面向时间序列事件的动态矩阵聚类方法
2021-03-11马瑞强宋宝燕丁琳琳王俊陆
马瑞强,宋宝燕,丁琳琳,王俊陆
辽宁大学 信息学院,沈阳110036
近年来,随着信息化技术的快速发展,金融、生物、气象、医学等各个领域产生了大量的时间序列数据[1],挖掘数据中的潜在价值对决策者具有重大的指导作用。聚类[2-4]作为一种无监督学习[5-6]方法,由于其事先无需对任一样本打类别标记,在分析数据的内在关系及蕴含的信息、知识等方面发挥着至关重要的作用。时间序列数据本身具有伪事件、持续性及漂移性等复杂结构特征,现有方法多直接对数据集中结构复杂的持续事件聚类,未将聚类对象进行转化,聚类结果准确性低且效率差,因此如何设计一种精准高效的时间序列事件聚类[7]方法,一直是流式数据挖掘[8-9]领域研究的难点。
针对这些问题,本文提出一种面向时间序列事件的动态矩阵聚类方法RDMC(RDS dynamic matrixbased clustering),通过精准、高效地构建RDS(representative and diversifying sequences)与数据集的距离矩阵,将对原始数据集的聚类转化为对动态化矩阵的聚类,实现时间序列事件的有效划分。本文的主要贡献如下:
(1)基于事件r近邻密度和反向近邻数构建事件近邻评价体系,依据评价值优劣衡量事件的代表性;
(2)在此基础上,提出事件近邻评分的后向差分计算策略,依据差分结果确定评分边界,通过近邻评分与边界值的大小关系构建RDS 候选集,提高RDS选取效率;
(3)综合RDS的双重约束条件,提出基于组合优化法最优解集筛选策略,实现RDS的高效查找;
(4)针对时序事件聚类准确率低的问题,提出基于K-means 的矩阵聚类方法,对RDS 与数据集的动态化距离矩阵聚类,最终得到事件的类别标签。……