在本文中，提出了一种原始数据驱动方法，用于使用仅输出响应来检测结构中的线性和非线性损坏。该方法部署变分模式分解（VMD）和用于信号处理和特征提取的广义自回归条件异染性（GARCH）模型。为此，VMD将响应信号分解为内在模式功能（IMF）。之后，使用GARCH模型来表示IMF的统计数据。 IMFS的模型系数构造主要特征向量。基于内核的主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）用于通过将它们映射到新特征空间来降低主要特征的冗余。然后将信息性分别送入三个监督分类器，即支持向量机（SVM），K最近邻（KNN）和细树。在线性和非线性损伤评估方面，在两种实验缩放模型中评估了所提出的方法的性能。 Kurtosis和Arch测试证明了GARCH模型的兼容性。
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本文提出了一种新的劣化和损坏识别程序（DIP）并应用于建筑模型。与这些类型的结构的应用相关的挑战与响应的强相关性有关，这在应对具有高噪声水平的真实环境振动时进一步复杂化。因此，利用低成本环境振动设计了DIP，以分析使用股票变换（ST）来产生谱图的加速响应。随后，ST输出成为建立的两系列卷积神经网络（CNNS）的输入，用于识别建筑模型的恶化和损坏。据我们所知，这是第一次通过高精度的ST和CNN组合在建筑模型中评估损坏和恶化。
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本文报告了旋转轴上刀片磁盘的减少订单建模框架，以模拟故障的振动特征，例如旨在模拟数据驱动机器学习的不同组件中的裂纹。我们采用了子组件的总和分析模型，以更好地了解复杂的动态响应。该框架旨在解决分析和优化故障检测和识别方案时遇到的一些挑战，用于旋转涡轮机械（包括航空引擎）的健康监测。我们通过组合总元件和一维有限元素来对刀片磁盘和轴进行建模，从而导致系统。模拟结果与先前发布的数据非常吻合。我们通过分析刀片中的裂纹及其有效降低刚度近似进行建模。对多种类型的故障进行了建模，包括单个和两阶段刀片的叶片中的裂缝，扇形刀片（FBO）和异物损坏（FOD）。我们已经应用了航空发动机操作加载条件，以模拟在线健康监测的现实情况。所提出的减少阶数模拟框架将在概率信号建模，朝故障签名识别的机器学习以及具有测量振动信号的参数估计中提供应用。
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随着Terahertz（THZ）信号产生和辐射方法的最新进展，关节通信和传感应用正在塑造无线系统的未来。为此，预计将在用户设备设备上携带THZ光谱，以识别感兴趣的材料和气态组件。 THZ特异性的信号处理技术应补充这种对THZ感应的重新兴趣，以有效利用THZ频带。在本文中，我们介绍了这些技术的概述，重点是信号预处理（标准的正常差异归一化，最小值 - 最大归一化和Savitzky-Golay滤波），功能提取（主成分分析，部分最小二乘，t，T，T部分，t部分，t部分正方形，T - 分布的随机邻居嵌入和非负矩阵分解）和分类技术（支持向量机器，k-nearest邻居，判别分析和天真的贝叶斯）。我们还通过探索他们在THZ频段的有希望的传感能力来解决深度学习技术的有效性。最后，我们研究了在联合通信和传感的背景下，研究方法的性能和复杂性权衡；我们激励相应的用例，并在该领域提供未来的研究方向。
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结构健康监测（SHM）提供了一种经济方法，旨在通过连续收集数据通过附着在结构的多个网络传感器来增强结构的行为。然后利用此数据来深入了解结构的健康，并对其维护进行及时和经济决策。生成的SHM感测数据是非静止的，并且以相关的多路形式存在，这使得批量/离线学习和标准双向矩阵分析无法捕获所有这些相关性和关系。从这个意义上讲，在线张量数据分析已成为捕获存储在\ mathbb {x} \ in \ mathbb {x} \ in \ mathbb {x} ^ {i_1 \ times \ dots \ times i_n中的高阶数据集中的基础结构的基本工具$。