Research on Intrusion Detection Algorithm Based on Multi-Class SVM in Wireless Sensor Networks

A multi-class method is proposed based on Error Correcting Output Codes algorithm in order to get better performance of attack recognition in Wireless Sensor Networks. Aiming to enhance the accuracy of attack detection, the multi-class method is constructed with Hadamard matrix and two-class Support Vector Machines. In order to minimize the complexity of the algorithm, sparse coding method is applied in this paper. The comprehensive experimental results show that this modified multi-class method has better attack detection rate compared with other three coding algorithms, and its time efficiency is higher than Hadamard coding algorithm.

基于全矢CEEMDAN能量矩和AMHSSA-SVM的滚动轴承故障诊断

为充分利用滚动轴承的故障特征信息,提高故障诊断的准确性和可靠性,文中提出了一种基于全矢自适应噪声完全集成经验模态分解(Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)能量矩和自适应多种群混合麻雀搜索算法(Adaptive Multi-population Hybrid Sparrow Search Algorithm,AMHSSA)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断方法。首先,采用全矢谱技术融合同源双通道信号;其次,采用CEEMDAN算法处理融合信号,选择相关系数较大的前5阶IMF分量,并计算其能量矩作为支持向量机模型的特征输入;最后,提出AMHSSA算法并优化支持向量机模型的参数,建立AMHSSA-SVM故障诊断模型。对该模型进行测试,结果表明:此模型有效提高了识别准确性,与类似模型对比,进一步证明了其在分类精度和优化时间方面的优越性。

基于改进CNN-SVM的光伏组件红外图像故障诊断方法

为识别光伏组件故障类型,提高光伏系统发电效率,提出了一种基于改进CNN-SVM模型的光伏组件红外图像故障诊断方法。首先以光伏组件红外图像为输入样本构建改进CNN模型,采用全局平均池化层代替传统CNN模型的全连接层,在进行图像特征提取的同时降低模型参数量;利用数据增强和批归一化技术提高模型泛化能力,降低模型过拟合。其次采用非线性支持向量机SVM代替传统CNN模型中的Softmax分类器,以提高光伏组件红外图像故障识别准确率。最后采用Infrared Solar Modules数据集对所提模型进行了实例验证。结果表明:与传统CNN模型相比,改进CNN-SVM模型故障诊断准确率高,对各故障类型的识别能力强。

基于SVM的富水岩溶区双线盾构隧道下穿既有线临界安全距离研究

双线盾构隧道在极复杂的岩溶地质中下穿既有线施工时,会对地层造成较大扰动,从而增加既有地表沉降过大或坍塌的风险,严重威胁既有线的运营安全。同时,隧道穿越富水岩溶区域时,需要保持一定距离以避免与溶洞相交,确保双线盾构隧道围岩的稳定性。利用FlAC^(3D)软件建立不同工况组合下双线盾构隧道与左侧溶洞的临界安全距离数值模型,分析不同地下水位对既有线沉降和围岩塑性区范围的影响,并采用正交试验和多元线性回归方法建立双线盾构隧道在不同围岩等级、地下水埋深、开挖隧道埋深和溶洞孔径组合下与溶洞的临界安全距离计算公式。此外,还基于SVM模型对正交试验结果进行机器学习,得到可以预测岩溶地区双线盾构隧道临界安全距离的智能预测系统,实现双线盾构隧道下穿既有线临界安全距离的非线性智能预测。结果表明:当地下水位位于既有线以上时,其水位越高,既有线的沉降量越大、围岩塑性区范围越大,地下水对盾构隧道与溶洞的临界安全距离有很大影响,应用SVM模型和多元线性回归方法确定双线盾构隧道与溶洞之间的临界安全距离是行之有效的。

基于RS-PCA-SVM的建筑项目安全预测模型

为了减少建筑项目安全事故的发生,文章提出一种基于RS-PCA-SVM建筑项目安全组合预测模型,采用粗糙集理论(rough set,RS)对数据进行属性约简,剔除交叉和冗余信息,降低输入变量维数和计算复杂度,减少训练时间;利用主成分分析(principal component analysis,PCA)法进行降维处理,除去贡献率较低的主成分,将剩余主成分作为支持向量机(support vector machine,SVM)的输入变量,并选择自适应权重粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化SVM的参数,避免参数选择的盲目性。结果表明:该模型的平均预测准确率为93.78%,相比传统方法预测精度高、计算速度快。

