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基于Fisher信息理论的突变检测新方法

蔡舒平 戴理 倪淏

基于Fisher信息理论的突变检测新方法

蔡舒平, 戴理, 倪淏
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  • 自然界许多复杂系统的动力学结构因其受外强迫的作用, 常常会发生与人类生活密切相关的突变. 对突变做出准确预测并采取相应对策的有效途径就是检测. Fisher信息(FI)是一种能够敏锐捕捉并刻画系统变量的概率密度分布发生微小变化的量; 而当系统的动力学结构发生突变时, 来自突变前后两种不同动力学结构的数据其概率密度分布肯定会发生不同程度的改变. 基于此,本文将它用于检测和识别系统动力学结构所发生的突变, 以一种全新的思路来解决突变检测问题. 首先通过理想数据序列展示了使用FI来表征各种不同类型理想信号突变的能力. 进而应用于中国气象局国家气象信息中心“西北地区地面气候资料日值数据集”兰州站1960–2008年日平均气温资料的实际检测中, 结果表明与已有历史记载相符合, 进一步验证了该方法的有效性和实用性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61273154/F030116,51077066/E070303)和江苏高校优势学科建设工程(批准号:苏政办发(2011)6号)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-08
  • 修回日期:  2013-06-14
  • 刊出日期:  2013-09-20

基于Fisher信息理论的突变检测新方法

  • 1. 江苏大学电气信息工程学院, 镇江 212013;
  • 2. 江苏大学, 机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室, 镇江 212013
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61273154/F030116,51077066/E070303)和江苏高校优势学科建设工程(批准号:苏政办发(2011)6号)资助的课题.

摘要: 自然界许多复杂系统的动力学结构因其受外强迫的作用, 常常会发生与人类生活密切相关的突变. 对突变做出准确预测并采取相应对策的有效途径就是检测. Fisher信息(FI)是一种能够敏锐捕捉并刻画系统变量的概率密度分布发生微小变化的量; 而当系统的动力学结构发生突变时, 来自突变前后两种不同动力学结构的数据其概率密度分布肯定会发生不同程度的改变. 基于此,本文将它用于检测和识别系统动力学结构所发生的突变, 以一种全新的思路来解决突变检测问题. 首先通过理想数据序列展示了使用FI来表征各种不同类型理想信号突变的能力. 进而应用于中国气象局国家气象信息中心“西北地区地面气候资料日值数据集”兰州站1960–2008年日平均气温资料的实际检测中, 结果表明与已有历史记载相符合, 进一步验证了该方法的有效性和实用性.

English Abstract

参考文献 (36)

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