不平衡数据下基于SVM增量学习的指挥信息系统状态监控方法

• Published in: 系统工程与电子技术 Vol. 46; no. 3; pp. 992 - 1003
• Main Authors: 焦志强, 易侃, 张杰勇, 姚佩阳
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国人民解放军95910部队,甘肃酒泉 735018%信息系统工程重点实验室,江苏南京 210007%空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077 01.03.2024; 空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077
• Subjects: 指挥信息系统; 系统监控; 支持向量机; imbalanced data; 不平衡数据; incremental learning; command control communication and computer intelligence surveillance and reconnaissance(C4ISR); support vector machine(SVM); system monitoring; 增量学习
• ISSN: 1001-506X
• DOI: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.03.25

TP315; 针对指挥信息系统历史状态样本有限的特点,基于支持向量机(support vector machines,SVM)设计了一种面向不平衡数据的SVM增量学习方法.针对系统正常/异常状态样本不平衡的情况,首先利用支持向量生成一部分新样本,然后通过分带的思想逐带产生分布更加均匀的新样本以调节原样本集的不平衡比.针对系统监控实时性要求高且在运行过程中会有新样本不断加入的特点,采用增量学习的方式对分类模型进行持续更新,在放松KKT(Karush-Kuhn-Tucker)更新触发条件的基础上,通过定义样本重要度并引入保留率和遗忘率的方式减少了增量学习过程中所需训练的样本数量.为了验证算法的有效性和优越性,实验部分在真实系统中获得的数据集以及UCI数据集中3类6组不平衡数据集中与现有的算法进行了对比.结果表明,所提算法能够有效实现对不平衡数据的增量学习,从而满足指挥信息系统状态监控的需求.