过对学生上网记录的处理找到浏览信息与大部分同学不一致的人,缩小目标范围,进行有针对性的处理。通过定性分析和实验对比验证,确定两种基于离群点检测的共享最近邻的快速搜索密度峰值聚类适用于校园无线网络行为轨迹相似度矩阵的处理,邓恩指数等聚类内部指标及整体性能优于同类算法。     

基于自适应阈值的船舶轨迹异常点检测算法

定位技术的快速发展催生了轨迹大数据,轨迹数据中总是存在着明显偏离轨迹的异常点。检测出轨迹中的异常点对提高数据质量和后续知识发现精度至关重要。目前轨迹异常点检测算法主要为恒定速度阈值法,没有考虑目标在不同时刻运动状态的变化,仅能检测出速度超出指定阈值的一部分异常点,甚至出现检测错误的情况,算法鲁棒性较差。针对现有问题,本文提出一种基于自适应阈值的轨迹异常点检测算法（Trajectory Outlier Detection Algorithm based on adaptive Threshold, TODAT）。TODAT算法充分考虑了目标在一段时间内的运动信息和观测噪声的影响,采用局部阈值窗和均值滤波窗来计算阈值和速度,同时又引入了经济航速阈值和连续异常点放回机制。基于真实船舶数据的实验结果表明,本文算法可根据轨迹数据得到自适应的阈值,有效检测出全部异常点,大幅度提高轨迹数据的质量。     

基于云计算的多因素电力负荷坏数据自动检测方法

电力负荷坏数据对电网具有严重的破坏性,为了提高对电力负荷坏数据的检测能力,提出基于云计算的多因素电力负荷坏数据自动检测方法。采用云计算模型进行多因素电力负荷坏数据的分布式重组和集成运算,构建多因素电力负荷坏数据的云网格分布模型,在云网格空间中采用主成分特征分析方法进行多因素电力负荷坏数据特征检测,在双极型直流配电网中实现对多因素电力负荷坏数据的共模分量计算,提取电力负荷坏数据的能量谱特征量,根据负荷用电特性、潮流分布及其容量等参数,实现对多因素电力负荷坏数据的特征检测。仿真结果表明,采用该方法进行多因素电力负荷坏数据检测的自动性较好,检测准确率较高。