有一组时序数据,是企业设备的振动能量大小,一般都稳定在一个范围内,如果能量值出现异常趋势,希望能识别出来,请用Python写算法实现,给出至少五个实现的代码

时间: 2023-10-05 14:09:05 浏览: 35
1. 使用统计方法:计算均值和标准差,判断是否超过一定的阈值 ```python import numpy as np def detect_anomaly(data, threshold=3): mean = np.mean(data) std = np.std(data) if np.abs(data[-1] - mean) > threshold * std: return True else: return False ``` 2. 使用滑动窗口:对一段时间内的数据进行平均,判断当前数据是否与平均值相差较大 ```python def detect_anomaly(data, window_size=5, threshold=3): if len(data) < window_size: return False else: window = data[-window_size:] mean = np.mean(window) std = np.std(window) if np.abs(data[-1] - mean) > threshold * std: return True else: return False ``` 3. 使用聚类方法:将数据聚为正常和异常两类,使用新数据判断所属类别 ```python from sklearn.cluster import KMeans def detect_anomaly(data, n_clusters=2): kmeans = KMeans(n_clusters=n_clusters) kmeans.fit(data.reshape(-1, 1)) label = kmeans.predict(data[-1].reshape(-1, 1)) if label == 1: return True else: return False ``` 4. 使用支持向量机(SVM)方法:将数据分为正常和异常两类,使用SVM分类器判断新数据所属类别 ```python from sklearn.svm import SVC def detect_anomaly(data, C=1.0, kernel='rbf'): X = np.arange(len(data)).reshape(-1, 1) y = np.zeros(len(data)) for i in range(len(data)): if data[i] > np.percentile(data, 95): y[i] = 1 clf = SVC(C=C, kernel=kernel) clf.fit(X, y) label = clf.predict(len(data).reshape(-1, 1)) if label == 1: return True else: return False ``` 5. 使用深度学习方法:使用LSTM神经网络进行时序数据预测,判断当前数据是否与预测值相差较大 ```python from keras.models import Sequential from keras.layers import LSTM, Dense def detect_anomaly(data, look_back=1, threshold=3): model = Sequential() model.add(LSTM(4, input_shape=(1, look_back))) model.add(Dense(1)) model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='adam') X, y = [], [] for i in range(len(data)-look_back): X.append(data[i:i+look_back]) y.append(data[i+look_back]) X = np.array(X) y = np.array(y) model.fit(X, y, epochs=100, batch_size=1, verbose=0) predict = model.predict(np.array(data[-look_back:]).reshape(1, 1, look_back))[0][0] if np.abs(data[-1] - predict) > threshold: return True else: return False ```

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