这项工作使用来自建设性模拟的可靠数据比较了监督的机器学习方法,以估算空袭期间发射导弹的最有效时刻。我们采用了重采样技术来改善预测模型,分析准确性,精度,召回和F1得分。的确,我们可以根据决策树以及其他算法对重采样技术的显着敏感性来确定模型的显着性能。最佳F1分数的模型的值分别为0.379和0.465,而没有重新采样技术,这一值分别增加了22.69%。因此,如果理想,重新采样技术可以改善模型的召回率和F1得分,而准确性和精确度略有下降。因此,通过通过建设性模拟获得的数据,可以根据机器学习模型开发决策支持工具,从而可以提高BVR空中战斗的飞行质量,从而提高进攻任务的有效性以达到特定目标。
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这项工作旨在在防御柜台(DCA)任务的背景下提供超出视觉范围(BVR)空战的参与决策支持工具。在BVR AIR作战中,接合判决是指通过假设令人反感的姿态和执行相应的演示来选择导频的时刻。为了模拟这一决定,我们使用巴西空军航空航天仿真环境(\ {Ambiente de Simula \ C {C} \〜a \〜a \〜ao ao aeroispacial - Asa}在葡萄牙语中,它产生了3,729个建设性模拟,每个建设性模拟持续12分钟,总共10,316场比赛。我们通过称为DCA指数的操作性标准分析了所有样本,这些标准基于主题专家的经验,这类使命的成功程度代表。该公制考虑了同一团队和对方团队的飞机的距离,对抗空气巡逻的点以及所使用的导弹数。通过在整个参与过程中开始和DCA指数的平均值之前定义参与状态,我们创建了一个监督的学习模型,以确定新的参与的质量。一种基于决策树的算法,与XGBoost库一起使用,提供了一种回归模型,以预测具有接近0.8的确定系数的DCA索引和0.05的根均方误差,可以为BVR飞行员提供参数以决定是否或不要搞。因此,使用通过仿真获得的数据,这项工作通过基于BVR Air战斗的机器学习构建决策支持系统而有贡献。
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这项工作调查了使用深神经网络(DNN)来执行武器接触区域(WEZ)最大发射范围的估计。韦茨允许飞行员识别空域,其中可用导弹具有更大的成功参与特定目标的概率,即围绕着对手易受射击群体的飞机的假设区域。我们提出了一种方法来确定使用50,000个变化条件下的模拟发射的给定导弹的韦茨。这些模拟用于训练当飞机在不同的烧制条件下发现自身时,可以预测韦茨的DNN,其测定系数为0.99。它提供了另一种关于前面研究的程序,因为它采用了非离散化模型,即,它立即考虑了WEZ的所有方向,以前尚未完成。此外,所提出的方法使用实验设计,允许较少的模拟运行,提供更快的模型训练。
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冠状质量弹出(CME)是最地理化的空间天气现象,与大型地磁风暴有关,有可能引起电信,卫星网络中断,电网损失和故障的干扰。因此,考虑到这些风暴对人类活动的潜在影响,对CME的地理效果的准确预测至关重要。这项工作着重于在接近太阳CME的白光冠状动脉数据集中训练的不同机器学习方法,以估计这种新爆发的弹出是否有可能诱导地磁活动。我们使用逻辑回归,k-nearest邻居,支持向量机,向前的人工神经网络以及整体模型开发了二进制分类模型。目前,我们限制了我们的预测专门使用太阳能发作参数,以确保延长警告时间。我们讨论了这项任务的主要挑战,即我们数据集中的地理填充和无效事件的数量以及它们的众多相似之处以及可用变量数量有限的极端失衡。我们表明,即使在这种情况下,这些模型也可以达到足够的命中率。
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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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关键基础设施(CI)的安全和安全问题正在增长,因为攻击者越来越多地采用无人机作为敏感领空中的攻击矢量,例如机场,军事基地,城市中心和拥挤的地方。由于违法行为和限制空域的入侵,无人机的迅速扩散,用于商品,运输娱乐活动和其他商业应用程序引起了CI操作员的严重关注。在这种情况下,需要一个具有成本效益的框架来检测,分类和确定无人机的存在。在本文中,我们证明了CI操作员可以使用名为Uranus的廉价基于RF的检测框架来检测,分类和识别及时有效的无人机区域的无人机区域。我们的实验表明,通过使用随机森林分类器,我们在一个或多个特定的无人机的分类中达到了93.4%的分类精度。跟踪性能的平均值= 0.3650,MSE = 0.9254和R2 = 0.7502,其准确度达到了精度。我们的框架已被发布为开源,以使社区能够验证我们的发现,并将天王星作为现成的基础进行进一步分析。