已经广泛研究了Candecomp / Parafac（CP）分解，并应用于近似X加载矩阵A（1），。 。 。 ，n（n）表示张量的顺序。我们提出了一种新颖的算法，FP-CPD，并将Tensor $ \ Mathcal {x} \ in \ mathbb {r} ^ {i_1 \ times \ dots \ times i_n} $并行化Cancomp / Parafac（CP）分解。我们的方法是基于随机梯度下降（SGD）算法，该算法允许我们并行化学习过程，并且在在线设置中非常有用，因为它更新$ \ mathcal {x} ^ {t + 1} $单一步骤。我们的SGD算法与Nesterov的加速梯度（NAG）和扰动方法增强，以加速和保证融合。使用基于实验室和现实生活结构数据集的实验结果表明快速收敛性和良好的可扩展性。
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癫痫发作是最重要的神经障碍之一，其早期诊断将有助于临床医生为患者提供准确的治疗方法。脑电图（EEG）信号广泛用于癫痫癫痫发作检测，其提供了关于大脑功能的实质性信息的专家。本文介绍了采用模糊理论和深层学习技术的新型诊断程序。所提出的方法在Bonn大学数据集上进行了评估，具有六个分类组合以及弗赖堡数据集。可以使用可调谐Q小波变换（TQWT）来将EEG信号分解为不同的子带。在特征提取步骤中，从TQWT的不同子带计算了13个不同的模糊熵，并且计算它们的计算复杂性以帮助研究人员选择各种任务的最佳集合。在下文中，采用具有六层的AutoEncoder（AE）用于减少维数。最后，标准自适应神经模糊推理系统（ANFIS）以及其具有蚱蜢优化算法（ANFIS-GOA），粒子群优化（ANFIS-PSO）和育种群优化（ANFIS-BS）方法的变体分类。使用我们所提出的方法，ANFIS-BS方法在弗赖堡数据集上分为两类分为两类和准确度，在两类分类中获得99.46％的准确性，以及弗赖堡数据集的99.28％，达到最先进的两个人的表演。
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信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。
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在时间序列预测的各种软计算方法中，模糊认知地图（FCM）已经显示出显着的结果作为模拟和分析复杂系统动态的工具。 FCM具有与经常性神经网络的相似之处，可以被分类为神经模糊方法。换句话说，FCMS是模糊逻辑，神经网络和专家系统方面的混合，它作为模拟和研究复杂系统的动态行为的强大工具。最有趣的特征是知识解释性，动态特征和学习能力。本调查纸的目标主要是在文献中提出的最相关和最近的基于FCCM的时间序列预测模型概述。此外，本文认为介绍FCM模型和学习方法的基础。此外，该调查提供了一些旨在提高FCM的能力的一些想法，以便在处理非稳定性数据和可扩展性问题等现实实验中涵盖一些挑战。此外，具有快速学习算法的FCMS是该领域的主要问题之一。
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在2015年和2019年之间，地平线的成员2020年资助的创新培训网络名为“Amva4newphysics”，研究了高能量物理问题的先进多变量分析方法和统计学习工具的定制和应用，并开发了完全新的。其中许多方法已成功地用于提高Cern大型Hadron撞机的地图集和CMS实验所执行的数据分析的敏感性;其他几个人，仍然在测试阶段，承诺进一步提高基本物理参数测量的精确度以及新现象的搜索范围。在本文中，在研究和开发的那些中，最相关的新工具以及对其性能的评估。