基于SVM的干线输气管道泄漏压降速率信号识别

为解决压缩机抽吸或截断阀截断形成的压降信号导致截断阀发生误关断,以及小孔泄漏因管道压降不显著导致截断阀不动作的问题,以某输气干线为对象建立仿真模型,获取压缩机抽吸、截断阀紧急截断及管道泄漏3类不同工况下的300组压降信号,根据对点检测法计算出压降信号的压降速率值;以奇异值分解(SVD)法和极差归一化方法提取压降速率信号特征,采用支持向量机(SVM)法识别不同压降速率特征值信号,获取所对应的工况类型;针对SVM模型中的核函数参数与惩罚因子设置不合理,影响算法识别准确性的问题,采用教与学优化算法(TLBO)优化核函数参数与惩罚因子,建立干线输气管道泄漏信号智能识别的TLBO-SVM模型;应用该模型,分类识别该管道在3类工况下的300组模拟压降速率信号。结果表明:该模型对3类不同工况下压降速率信号的识别准确率为92.22%;对泄漏口径为50~125 mm,压降速率范围为0.01~0.07 MPa/min的小孔泄漏,识别准确率为96.67%。针对某干线管道的实际泄漏压降速率信号,TLBO-SVM识别到的准确率为100%。

结合SVM与XGBoost的链式多路径覆盖测试用例生成

机器学习方法可很好地与软件测试相结合,增强测试效果,但少有学者将其运用于测试数据生成方面.为进一步提高测试数据生成效率,提出一种结合SVM(support vector machine)和XGBoost(extreme gradient boosting)的链式模型,并基于此模型借助遗传算法实现多路径测试数据生成.首先,利用一定样本训练若干个用于预测路径节点状态的子模型(SVM和XGBoost),通过子模型的预测精度值筛选最优子模型,并根据路径节点顺序将其依次链接,形成一个链式模型C-SVMXGBoost(chained SVM and XGBoost).在利用遗传算法生成测试用例时,使用训练好的链式模型代替插桩法获取测试数据覆盖路径(预测路径),寻找预测路径与目标路径相似的路径集,对存在相似路径集的预测路径进行插桩验证,获取精确路径,计算适应度值.在交叉变异过程中引入样本集中路径层级深度较大的优秀测试用例进行重用,生成覆盖目标路径的测试数据.最后,保留进化生成中产生的适应度较高的个体,更新链式模型C-SVMXGBoost,进一步提高测试效率.实验表明,C-SVMXGBoost较其他各对比链式模型更适合解决路径预测问题,可提高测试效率.并且通过与已有经典方法相比,所提方法在覆盖率上提高可达15%,平均进化代数也有所降低,在较大规模程序上其降低百分比可达65%.

基于GAT与SVM的区块链异常交易检测

公有链因为透明公开而面临着众多恶意交易和非法加密活动的问题,这造成了区块链出现异常交易,对用户的资产和信息安全造成严重损害。针对区块链异常交易问题,提出一种关注区块链事务图局部结构邻节点特征与联系,基于图注意神经网络(graph attention network, GAT)与支持向量机(support vector machine, SVM)相融合的区块链异常交易检测方法——GAS(graph attention network and support vector machine)。采用随机森林对节点交易数据特征进行重要性评估,并选取降序排列后前140个重要特征,再结合邻节点特征,利用GAT对当前节点进行特征更新,更新后的特征作为SVM的输入,从而实现异常检测。实验结果表明,相比非融合方法,GAS检测结果性能更优,准确率可达98.11%,精度可达94.01%以及召回率可达85.48%。

基于SVM算法的虚假航迹识别

针对云雨杂波和主被动干扰导致多雷达传感器产生虚假目标航迹的问题,利用支持向量机(SVM)算法的自主学习能力,通过构建基于数据驱动的判别模型进行虚假航迹识别。针对航迹起始得到的目标潜在航迹,利用人工智能数据驱动、自学习的特点,设计了SVM算法。通过对已标记真假的目标航迹样本进行离线学习,形成虚假航迹识别的SVM分类器,实现了基于数据驱动的判别模型代替先验知识规则约束的固定模型,并在工程应用中,利用SVM分类器在线识别虚假航迹,完成实时剔除。通过实测雷达数据实验验证,该算法的目标虚假航迹准确率高达95%以上,完全满足实际的工程应用需求。相比基于阈值或规则进行硬性判断的传统虚假航迹识别方法,所提出的算法不仅提高了准确率,还具有较高的实时性,能够适应复杂多变的杂波环境,在实际应用中具有更强的适应性和实用性。因此,提出的基于SVM算法的虚假航迹识别方法对于密集杂波场景下的虚假航迹剔除问题具有显著的实际应用价值。