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血浆定义为物质的第四个状态,在高电场下可以在大气压下产生非热血浆。现在众所周知,血浆激活液体(PAL)的强和广谱抗菌作用。机器学习(ML)在医疗领域的可靠适用性也鼓励其在等离子体医学领域的应用。因此,在PALS上的ML应用可以提出一种新的观点,以更好地了解各种参数对其抗菌作用的影响。在本文中,通过使用先前获得的数据来定性预测PAL的体外抗菌活性,从而介绍了比较监督的ML模型。进行了文献搜索,并从33个相关文章中收集了数据。在所需的预处理步骤之后,将两种监督的ML方法(即分类和回归)应用于数据以获得微生物灭活(MI)预测。对于分类,MI分为四类,对于回归,MI被用作连续变量。为分类和回归模型进行了两种不同的可靠交叉验证策略,以评估所提出的方法。重复分层的K折交叉验证和K折交叉验证。我们还研究了不同特征对模型的影响。结果表明,高参数优化的随机森林分类器(ORFC)和随机森林回归者(ORFR)分别比其他模型进行了分类和回归的模型更好。最后,获得ORFC的最佳测试精度为82.68%,ORFR的R2为0.75。 ML技术可能有助于更好地理解在所需的抗菌作用中具有主要作用的血浆参数。此外,此类发现可能有助于将来的血浆剂量定义。
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这项研究提出了机器学习模型,这些模型使用大型钻探数据集预测和分类循环严重性损失。我们展示了利用易于解释的机器学习方法来应对大型钻井工程挑战的可再现核心技术。我们利用了来自伊朗Azadegan油田组的65,000多个记录数据,其中具有类不平衡问题。数据集的十七个参数中有11个参数用于五个丢失的循环事件的分类。为了生成分类模型,我们使用了六种基本的机器学习算法和四种合奏学习方法。线性判别分析(LDA),逻辑回归(LR),支持向量机(SVM),分类和回归树(CART),K-Nearest Neighbors(KNN)和Gaussian Naive Bayes(GNB)是六个基本技术。我们还在调查解决方案中使用包装和增强集合学习技术,以改善预测性能。这些算法的性能是使用四个指标测量的:精度,精度,回忆和F1得分。选择表示数据不平衡的F1得分作为首选评估标准。发现CART模型是识别钻孔流体循环损失事件的最佳选择,平均加权F1分数为0.9904,标准偏差为0.0015。在应用合奏学习技术后,决策树的随机森林合奏表现出最佳的预测性能。它以1.0的完美加权F1分数确定并分类丢失的循环事件。使用置换功能重要性(PFI),发现测得的深度是准确识别钻孔时丢失的循环事件的最具影响力因素。
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Network intrusion detection systems (NIDSs) play an important role in computer network security. There are several detection mechanisms where anomaly-based automated detection outperforms others significantly. Amid the sophistication and growing number of attacks, dealing with large amounts of data is a recognized issue in the development of anomaly-based NIDS. However, do current models meet the needs of today's networks in terms of required accuracy and dependability? In this research, we propose a new hybrid model that combines machine learning and deep learning to increase detection rates while securing dependability. Our proposed method ensures efficient pre-processing by combining SMOTE for data balancing and XGBoost for feature selection. We compared our developed method to various machine learning and deep learning algorithms to find a more efficient algorithm to implement in the pipeline. Furthermore, we chose the most effective model for network intrusion based on a set of benchmarked performance analysis criteria. Our method produces excellent results when tested on two datasets, KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, with an accuracy of 99.99% and 100% for KDDCUP'99 and CIC-MalMem-2022, respectively, and no overfitting or Type-1 and Type-2 issues.
