Використання моделі Isolation Forest для виявлення аномалій у даних вимірювань

2024

Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості, Iss 1(27) (2024)

Предметом дослідження є модель ізольованого лісу, яка є потужним та ефективним інструментом для виявлення аномалій у вимірюваних показниках та викидів, що може застосовуватися в різних сферах, де важливо забезпечити високу точність і надійність вимірювань. Мета роботи – застосування моделі ізольованого лісу для виявлення незвичайних або аномальних зразків, що відрізняються від типових патернів у вихідних показниках. Це досягається з допомогою ізоляції аномальних зразків від нормальних з допомогою побудови багатьох різних дерев рішень. Завданням статті є виявлення викидів у результатах, які були отримані в процесі дослідження з підготовки до міжнародних порівнянь на державному первинному еталоні масової та об’ємної витрати рідини, маси та об’єму рідини, що протікає по трубопроводу, з допомогою вимірювання коріолісового витратоміра. Показники, зібрані під час метрологічних досліджень, обробляються моделлю для виявлення аномалій. Ця модель аналізує результати та визначає аномальні або викидні значення, що можуть свідчити про систематичні або випадкові помилки вимірювань. Вона дає змогу швидко та ефективно виявити навіть найменші відхилення в показниках, що допомагає підтримувати високу точність і достовірність результатів вимірювань. Основними методами вияву викидів у статистичному аналізі, які не залежать від розподілу показників, є критерій Граббса, міжквартильний розподіл, середньоквадратичне відхилення. Вони чутливі до розміру вибірки, але є простими та зрозумілими інструментами. Проте модель ізольованого лісу також має обмеження, зокрема вона може бути вимогливою до обчислювальних ресурсів за умови великих обсягів інформації. Крім того, необхідно брати до уваги, що використання моделі вимагає належного налаштування параметрів для досягнення оптимальних результатів. Результатом дослідження є оцінка ефективності моделі ізольованого лісу способом порівняння її з традиційними методами виявлення викидів. Порівняльний аналіз результатів різних підходів до одного завдання є ефективним методом оцінювання ефективності роботи моделі. Висновки. Наприкінці статті сформульовано перспективу подальшого дослідження з окресленого напряму. Робота буде спрямована на впровадження методів виявлення аномалій у вимірюваних показниках і покращення точності та достовірності результатів вимірювань у різних галузях, що може широко застосовуватися в науці та промисловості.

article

English
Russian
Ukrainian

Kharkiv National University of Radio Electronics, 2024.

невизначеність, виявлення аномалій, вимірювання, метрологія, оброблення даних, алгоритми машинного навчання, статистичні методи., Engineering economy, TA177.4-185