Модель интеллектуального анализа и обнаружения аномалий в данных статистического наблюдения за образовательными организациями

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье описан алгоритм применения модели интеллектуального анализа для обнаружения аномалий в данных статистического наблюдения за образовательными организациями. Дано определение аномалии, проанализированы типовые аномалии, которые могут содержаться в данных статистической отчетности. Приведена классификация методик выявления аномалий в зависимости от уровня размеченности обучающей выборки, а также проанализированы возможные способы разметки данных для представления результатов поиска аномалий. Проведены анализ и описание процесса сбора и обработки статистических данных образовательных организаций в ГИВЦ РТУ МИРЭА. Проанализированы слабые места процесса сбора данных, которые возможно усилить путем применения интеллектуального анализа для поиска аномалий в данных. Разработана математическая модель обработки данных и поиска аномалий. Предложен алгоритм подготовки данных для обучения модели интеллектуального анализа с учетом их специфики, а также последующего применения обученной модели для обнаружения аномалий в рассматриваемых данных. Произведена проверка работы алгоритма на реальных данных с использованием нейросетевой модели автоэнкодер.

Об авторах

Никита Евгеньевич Виноградов

МИРЭА – Российский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vinogradov_n@mirea.ru
SPIN-код: 1383-7078

аспирант, Институт перспективных технологий и индустриального программирования

Россия, Москва

Игорь Евгеньевич Вострокнутов

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: vostroknutov_i@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1690-7961
SPIN-код: 7619-6288
Scopus Author ID: 57205359470
ResearcherId: B-5750-2017

доктор педагогических наук, профессор, Институт перспективных технологий и индустриального программирования

Россия, Москва

Список литературы

  1. Бардасова И.А., Волкова Е.А. Обнаружение аномалий в электронных письмах с помощью машинного обучения // Вестник науки. 2024. Т. 4. № 5 (74). С. 1350–1358.
  2. Грушо А.А. и др. Поиск аномалий в больших данных // Системы и средства информатики. 2022. Т. 32. № 1. С. 160–167.
  3. Михняев А.Л. и др. Обнаружение аномалий в данных технологического процесса // Цифровая среда: технологии и перспективы: матер. конф. “Digital Environment: Technologies and Prospects” DETP 2022 (Брест, 31 октября 2022 г.). / ред. Н.Н. Шалобыта и др. Брест: БрГТУ, 2022. С. 62–65.
  4. Сафронов Д.А., Кацер Ю.Д., Зайцев К.С. Поиск аномалий с помощью автоэнкодеров // International Journal of Open Information Technologies. 2022. Т. 10. № 8. С. 39–45.
  5. Токарев В.В. Обзор методов машинного обучения, используемых для удаления выбросов в наборе данных // Научное обозрение: актуальные вопросы теории и практики: сборник статей V Международной научно-практической конференции. Пенза: Наука и Просвещение, 2023. С. 18–24.
  6. Шкодырев В.П. и др. Обзор методов обнаружения аномалий в потоках данных // Proc. of the Second Conference on Software Engineering and Information Management. Т. 1864. СПб., 2017.
  7. Шелухин О.И., Рябинин В.С. Обнаружение аномалий больших данных неструктурированных системных журналов // Вопросы кибербезопасности. 2019. № 2 (30). С. 36–41.
  8. Zimek A., Schubert E. Outlier detection // Encyclopedia of database systems. New York: Springer, 2017.
  9. Braei M., Wagner S. Anomaly detection in univariate time-series: A survey on the state-of-the-art // arXiv preprint arXiv:2004.00433. 2020.
  10. Chandola V., Banerjee A., Kumar V. Anomaly detection: A survey // ACM computing surveys (CSUR). 2009. Vol. 41. No. 3. Pp. 1–58.
  11. Salgado C.M., Azevedo C., Proenca H., Vieira S.M. Noise versus outliers. Cham: Springer International Publishing, 2016. Pp. 163–183.
  12. Charu C. Aggarwal. outlier analysis. 2nd ed. Springer Publishing Company, Inc., 2016. ISBN: 3319475770.
  13. Hojjati H., Ho T.K.K., Armanfard N. Self-supervised anomaly detection: A survey and outlook // arXiv preprint arXiv:2205.05173. 2022.
  14. Ruff L. et al. A unifying review of deep and shallow anomaly detection // Proceedings of the IEEE. 2021. Vol. 109. No. 5. Pp. 756–795.
  15. Smiti A. A critical overview of outlier detection methods // Computer Science Review. 2020. Vol. 38. P. 100306.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. График цепочки связанных показателей за все время

Скачать (304KB)
3. Рис. 2. Примеры работы автоэнкодера на данных нескольких организаций

Скачать (339KB)
4. Рис. 3. Пример результата поиска аномалий в данных при помощи автоэнкодера

Скачать (118KB)


Ссылка на описание лицензии: https://www.urvak.ru/contacts/

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».