基于K-means算法的建筑群震害分析模型缩减方法

基于建筑群模型和弹塑性时程分析的精细化城市震害模拟技术能够为防震减灾及应急救援决策提供必要的依据和参考。为了减小城市建筑群震害模拟的计算量和计算时间,本文提出一种基于聚类算法的建筑群模型缩减方法。该方法采用K-means聚类算法,首先基于建筑结构属性向量对建筑群进行聚类,将相似的建筑结构聚为一组;然后从每组选取一个代表建筑组成建筑群缩减模型,通过减少需要分析的建筑结构数量来减少建筑群震害模拟的计算量。本文对传统的K-means算法进行改进,通过设定组内建筑结构的差异上限自动调整聚类分组数量;提出将具体地震动作用下结构地震损伤指数作为结构属性向量进行聚类,并通过算例对比分别采用两种缩减模型,即基于损伤指数聚类的缩减模型与基于结构力学模型参数聚类的缩减模型,计算结构损伤状态准确程度。对比结果表明:在聚类分组数量相同的情况下,基于损伤指数的分组明显优于基于模型参数的分组,采用模型缩减方法能够在保证足够计算精度前提下显著减少建筑群震害模拟计算量和计算时间。

基于特征分箱和K-Means算法的用户行为分析方法

针对网购用户所产生的购物行为进行分析,首先通过数据处理构建客户关系管理模型(RFM模型),在此模型的基础上采用特征分箱法和K-Means聚类两种方法对用户进行细分,并对2种模型结果进行比较分析,讨论二者的差异性和具体的应用范围和意义.其中,基于特征分箱法的RFM模型将变量转化到相似的尺度上并将变量离散化,使得用户分类标签更加清晰,也可依据各类标签分类出不同类型的用户.K-Means算法通过轮廓系数评估聚类算法质量以至于选取最优K值.本文实验分析结果可为运营商提供更加可靠直观的数据,使得运营商可以根据不同用户的不同行为进行市场细分,进而进行精准营销和服务设置.

基于改进K-Means算法的电动汽车充电负荷特性分析

电动汽车充电行为具有较大的随机性,一定程度上影响电网的稳定运行和规划。为更准确地分析电动汽车充电负荷的特性,提出一种基于改进K-Means算法的聚类分析方法。针对K-Means算法在初始聚类中心选取上的随机性和不稳定性,首先利用Mini Batch K-Means算法的随机抽样能力优化初始聚类中心的选择,随后结合K-Means算法进行迭代优化,有效解决K-Means算法聚类结果不稳定的问题。以云南某城市充电桩负荷数据进行算例分析,结果表明,所提算法相比传统方法相比能更加准确地对多个不同负荷特性的用户进行分类,从而更有效地指导有序用电管理策略的制定。

基于BBO优化K-means算法的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限、网络生存期短的问题,提出一种基于生物地理学算法优化K-means的无线传感器网络分簇路由算法BBOK-GA。成簇阶段,通过生物地理学优化算法改进K-means算法,避免求解时陷入局部最优。根据能量因子和距离因子设计了新的适应度函数选举最优簇首,完成分簇任务。数据传输阶段,则利用遗传算法为簇首节点搜寻到基站的最佳数据传输路径。仿真结果表明,相较于LEACH、LEACH-C、K-GA等算法,BBOK-GA降低了网络能耗,提高了网络吞吐量,延长了网络生存周期。