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不平衡的数据(ID)是阻止机器学习(ML)模型以实现令人满意的结果的问题。 ID是一种情况,即属于一个类别的样本的数量超过另一个类别的情况,这使此类模型学习过程偏向多数类。近年来,为了解决这个问题,已经提出了几种解决方案,该解决方案选择合成为少数族裔类生成新数据,或者减少平衡数据的多数类的数量。因此,在本文中,我们研究了基于深神经网络(DNN)和卷积神经网络(CNN)的方法的有效性,并与各种众所周知的不平衡数据解决方案混合,这意味着过采样和降采样。为了评估我们的方法,我们使用了龙骨,乳腺癌和Z-Alizadeh Sani数据集。为了获得可靠的结果,我们通过随机洗牌的数据分布进行了100次实验。分类结果表明,混合的合成少数族裔过采样技术(SMOTE) - 正态化-CNN优于在24个不平衡数据集上达到99.08%精度的不同方法。因此,提出的混合模型可以应用于其他实际数据集上的不平衡算法分类问题。
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从不平衡数据中学习是一项具有挑战性的任务。在进行不平衡数据训练时,标准分类算法的性能往往差。需要通过修改数据分布或重新设计基础分类算法以实现理想的性能来采用一些特殊的策略。现实世界数据集中不平衡的流行率导致为班级不平衡问题创造了多种策略。但是,并非所有策略在不同的失衡情况下都有用或提供良好的性能。处理不平衡的数据有许多方法,但是尚未进行此类技术的功效或这些技术之间的实验比较。在这项研究中,我们对26种流行抽样技术进行了全面分析,以了解它们在处理不平衡数据方面的有效性。在50个数据集上进行了严格的实验,具有不同程度的不平衡,以彻底研究这些技术的性能。已经提出了对技术的优势和局限性的详细讨论,以及如何克服此类局限性。我们确定了影响采样策略的一些关键因素,并提供有关如何为特定应用选择合适的采样技术的建议。
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评估能源转型和能源市场自由化对资源充足性的影响是一种越来越重要和苛刻的任务。能量系统的上升复杂性需要足够的能量系统建模方法,从而提高计算要求。此外,随着复杂性,同样调用概率评估和场景分析同样增加不确定性。为了充分和高效地解决这些各种要求,需要来自数据科学领域的新方法来加速当前方法。通过我们的系统文献综述,我们希望缩小三个学科之间的差距(1)电力供应安全性评估,(2)人工智能和(3)实验设计。为此,我们对所选应用领域进行大规模的定量审查,并制作彼此不同学科的合成。在其他发现之外,我们使用基于AI的方法和应用程序的AI方法和应用来确定电力供应模型的复杂安全性的元素,并作为未充分涵盖的应用领域的储存调度和(非)可用性。我们结束了推出了一种新的方法管道,以便在评估电力供应安全评估时充分有效地解决当前和即将到来的挑战。
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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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Dataset scaling, also known as normalization, is an essential preprocessing step in a machine learning pipeline. It is aimed at adjusting attributes scales in a way that they all vary within the same range. This transformation is known to improve the performance of classification models, but there are several scaling techniques to choose from, and this choice is not generally done carefully. In this paper, we execute a broad experiment comparing the impact of 5 scaling techniques on the performances of 20 classification algorithms among monolithic and ensemble models, applying them to 82 publicly available datasets with varying imbalance ratios. Results show that the choice of scaling technique matters for classification performance, and the performance difference between the best and the worst scaling technique is relevant and statistically significant in most cases. They also indicate that choosing an inadequate technique can be more detrimental to classification performance than not scaling the data at all. We also show how the performance variation of an ensemble model, considering different scaling techniques, tends to be dictated by that of its base model. Finally, we discuss the relationship between a model's sensitivity to the choice of scaling technique and its performance and provide insights into its applicability on different model deployment scenarios. Full results and source code for the experiments in this paper are available in a GitHub repository.\footnote{https://github.com/amorimlb/scaling\_matters}