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大量的数据和创新算法使数据驱动的建模成为现代行业的流行技术。在各种数据驱动方法中，潜在变量模型（LVM）及其对应物占主要份额，并在许多工业建模领域中起着至关重要的作用。 LVM通常可以分为基于统计学习的经典LVM和基于神经网络的深层LVM（DLVM）。我们首先讨论经典LVM的定义，理论和应用，该定义和应用既是综合教程，又是对经典LVM的简短申请调查。然后，我们对当前主流DLVM进行了彻底的介绍，重点是其理论和模型体系结构，此后不久就提供了有关DLVM的工业应用的详细调查。上述两种类型的LVM具有明显的优势和缺点。具体而言，经典的LVM具有简洁的原理和良好的解释性，但是它们的模型能力无法解决复杂的任务。基于神经网络的DLVM具有足够的模型能力，可以在复杂的场景中实现令人满意的性能，但它以模型的解释性和效率为例。旨在结合美德并减轻这两种类型的LVM的缺点，并探索非神经网络的举止以建立深层模型，我们提出了一个新颖的概念，称为“轻量级Deep LVM（LDLVM）”。在提出了这个新想法之后，该文章首先阐述了LDLVM的动机和内涵，然后提供了两个新颖的LDLVM，并详尽地描述了其原理，建筑和优点。最后，讨论了前景和机会，包括重要的开放问题和可能的研究方向。
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电力系统状态估计面临着不同类型的异常。这些可能包括由总测量错误或通信系统故障引起的不良数据。根据实施的状态估计方法，负载或发电的突然变化可以视为异常。此外，将电网视为网络物理系统，状态估计变得容易受到虚假数据注射攻击的影响。现有的异常分类方法无法准确对上述三种异常进行分类（区分），尤其是在歧视突然的负载变化和虚假数据注入攻击时。本文提出了一种用于检测异常存在，对异常类型进行分类并识别异常起源的新算法更改或通过错误数据注入攻击针对的状态变量。该算法结合了分析和机器学习（ML）方法。第一阶段通过组合$ \ chi^2 $检测指数来利用一种分析方法来检测异常存在。第二阶段利用ML进行异常类型的分类和其来源的识别，特别是指突然负载变化和错误数据注射攻击的歧视。提出的基于ML的方法经过训练，可以独立于网络配置，该网络配置消除了网络拓扑变化后算法的重新训练。通过在IEEE 14总线测试系统上实施拟议的算法获得的结果证明了拟议算法的准确性和有效性。
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第五代（5G）网络和超越设想巨大的东西互联网（物联网）推出，以支持延长现实（XR），增强/虚拟现实（AR / VR），工业自动化，自主驾驶和智能所有带来的破坏性应用一起占用射频（RF）频谱的大规模和多样化的IOT设备。随着频谱嘎嘎和吞吐量挑战，这种大规模的无线设备暴露了前所未有的威胁表面。 RF指纹识别是预约的作为候选技术，可以与加密和零信任安全措施相结合，以确保无线网络中的数据隐私，机密性和完整性。在未来的通信网络中，在这项工作中，在未来的通信网络中的相关性，我们对RF指纹识别方法进行了全面的调查，从传统观点到最近的基于深度学习（DL）的算法。现有的调查大多专注于无线指纹方法的受限制呈现，然而，许多方面仍然是不可能的。然而，在这项工作中，我们通过解决信号智能（SIGINT），应用程序，相关DL算法，RF指纹技术的系统文献综述来缓解这一点，跨越过去二十年的RF指纹技术的系统文献综述，对数据集和潜在研究途径的讨论 - 必须以百科全书的方式阐明读者的必要条件。
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在工业应用中，电动机的故障近一半是由于滚动元件轴承（REB）的退化引起的。因此，准确估算REB的剩余使用寿命（RUL）对于确保机械系统的可靠性和安全至关重要。为了应对这一挑战，基于模型的方法通常受到数学建模的复杂性的限制。另一方面，传统的数据驱动方法需要巨大的努力来提取降解功能并构建健康指数。在本文中，提出了一个新颖的在线数据驱动框架，以利用深度卷积神经网络（CNN）的采用来预测轴承的统治。更具体地说，训练轴承的原始振动首先是使用Hilbert-huang变换（HHT）处理的，并将新型的非线性降解指标构建为学习标签。然后使用CNN来识别提取的降解指示器和训练轴承振动之间的隐藏模式，这使得可以自动估计测试轴承的降解。最后，通过使用$ \ epsilon $ -Support向量回归模型来预测测试轴承的规定。与最先进的方法相比，提出的规则估计框架的出色性能通过实验结果证明。提出的CNN模型的一般性也通过转移到经历不同操作条件的轴承来验证。