基于改进K-means算法的大跨屋盖结构表面风荷载分区研究

针对K-means算法进行大跨屋盖结构表面风荷载分区中存在的分类数k值需凭经验事先给定以及所有初始聚类中心均需随机选取带来的分类情况数过多、从中寻找最优分类结果工作量大且效率低的问题,提出基于改进K-means算法的大跨屋盖结构表面风荷载分区方法。首先,建立分类数k与其相应测点风荷载的误差平方和(Sum of the Squared Errors:SSE)关系曲线,引入手肘法基本思想,实现最优分类数kst值的精准识别;其次,在首个初始聚类中心随机选取基础上,引入轮盘法基本思想,完成对剩余初始聚类中心的高效选取;然后,根据类内紧凑、类间分散的原则,通过类内紧凑性判定指标S(k)和类间分散性判定指标D(k),构造并借助SD(k)值有效性检验,得到最优的风荷载分区结果;最后,以北京奥林匹克网球中心大跨悬挑屋盖结构为例,针对风洞试验所得风荷载测试结果,采用所提方法对其表面最不利风压系数进行分区计算,并与传统K-means算法进行对比,结果表明,所提方法能够高效实现大跨屋盖结构表面风压分区计算,具有较好的工程应用价值。

基于参数化角编码的量子K-means算法

结合K-means算法和角编码技术,提出了一种无需量子随机存储(QRAM)的量子K-means算法。该算法利用量子操作的并行性,仅需对数数量的时间复杂度就能完成数据的加载;并且通过对输入数据进行参数预处理操作,确定数据分量的参数阈值,解决了样本不同特征尺度差异的问题。该算法由编码数据、相似度度量、量子最小值搜索和质心迭代更新四个主要步骤组成,细致描述了这些步骤所涉及的算子和线路构建,并对关键线路进行了仿真模拟。实验结果和经典预测结果一致,验证了所提量子K-means算法的可靠性。此外,理论分析表明所提出算法相比于经典算法在运行时间上有平方级加速。

基于K-means算法的产品优劣预测方法研究

提出一种基于K-means算法的产品优劣预测方法。该方法包括生产参数的采集和处理、环境信息的采集、数据聚类计算和优质品与劣质品群体的确定。通过该方法,可以有效减少人力消耗,提升产品质量。实验结果表明,该方法能够为生产管理人员提供改良劣质品的参考和方向,有效提高产品质量。该方法的创新之处在于,首先提出了基于K-means算法的产品优劣预测方法,然后通过数据聚类计算确定优质品与劣质品群体,最后优化生产加工过程中参数的设定,从而提升产品质量。这项研究对于生产管理人员优化产品质量具有重要意义。

基于随机森林算法和K-means算法的网络攻击识别方法

5G网络与核电的深度融合能够提升核电厂生产安全管控水平,减少人为事故,促进核电行业安全和经济发展。但由于网络的接入,为核电安全生产带来了一定的安全风险,恶意攻击者会通过向核电5G网络发起攻击进而破坏核电生产。为了解决核电5G网络场景下面临的网络异常和恶意攻击的问题,提出了一种在核电5G网络场景下基于随机森林算法和K-means算法的实时网络异常检测和网络攻击识别方法,对于提高核电网络安全具有重要的意义。

基于混沌理论与蜉蝣优化K-means算法的变压器绕组松动故障特征分析方法

为了更加准确有效地对变压器绕组状态进行分析,提出了一种基于混沌理论与蜉蝣优化K-means算法的变压器绕组松动故障特征分析方法。首先,运用C-C法重构变压器振动信号的相空间,分析变压器振动信号的混沌特性,得到关联维数、Kolmogorov熵作为混沌特征。然后,将蜉蝣优化算法引入K-means聚类分析中,对高维相空间轨迹的簇中心选取进行优化,得到相轨迹的簇中心矩之和、矢径偏移,并作为几何特征。实验结果表明:变压器振动信号的最大Lyapunov指数均大于0,适用于混沌特性分析;由变压器振动信号计算出的混沌特征能够表征变压器绕组的松紧程度;同时,经蜉蝣优化的K-means算法得到的簇中心能够作为特征点提取整个相空间轨迹的几何特征,也能够区分绕组的松动故障;将两种特征结合能够实现变压器绕组状态的准确监测,从而为变压器绕组在线检修提供了一种理论依据。