基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究

针对液压机械驱动齿轮组故障诊断结果精准度不佳、可靠性差等问题,本文提出基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究。采集了液压机械驱动齿轮组振动信号,构建液压机械驱动齿轮组故障信号分离模型;运用低秩算法分离液压机械驱动齿轮箱振源信号,设计齿轮组故障信号约束条件,完成液压机械驱动齿轮组分类;根据分类结果,采用SDAE模型提取液压机械驱动齿轮组故障特征,并将提取结果输入到支持向量机内训练,其最终输出结果就是最佳诊断结果,实现基于SVM的液压机械驱动齿轮组故障诊断研究。实验结果表明,通过对该方法开展故障检测及故障诊断测试,本文方法下分类错误率不超过3.5%,验证了该方法的可行性高。

基于RF-SFLA-SVM的装配式建筑高空作业工人不安全行为预警

为有效预警装配式建筑高空作业工人不安全行为的发生趋势或状态,增强对装配式建筑工人不安全行为(PBWUBs)的管控,采用随机森林(RF)-混合蛙跳算法(SFLA)-支持向量机(SVM)模型,开展工人不安全行为预警研究。首先,采用SHEL模型分析处于高空作业危险中的PBWUBs的影响因素,并通过RF确定关键预警指标;然后,采用SFLA对SVM的参数进行寻优改进;最后,利用RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,提出应对措施,并与其他预警模型对比。研究结果表明:基于RF-SFLA-SVM预警高空作业PBWUBs,准确率最高,为91.67%,与其他模型的预警性能相比,最高提升14%。研究结果可为高空作业PBWUBs的防控提供参考。

基于SVM的电动自行车骑行者事故伤害程度影响因素分析

为研究电动自行车交通事故中影响电动自行车骑行者伤害程度的因素,利用一县级市2018—2021年涉电动自行车与机动车发生交通事故数据,选取22类与交通事故相关的因素,运用随机森林算法对22类变量进行筛选,采用SVM算法进行分类预测。结果表明:电动自行车交通事故致电动自行车骑行者死亡或重伤的重要因素依次为交通方式、驾龄、道路类型、头盔使用情况、违法行为、事故地点、路口路段类型、道路隔离、性别、交通控制方式。

基于PSO-SVM的Φ-OTDR系统模式识别研究

针对相位敏感光时域反射仪(phase sensitive optical time domain reflectometer,Φ-OTDR)系统中误报率高的问题,提出一种多域特征提取与粒子群算法优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM)相结合的模式识别算法。首先,对原始信号进行差分处理后提取时域特征,并利用小波包分解方法,通过验证不同分解层数下的事件分类准确率,设定最优分解层数为6层,提取差分信号的能量特征。然后以SVM分类器为基础,利用PSO算法优化SVM分类器参数,提高光纤振动信号识别准确率。最后利用Φ-OTDR事件数据集进行验证,实验结果表明,该模式识别算法达到了95.6%的振动事件分类准确率。

基于SVM算法的汽车空调设备制冷剂泄漏故障预测方法

信息技术的发展为人们的日常生产、生活提供了极为便利的条件,也为各行各业的技术体系升级和转型奠定了良好基础,本文则是以提升汽车空调设备制冷剂泄漏检测质量和时效性为目的,围绕着SVM算法进行分析,明确了目前数据挖掘在制冷剂泄漏故障诊断领域的研究现状,综合SVM算法的具体原理和应用细节,从数据预处理、故障预测模型设计以及预测实验的角度进行分析。结果表明,SVM算法对于汽车空调设备制冷剂泄漏故障预测有着较强的时效性,故障检测的时间更短,预测效果更强,有助于提升空调设备系统的运维安全性和有效性。

基于EMD与优化SVM的永磁同步电机失磁故障诊断研究

针对永磁同步电机(PMSM)永磁体失磁故障初期难以及时发现的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)的故障诊断方法。采集PMSM的电流信号,通过EMD提取PMSM电流信号特征值,组合成数据集样本,构建出贝叶斯优化后的支持向量机(SVM)训练模型。将数据集输入优化SVM模型进行故障诊断,实验结果表明,使用贝叶斯优化后的SVM模型比传统SVM模型能够更加准确地实现PMSM失磁故障诊断。