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最近的机器学习（ML）和深度学习（DL）的发展增加了所有部门的机会。 ML是一种重要的工具，可以应用于许多学科，但其直接应用于土木工程问题可能是挑战性的。在实验室中模拟的土木工程应用程序通常在现实世界测试中失败。这通常归因于用于培训和测试ML模型的数据之间的数据不匹配以及它在现实世界中遇到的数据，称为数据偏移的现象。然而，基于物理的ML模型集成了数据，部分微分方程（PDE）和数学模型以解决数据移位问题。基于物理的ML模型训练，以解决监督学习任务，同时尊重一般非线性方程描述的任何给定的物理定律。基于物理的ML，它在许多科学学科中占据中心阶段，在流体动力学，量子力学，计算资源和数据存储中起着重要作用。本文综述了基于物理学的ML历史及其在土木工程中的应用。
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近年来，随着传感器和智能设备的广泛传播，物联网（IoT）系统的数据生成速度已大大增加。在物联网系统中，必须经常处理，转换和分析大量数据，以实现各种物联网服务和功能。机器学习（ML）方法已显示出其物联网数据分析的能力。但是，将ML模型应用于物联网数据分析任务仍然面临许多困难和挑战，特别是有效的模型选择，设计/调整和更新，这给经验丰富的数据科学家带来了巨大的需求。此外，物联网数据的动态性质可能引入概念漂移问题，从而导致模型性能降解。为了减少人类的努力，自动化机器学习（AUTOML）已成为一个流行的领域，旨在自动选择，构建，调整和更新机器学习模型，以在指定任务上实现最佳性能。在本文中，我们对Automl区域中模型选择，调整和更新过程中的现有方法进行了审查，以识别和总结将ML算法应用于IoT数据分析的每个步骤的最佳解决方案。为了证明我们的发现并帮助工业用户和研究人员更好地实施汽车方法，在这项工作中提出了将汽车应用于IoT异常检测问题的案例研究。最后，我们讨论并分类了该领域的挑战和研究方向。
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来自世界卫生组织的现行指南表明，萨尔科夫-2冠状病毒导致新型冠状病毒疾病（Covid-19），通过呼吸液滴或通过接触传输。当受污染的双手触摸嘴巴，鼻子或眼睛的粘膜时，会发生接触传输。此外，病原体也可以通过受污染的手从一个表面转移到另一个表面，这便于通过间接接触传输。因此，手卫生极为重要，无法防止萨尔库夫-2病毒的传播。此外，手工洗涤和/或手摩擦也破坏了其他病毒和细菌的传播，引起常见的感冒，流感和肺炎，从而降低了整体疾病负担。可穿戴设备（如Smartwatches）的巨大扩散，包括加速，旋转，磁场传感器等，以及人工智能的现代技术，如机器学习和最近深度学习，允许开发准确的应用人类活动的认可和分类，如：步行，攀爬楼梯，跑步，拍手，坐着，睡觉等。在这项工作中，我们评估了基于当前智能手表的自动系统的可行性，该智能手表能够识别何时受试者洗涤或摩擦它的手，以监测频率和持续时间的参数，并评估手势的有效性。我们的初步结果显示了分别为深度和标准学习技术的约95％和约94％的分类准确性。
