近日,工商管理學(xué)院2017級(jí)信息管理與信息系統(tǒng)本科生、數(shù)據(jù)科學(xué)與創(chuàng)新管理課題組賈瑞穎同學(xué),在信息管理系李海林教授指導(dǎo)下,在信息科學(xué)和管理領(lǐng)域中的國(guó)內(nèi)外重要期刊《Expert Systems with Applications》(簡(jiǎn)稱(chēng)ESWA)和《電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)》分別發(fā)表題為“Time series classification based on complex network”和“ 基于K-Shape的時(shí)間序列模糊分類(lèi)方法”的學(xué)術(shù)研究成果,這標(biāo)志著關(guān)于時(shí)間序列數(shù)據(jù)分類(lèi)問(wèn)題的相關(guān)研究取得新進(jìn)展。
《Expert Systems with Applications》被認(rèn)為是人工智能、運(yùn)籌學(xué)與管理科學(xué)等領(lǐng)域的最重要國(guó)際期刊之一,2020年影響因子為6.954,被SCI檢索,隸屬于中科院期刊一區(qū)及TOP期刊。《電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)》為雙月刊并被EI檢索,是信息通信領(lǐng)域高質(zhì)量科技期刊,與《中國(guó)科學(xué):信息科學(xué)》《通信學(xué)報(bào)》等其它12種高水平期刊被列為信息通信領(lǐng)域的T1等級(jí)。
賈瑞穎同學(xué)參與的數(shù)據(jù)科學(xué)與創(chuàng)新管理課題組由李海林教授組建,主要以數(shù)據(jù)科學(xué)和創(chuàng)新管理為雙驅(qū)動(dòng),探索新理論和新方法在解決實(shí)際管理科學(xué)問(wèn)題中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能。時(shí)間序列分類(lèi)、聚類(lèi)和預(yù)測(cè)等數(shù)據(jù)挖掘與分析已經(jīng)成為當(dāng)下數(shù)據(jù)研究領(lǐng)域中最具有突出價(jià)值的問(wèn)題之一,而時(shí)間序列分類(lèi)算法則是時(shí)間序列研究領(lǐng)域中一個(gè)重要的主題。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在分類(lèi)、聚類(lèi)領(lǐng)域都取得了成功,也推動(dòng)了在時(shí)間序列方面的研究。目前,應(yīng)用于時(shí)間序列分類(lèi)方面的算法很多都忽略了序列原始形態(tài)特征的影響。為此,從形態(tài)特征的角度出發(fā),結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)提出了相應(yīng)的解決辦法以提高時(shí)間序列的分類(lèi)精度。主要工作如下:
(1)提出基于k-shape的時(shí)間序列模糊分類(lèi)算法。通過(guò)獲得訓(xùn)練集各個(gè)類(lèi)別數(shù)據(jù)的聚類(lèi)中心群,將聚類(lèi)中心群作為時(shí)間序列數(shù)據(jù)模糊分類(lèi)的初始聚類(lèi)中心,再利用FCM輸出測(cè)試集序列對(duì)應(yīng)的模糊隸屬度矩陣,最后根據(jù)隸屬度最大原則來(lái)確定測(cè)試時(shí)間序列數(shù)據(jù)的類(lèi)別標(biāo)簽,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,與傳統(tǒng)的分類(lèi)算法相比,該方法有較高的分類(lèi)準(zhǔn)確率。

(2)提出基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列分類(lèi)算法。通過(guò)將時(shí)間序列轉(zhuǎn)換為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),并把提取到的特征作為原始數(shù)據(jù)利用隨機(jī)森林進(jìn)行分類(lèi),從而開(kāi)辟了一個(gè)新的分類(lèi)角度。為了進(jìn)一步探索復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)眾多特征中哪些特征相對(duì)重要,在基尼指數(shù)的基礎(chǔ)上,利用隨機(jī)森林的importance功能計(jì)算各個(gè)特征的重要性,并使用層次分析法計(jì)算各特征的權(quán)重。為了驗(yàn)證特征之間確實(shí)存在差異,將權(quán)重賦予特征矩陣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該方法有較優(yōu)的分類(lèi)效果。

此次研究成果發(fā)表受到了國(guó)家自然科學(xué)基金和福建省自然科學(xué)基金的支持,標(biāo)志學(xué)院本科生在科學(xué)研究培養(yǎng)上取得新的突破,同時(shí)也為今后開(kāi)展本科生的學(xué)術(shù)研究、課程建設(shè)提供良好借鑒。目前賈瑞穎已成功推免至武漢理工大學(xué)攻讀碩士研究生,研究生期間她將繼續(xù)進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方向的研究。