K-means算法在高速公路ETC数据分析中的应用

为了更高效地利用高速公路ETC数据集并提升数据处理速度,深入分析ETC用户的主要特征和高速公路存在的潜在问题。以我国某省份某高速公路出入口2023年6月的ETC通行数据为例,通过Python编程语言对数据进行清洗,采用环形特征编码处理时间数据,并运用K-means聚类算法对数据进行处理。重点关注入口时间、出口时间、本省通行里程等指标,对用户的收费里程、速度以及行驶时间3个核心特征进行分析,借助聚类中心点和雷达图进行可视化展示。分析结果显示,傍晚时段的通行效率较低,晚间疲劳驾驶和午夜超速问题较为突出。根据通行里程分析,白天主要以短程和中程用户为主,长程用户倾向于在上午进入高速公路,同时,该高速公路存在大量的通勤车辆。在速度分析方面,低速组多为短途车辆。K-means聚类算法的应用使得数据处理过程快速且可靠,结合更多的ETC数据,可以进一步深入了解高速公路通行的主要群体和状况。研究成果可为制定差异化收费政策提供有力依据。例如,通过聚类分析进入高速公路的时间,确定高峰时段和低谷时段,适时提高高峰时段的费用,降低低谷时段的费用,从而提高通行效率、平衡路网流量。这具有重要的现实意义。

基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷分析方法

为了更加有效地对变压器铁心状态进行分析,提出一种基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷特征分析方法。首先,运用C-C法求解重构相空间的嵌入维数与延迟时间,重构变压器振动信号的相空间。其次,计算变压器振动信号的最大Lyapunov指数来判断系统是否具有混沌特性,选取关联维数、Kolmogorov熵作为一组混沌特征以识别铁心的松动程度。再次,将麻雀搜索算法引入K-means聚类算法优化初始中心簇的选取并使用簇中心与簇类点的位移平均值作为描述变压器铁心松动状态的定量特征。最后,将两组特征结合起来形成变压器铁心松动故障的诊断指标,为变压器铁心的松动故障诊断提供理论依据,并投入分类器进行故障诊断,验证两组特征结合的优越性。

基于改进K-means算法的电力营销档案信息管理系统

为满足档案管理用户需求,实现不同营销档案管理信息分类,提出改进K-means算法的电力营销档案信息管理系统。设计电能信息收编、客户缴费管理、营销报表管理及系统开发等子系统功能;利用改进的K-means方法定义系统算法,引入权重概念,将元素分配到和中心点距离最近的簇中,实现档案分类统计。仿真实验证明,该系统可实现不同营销档案的准确分类,减少响应延时,提高系统吞吐量,满足电力营销档案管理用户需求。

基于改进K-means算法的物流配送中心选址研究

针对传统K-means算法需要主观设定K值及无法处理类别型数据问题,文章运用肘部法及轮廓系数法确定合理K值,对类别型数据采取独热编码(One-Hot Encoding)转换为可以处理的连续型数据,并将其运用到在物流配送中心选址中;并综合考虑多种类别的影响因素,构建了相应的影响因素指标体系,提出的模型能够识别输入数据的数值型及类别型数据,实现样本的有效聚类。相关的案例分析结果表明,相比传统K-means聚类,文章的改进K-means算法选址结果可使物流总成本降低8.76%,运营成本降低14.85%,固定成本降低8.09%,效果显著。

基于改进K-means算法的图像分割

图像分割在图像分析的整个流程中占据关键地位,是图像理解中的重要步骤,同时,它也被看作是图像处理领域最有挑战性的难题之一。因此该研究提出一个基于改进K-means算法的图像分割方法。对图片进行等切选取初始簇心,设定阈值合并多余的簇,给定平均直径优化簇心数量及分类效果。通过实验,验证了该方法的有效性。

基于改进K-means算法的分布式小水利发电集群划分方法

随着大规模分布式电源的接入,将复杂的分布式发电集群划分为通信维度较低、控制方式较简单的区域,是实现分布式发电集群灵活并网和优化调度的重要方式。文章提出一种基于改进K-means算法的分布式小水利发电集群划分方法,旨在利用改进K-means算法更有效地处理大规模数据集,自动识别最佳的集群划分,从而减少主观干预,通过更精确的划分,可以最大限度地提高小水利发电利用效率。