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天然气管道中的泄漏检测是石油和天然气行业的一个重要且持续的问题。这尤其重要，因为管道是运输天然气的最常见方法。这项研究旨在研究数据驱动的智能模型使用基本操作参数检测天然气管道的小泄漏的能力，然后使用现有的性能指标比较智能模型。该项目应用观察者设计技术，使用回归分类层次模型来检测天然气管道中的泄漏，其中智能模型充当回归器，并且修改后的逻辑回归模型充当分类器。该项目使用四个星期的管道数据流研究了五个智能模型（梯度提升，决策树，随机森林，支持向量机和人工神经网络）。结果表明，虽然支持向量机和人工神经网络比其他网络更好，但由于其内部复杂性和所使用的数据量，它们并未提供最佳的泄漏检测结果。随机森林和决策树模型是最敏感的，因为它们可以在大约2小时内检测到标称流量的0.1％的泄漏。所有智能模型在测试阶段中具有高可靠性，错误警报率为零。将所有智能模型泄漏检测的平均时间与文献中的实时短暂模型进行了比较。结果表明，智能模型在泄漏检测问题中的表现相对较好。该结果表明，可以与实时瞬态模型一起使用智能模型，以显着改善泄漏检测结果。
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随着机器学习的发展，数据驱动模型已广泛用于振动信号故障诊断。大多数数据驱动的机器学习算法都是基于设计良好设计的功能，但通常需要提取特征提取。在深度学习时代，特征提取和分类器学习同时进行，这将导致端到端的学习系统。本文探讨了两个关键因素，即特征提取和分类算法中的哪一个，对于生成学习系统期间，对于振动信号诊断的特定任务更为必要。讨论了来自振动信号的特征提取，分别基于众所周知的高斯模型和统计特征进行振动信号。选择了几种分类算法以通过实验验证特征提取和分类算法对预测性能的比较影响。
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我们在人类演变的历史上是一个独特的时间表，在那里我们可能能够发现我们的太阳系外的星星周围的地球行星，条件可以支持生活，甚至在那些行星上找到生命的证据。通过NASA，ESA和其他主要空间机构近年来推出了几个卫星，可以使用充足的数据集，可以使用，可用于培训机器学习模型，可以自动化Exoplanet检测的艰巨任务，其识别和居住地确定。自动化这些任务可以节省相当大的时间并导致人工错误最小化由于手动干预。为了实现这一目标，我们首先分析开孔望远镜捕获的恒星的光强度曲线，以检测表现出可能的行星系统存在特性的潜在曲线。对于该检测，以及培训常规模型，我们提出了一种堆叠的GBDT模型，可以同时在光信号的多个表示上培训。随后，我们通过利用几种最先进的机器学习和集合方法来解决EXOPLANET识别和居住地确定的自动化。外产的鉴定旨在将假阳性实例与外产的实际情况区分开，而居住地评估基于其可居住的特征，将外产行动的情况群体分组到不同的集群中。此外，我们提出了一种称为充足的热量充足（ATA）得分的新度量，以建立可居住和不可居住的情况之间的潜在线性关系。实验结果表明，所提出的堆叠GBDT模型优于检测过渡外出的常规模型。此外，在适当的分类中纳入ATA分数增强了模型的性能。
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情感计算在人与机器之间的关系中非常重要。在本文中，提出了一种基于语音信号的语音情感识别（SER）的系统，其利用不同处理阶段的新技术。该系统由三个阶段组成：功能提取，功能选择，最终要素分类。在第一阶段，使用新的和多样性特征（如韵律，光谱和频谱）特征，从语音信号和光泽 - 波形信号中提取复杂的长期统计特征。 SER系统的挑战之一是区分相关情绪。这些特征是言语情绪的好鉴别者，并提高Ser识别类似和不同情绪的能力。此特征向量具有大量维度自然具有冗余。在第二阶段，使用经典特征选择技术以及用于减少特征向量维度的新量子启发技术，减少了特征向量尺寸的数量。在第三阶段，优化的特征向量由加权深稀疏的极端学习机（ELM）分类器分类。分类器以三个步骤执行分类：稀疏随机特征学习，使用奇异值分解（SVD）技术的正交随机投影，以及使用广义Tikhonov正规技术的最后一步中的鉴别分类。此外，许多现有的情绪数据集遭受数据不平衡分布的问题，这反过来增加了分类误差并降低了系统性能。在本文中，还提出了一种新的加权方法来处理类别不平衡，比现有的加权方法更有效。所提出的方法是在三个标准情绪数据库上进行评估。
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