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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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药物介导的电压门控钾通道(HERG)和电压门控钠通道(NAV1.5)可导致严重的心血管并发症。这种上升的担忧已经反映在药物开发竞技场中,因为许多经批准的药物的常常出现心脏毒性导致他们在某些情况下停止他们的使用,或者在某些情况下,他们从市场上撤回。在药物发现过程的开始时预测潜在的HERG和NAV1.5阻滞剂可以解决这个问题,因此可以降低开发安全药物的时间和昂贵的成本。一种快速且经济高效的方法是在杂草中使用硅预测方法,在药物开发的早期阶段杂草出潜在的Herg和Nav1.5阻滞剂。在这里,我们介绍了两种基于强大的基于2D描述符的基于描述符的QSAR预测模型,用于HERG和NAV1.5责任预测。机器学习模型训练,用于回归,预测药物的效力值,以及三种不同效力截止的多条分类(即1 {\ mu} m,10 {\ mu} m,和30 {\ mu}) M),其中托管 - Herg分类器是随机森林模型的管道,受到8380个独特的分子化合物的大型策级数据集。虽然Toxtree-Nav1.5分类器,凯列化SVM模型的管道,由来自Chembl和Pubchem公开的生物活动数据库的大型手动策划的1550个独特的化合物培训。拟议的HERG诱导者表现优于最先进的发布模型和其他现有工具的大多数指标。此外,我们正在介绍Q4 = 74.9%的第一个NAV1.5责任预测模型,Q2 = 86.7%的二进制分类= 71.2%在173个独特的化合物的外部测试组上进行评估。该项目中使用的策划数据集公开可向研究界提供。
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越来越多的工作已经认识到利用机器学习(ML)进步的重要性,以满足提取访问控制属性,策略挖掘,策略验证,访问决策等有效自动化的需求。在这项工作中,我们调查和总结了各种ML解决不同访问控制问题的方法。我们提出了ML模型在访问控制域中应用的新分类学。我们重点介绍当前的局限性和公开挑战,例如缺乏公共现实世界数据集,基于ML的访问控制系统的管理,了解黑盒ML模型的决策等,并列举未来的研究方向。
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机器学习(ML)涵盖的实验必须考虑评估模型性能的两个重要方面:数据集和算法。需要强大的基准来评估最佳分类器。为此,可以采用公共存储库中提供的金标准基准。但是,常常不考虑在评估时考虑数据集的复杂性。这项工作提出了一种基于物品响应理论(IRT)和GLICKO-2的组合的新评估方法,该方法通常采用了评估参与者的强度(例如,国际象棋)。对于基准测试中的每个数据集,IRT用于估计分类器的能力,良好的分类器对最困难的测试实例具有良好的预测。然后为每对分类器运行锦标赛,以便GLICKO-2更新每个分类器等额定值,评级偏差和波动等性能信息。在此进行了一个案例研究,该研究通过了OpenML-CC18基准作为数据集的集合和各种分类算法的池进行评估。并非所有数据集都被观察到对评估算法非常有用,其中只有10%被认为是非常困难的。此外,验证了仅包含50%的OpenML-CC18的50%的子集的存在,其同样有用于算法评估。关于算法,本文提出的方法将随机林识别为具有最佳天生能力的算法。
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在早期设计阶段,应为所需室内环境质量(IEQ)进行太阳阴凉设计。这个领域可能非常具有挑战性和耗时需要专家,复杂的软件和大量的钱。本研究的主要目的是设计一个简单的工具来研究各种型号的太阳阴影,并在早期阶段更容易且更快地做出决定。数据库生成方法,人工智能和优化已被用于实现这一目标。该工具包括两个主要部分。预测用户所选模型的性能以及提出有效参数和2.向用户提出最佳预准备模型。在这方面,最初,具有可变参数的侧向升鞋盒模型是参数建模的,并且将五种常见的太阳阴影模型应用于空间。对于每个太阳阴影和没有阴影的状态,模拟了与日光和眩光,视图和初始成本有关的指标。本研究中生成的数据库包括87912个替代和六个计算的指标,引入优化的机器学习模型,包括神经网络,随机Forrest,支持向量回归和K最近邻居。根据结果​​,最准确和最快的估计模型是随机的Forrest,R2_Score为0.967至1.然后,进行敏感性分析以确定每个阴影模型的最有影响力的参数和没有它的状态。这种分析区分了最有效的参数,包括窗口方向,WWR,房间宽度,长度和阴影深度。最后,通过利用NSGA II算法优化机器学习模型的估计功能,识别了大约7300个最佳模型。开发的工具可以为每个设计的各种设计替代品评估各种设计替代品。
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Landslides在人为全球变暖时代的人类生活和财产的常规发生和令人震惊的威胁。利用数据驱动方法早日预测利用数据驱动方法是时间的要求。在这项研究中,我们探讨了最能描述Landslide易感性与最先进的机器学习方法的雄辩功能。在我们的研究中,我们采用了最先进的机器学习算法,包括XGBoost,LR,KNN,SVM,Adaboost用于滑坡敏感性预测。要查找每个单独分类器的最佳超级参数以优化性能,我们已纳入网格搜索方法,交叉验证10倍。在这种情况下,XGBoost的优化版本优先于所有其他分类器,交叉验证加权F1得分为94.62%。其次是通过合并Treeshap并识别斜坡,高度,TWI等雄辩的特征来探索XGBoost分类器,这些特征在于,XGBoost分类器的性能大多是Landuse,NDVI,SPI等功能,这对模型性能较小。 。根据Treeshap的特征说明,我们选择了15个最重要的滑坡因果因素。显然,XGBoost的优化版本随着特征减少40%,在具有十字架的流行评估度量方面表现优于所有其他分类器。 - 在培训和AUC分数的加权F1得分为95.01%,AUC得分为97%。
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