结合软约束的演化数据流模糊聚类算法

作     者：代少升 边志奇 袁中明 DAI Shaosheng;BIAN Zhiqi;YUAN Zhongming

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆市信号与信息处理重点实验室重庆400065 

出 版 物：《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第36卷第2期

页      面：287-298页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：校企合作项目(SET2019062702) 

主　　题：数据流聚类 密度聚类 模糊聚类 概念漂移 局部放电 

摘      要：多源局部放电检测中,不同类型的局放信号同时存在且不断变化使得信号的分离更具挑战,而这种情况同样存在于许多数据流的聚类分析场景中。为了能够适应类簇内的不均匀密度和类簇间的重叠边界问题,同时对数据流的漂移和演化进行及时跟踪,提出了一种结合软约束的实时数据流模糊聚类算法。算法引入2种模糊性软约束来描述微簇距离和密度上的不确定度,通过阈值划分出核心微簇、边界微簇和离群微簇;在类簇边缘使用模糊隶属度,给予微簇分属不同类簇的可能性,保证类簇的完整性并提高聚类效果;使用两阶段的流程结构和2种时间窗口模型,赋予算法具有对可变化数据流的适应能力和更低的时间空间占用率。在多种数据集上的实验表明,该算法相比同类型算法在聚类效果上提升了1%~3%,且平均运行时间缩短5%~20%,在实际硬件平台的测试中也验证了算法的聚类分离性能。