基于云有序概念层次树的时间序列距离计算模型-云南大学.pdfVIP

云南大 学学报 ( 自然科 学版) , 2003 , 25 ( 2) : 115～120 CN 53 - 1045/ N 　ISSN 0258 - 7971 Journal of Yunnan University 基于云有序概念层次树的时间序列距离计算模型 姜 　跃 (云南财贸学院 高等职业技术学院 ,云南 昆明　650 10 1) 摘要 :时间序列是一类广泛存在的、重要的复杂数据. 时间序列的知识发现成为知识发现的研究热点之一. 而时间序列间的距离计算是很多时间序列知识发现的核心. 针对 目前时间序列距离模型的不足 ,基于云的时间 序列线性形态表示 ,提出一种新的时间序列距离计算模型 ———基于云有序概念层次树的时间序列距离计算模 型. 该计算模型具有如下优点 :允许时间序列存在某种程度的变形 ,能在一定程度上消除噪声 、数据中的不连续 性 、偏移性和漂移性 ;用户可在比较时间序列距离时控制距离计算颗粒度 ;有效 、简洁直观 、易于理解. 关键词 :时间序列 ;语义距离 ;概念层次树 ;云模型 ( ) 中图分类号 : TP 30 1 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :0258 - 797 1 2003 02 - 0 115 - 06 时间序列是指按时间顺序取得的一序列观测值[ 1 ] ,它是一类重要的复杂数据对象. 观测值通常是在 等时间间隔测的数据. 从经济到工程技术 ,从天文到地理和气象 ,几乎在各种领域都会遇到时间序列. 例如 股票价格每天的涨跌 ,科学实验 ,浏览网页的次序 、某地区的逐月降雨量等等. 随着计算机技术的广泛应 用 ,越来越多的时间序列信息被存储到计算机上. 针对时间序列的知识发现的研究引起了知识发现研究人 员的广泛关注[ 1～7 ] . 而时间序列的距离计算是很多时间序列知识发现或数据提取问题的核心. 时间序列间的距离计算通常采用两种思想 :一种是将时间序列映射为 n 维空间中的一点 ,利用多维 空间距离计算公式 ,如欧几里德距离公式来计算序列间的距离. 这种距离计算方法的致命弱点是对噪音太 敏感 ,而且在一般情况下 ,每个序列包括的数据点较多 ,因此计算距离需要花费较长的时间. 另一种是从时 间序列中抽取少量的、主要的序列特征属性代表序列 ,针对特征属性计算其距离. 目前有代表性的研究主 ( ) 要有如下几类 : ①模型表示法 ,如 A RMA 自回归滑动平均 模型. 该类方法从一预先给定的模型着手 ,根 据序列的模型参数来计算距离. 但实际中并不是每个序列都适合预先给定的模型. ②频谱表示法. 如傅立 叶系数 、小波系数等. 该类方法对时间序列进行时频变换提取频谱系数 ,根据频谱系数计算距离. 但该类方 法不适用于有短暂行为的不稳定时间序列 ,而且从知识发现的角度来看这种方法不直观 ,不易被人们了解 和表达. 本文基于云模型的时间序列线性形态表示 ,引入云有序概念层次树 ,提出了一种新的时间序列距离计 算模型 ———基于云有序概念层次树的时间序列距离计算模型 ,其主要思想是 :首先 ,采用定长逐段线性化 ( ) 方法 ,将时间序列划分成一系列直线段 ,用直线段的倾斜角度 斜率 描述线段线性形态 ;其次 ,基于云有序 概念层次树 ,将连续的斜率或倾斜角度转换为有限的描述线段形态的自然语言概念 ,用自然语言概念序列 表示时间序列的变化情况 ;最后 ,计算用自然语言概念表示时间序列间的距离. 1 　基本概念 1 . 1 　概念层次树[8 ] 定义 1 　概念层次树(Concept Hierarchy Tree) . 收稿 日期 :200 1 - 09 - 20