基于GADF与2D CNN-改进SVM的道岔故障诊断方法研究

针对道岔故障特征不易提取以及道岔故障诊断准确率较低的问题,提出一种格拉姆角差场(Gramian Angular Difference Fields, GADF)与二维卷积神经网络(Two Dimensional Convolutional Neural Network, 2D CNN)-改进支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的道岔故障诊断组合方法。首先,结合现场实际应用情况,选取道岔设备正常转换与典型故障的转辙机功率曲线,建立转辙机功率曲线样本数据库;采用GADF编码将一维转辙机功率曲线信号转换为具有时间相关性的二维特征图,分别选择16×16、32×32以及64×64大小的特征图并提取图像数据。其次,在LeNet-5模型的基础上设计2D CNN网络结构,并将图像数据输入至基于2D CNN的道岔故障特征提取模型中,经多层的卷积层、池化层以及全连接层提取特征指标,建立道岔故障诊断样本数据库。最后,通过北方苍鹰优化(Northern Goshawk Optimization, NGO)算法优化SVM算法的惩罚因子与核函数方差,构建基于NGO-SVM的道岔故障诊断模型。实验结果分析表明,将转辙机功率曲线数据经GADF编码为64×64大小的特征图,并通过2D CNN模型提取道岔典型特征数据,较其他数据处理方法具有较高的故障诊断准确率,同时提高了故障诊断实时性;将建立的道岔故障诊断样本数据库输入至NGO-SVM道岔故障诊断模型,其故障诊断准确率高达97.5%,较其他故障诊断模型具有更好的故障诊断性能,为道岔故障诊断提供了一种新方法,对现场道岔设备的日常维修具有一定的指导意义。

基于改进鲸鱼算法优化SVM的软件缺陷检测方法

为解决传统支持向量机在软件缺陷检测中存在分类精度低、参数选择困难等问题,文章提出一种基于改进鲸鱼算法优化SVM的软件缺陷检测方法LFWOA-SVM。首先针对鲸鱼算法在求解过程中存在收敛速度慢、寻优效率低和局部最优解问题,基于Levy飞行策略优化鲸鱼觅食阶段,最大限度地实现搜索代理多样化,并利用混合变异扰动算子提高WOA的全局寻优能力;然后采用改进的鲸鱼算法LFWOA对SVM的惩罚因子和核函数参数进行优化,在获得最优参数的同时可有效检测软件缺陷。仿真实验表明,在6个基准测试函数中,LFWOA展现出更高的寻优速度和全局搜索能力;在8个公开软件缺陷数据集上进行测试显示,LFWOA-SVM方法能够有效提高分类性能和预测精度。

基于SVM的海洋内波图像预选方法

针对海量海洋卫星SAR数据处理和海洋内波应用急需,研究SAR海洋图像内波预选方法。根据SAR图像内波明暗条纹的周期性、延展性、独立性等特点,提取内波特征向量,通过支持向量机对这些特征向量进行训练,根据训练集开展SAR海洋图像自动内波预选。通过对典型含内波SAR图像的测试可知,本文提出的SVM与内波多特征结合的方法可有效预选含内波的海洋SAR图像区域,预选结果与人工目视结果高度一致,可极大减轻人工处理工作量,为后续内波深入处理和应用奠定基础。

无量纲与SVM的石化机组旋转机械故障诊断方法

针对石化机组旋转机械故障信息存在非线性、重叠性等特点,提出一种无量纲与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的石化机组旋转机械故障诊断方法。首先对采集的振动信号进行分析并将其无量纲化;接着通过特征选择选取高价值与敏感性强的无量纲特征,降低分类模型复杂度并提高算法速度;最后通过选取合适的SVM分类模型进行分类诊断。结合具有无量纲特征的故障敏感性与SVM的非线性分类性进行诊断分类,并通过石化机组故障诊断实验平台进行验证,表明该方法相比于其他经典分类方法分类效果更好,分类正确率为99.1%,证明了方法的有效性。

基于优化SVM模型的立铣刀在机崩刃监测技术研究

随着加工精度要求不断提高,切削过程中,对刀具在机磨损或崩刃状态进行在机实时监测的需求日益增加。本文以声发射和主轴功率为监测信号,通过提取时域、频域和时频域的有效特征,构建了基于融合信号的平底立铣刀在机崩刃SVM监测模型;采用网格搜索、粒子群和遗传算法优化SVM模型参数,并在实际切削环境中,将平底立铣刀的崩刃监测效果进行对比。结果表明:基于遗传算法优化的SVM模型对铣刀崩刃状态监测效果最佳。