基于改进k-means算法的电力负荷数据聚类方法

针对现有数据聚类方法难以对电力系统负荷数据进行有效聚类的问题,该文结合改进k-means算法,完成电力负荷数据聚类方法设计。该研究基于电力负荷数据中心点生成过程,构建中心点间距与类簇距离判定函数,筛选电力负荷数据聚类中心。确定聚类中心后,采用数据分离方法完成正常负荷数据和异常负荷数据的分离,在分离过程中应保证数据连续,以避免潜在有用数据丢失。利用改进的k-means算法分析电力负荷数据,计算不同种类数据间的欧氏距离。设定指针矩阵,融合不同类中心点,对原始数据区间规范化操作,获取不同簇的负荷数据聚类通道传输功率谱密度。将数据依次分配到不同簇上,实现电力负荷数据聚类。由实验结果可知,该方法站点1数据聚类范围为0.3~0.48 pu,站点2数据聚类范围为0.34~0.47 pu,优于对比方法,与理想聚类范围最贴近,具有良好的聚类效果。

基于k-means算法的通信安全防御系统设计与实现

通信网络正面临日益严峻的安全威胁,传统的防御方法难以有效应对。本文提出了一种基于k-means算法的通信安全防御系统,通过智能化的数据分析和自适应的策略生成,实现了对各类网络异常行为的精准检测和主动防御。该系统综合利用增量学习、核函数映射、强化学习等智能算法,大幅提升了系统性能。同时,系统充分融合软件定义网络、网络功能虚拟化等新兴技术,实现了安全策略的自动化部署与执行。实验结果表明,该系统能够高效检测分布式拒绝服务(DDoS)攻击、应对僵尸网络等多种威胁,为保障通信网络安全提供了新的解决方案。

K-means算法在学生能力评估中的应用

针对教育领域中学生能力评估的难题,即传统方法难以全面、客观地反映学生综合能力的现状,引入K-means算法作为核心方法,通过数据挖掘手段实现了对学生能力进行多维度、精细化的分类评估.首先,详细探讨了K-means算法在学生能力评估中的具体应用;然后,通过科学的数据处理流程,揭示了学生能力的内在结构和特点.本文方法不仅有助于识别学生的优势与短板,还为教育政策的制定及教学策略的调整提供了有力支持,促进了教育教学的个性化和精准化.

基于改进K-means算法的通勤交通小区识别

通勤是具有周期性和稳定性的城市居民出行行为,是城市发展规划和公共交通管理的重要研究内容。出租车GPS(Global Position System,全球定位系统)轨迹数据在一定程度上反映了城市交通状况和市民出行模式。针对出租车区域性通勤模式识别问题,本文提出一种基于改进K-means算法的通勤交通小区识别方法。该方法主要包括3个步骤:划分交通小区、生成交通小区之间的流量转移矩阵和识别通勤交通小区对。参考现有的交通小区划分方法,本文提出一种基于细粒度单元的自下而上的交通小区划分方法。在通勤交通小区对识别模型中,以高峰时段的流量及其离散系数作为输入特征,基于改进K-means算法识别通勤交通小区对。最后,基于重庆市出租车GPS数据集进行实验验证,结果表明该方法效果显著。

基于K-Means算法的通信网络安全态势辨识方法

常规的通信网络安全态势辨识方法主要使用Net-Flow结合灰度共生矩阵提取网络安全态势分布特征,易受流量数据属性变化影响,导致通信网络漏洞辨识性能低下,因此,提出了一种基于K-Means算法的通信网络安全态势辨识方法。即提取了通信网络安全态势辨识特征,利用K-Means算法构建了网络安全态势辨识架构,从而完成了通信网络安全态势辨识。实验结果表明,设计的通信网络安全态势K-Means算法辨识方法辨识的准确率(ACC)、精度(PRE)、召回率(REC)、F1(F1-score)值均较高,证明设计的通信网络安全态势感知辨识方法的辨识效果较好,具有准确性,有一定的应用价值,为提高通信网络的运行安全性作出了一定的贡献。