基于局部加权重构的化工过程数据恢复算法

来源：计算机应用杂志2016年第1期北京时间：

作者：郭金玉, 袁堂明, 李元

单位：沈阳化工大学 信息工程学院, 沈阳 110142

摘要：针对化工过程数据中存在缺失数据的问题,在保持局部数据结构特征的基础上提出了基于局部加权重构的化工过程数据恢复算法。通过定位缺失的数据点并以符号NaN(Not a Number)标记,将缺失的数据集分为完备数据集和不完备数据集。不完备的数据集按照完整性的大小依次找到它们在完备数据集中相应的k个近邻,根据误差平方和最小的原则,求出k个近邻相应的权值,用k个近邻及相应的权值重构出缺失的数据点。将该算法应用在不同缺失率下的两种化工过程数据中并与望最大化主成分分析(EM-PCA)法和平均值(MA)两种传统的数据恢复算法相比较,该算法的恢复数据误差最小,并且计算速度相比EM-PCA算法平均提高了2倍。实验结果表明,局部加权重构的化工过程数据恢复算法可以有效地对数据进行恢复,提高了数据的利用率,适用于非线性化工过程缺失数据的恢复。

关键词：数据挖掘,缺失数据,数据恢复,k近邻规则,局部加权重构,化工过程

基金资助：国家自然科学基金重大项目(61490701);国家自然科学基金资助项目(61174119);辽宁省教育厅项目(L2013155);辽宁省教育厅重点实验室项目(LZ2015059)。