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专利号: 2024105847605
申请人: 南昌大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2026-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种网络运行指标预测方法,其特征在于,基于改进的Transformer时序预测模型,所述改进的Transformer时序预测模型包括嵌入层、编码器和解码器,所述方法包括:获取网络运行指标的原始时间序列数据,对所述原始时间序列数据进行预处理和多项时序分解,所述多项时序分解包括趋势项时序分解和周期项时序分解,以得到网络运行的多项时序数据;

其中,所述多项时序分解的步骤包括:定义原始时间序列数据的变量值

将预处理后的原始时间序列数据

其中,

所述趋势项时序分解的步骤包括:

通过最小化加权来对所述趋势项

所述周期项时序分解的步骤包括:

将所述分解增强后的趋势项

使用非局部季节性滤波从所述

其中,

将所述多项时序数据输入所述嵌入层进行转换,以得到可嵌入特征序列;

将所述可嵌入特征序列输入编码器,所述编码器中引入多头稀疏自注意力,以捕捉所述可嵌入特征序列的全局信息和局部特征;

其中,所述引入多头稀疏自注意力的步骤包括:引入的多头稀疏自注意力的计算公式为:其中,Attention(Q,K,V)表示关于查询向量Q、键向量K和值向量V定义的多头稀疏自注意力,将所述编码器输出特征和补充掩码序列输入所述解码器,以得到网络运行指标的预测结果。

2.根据权利要求1所述的网络运行指标预测方法,其特征在于,所述预处理包括:通过窗口化

3.根据权利要求1所述的网络运行指标预测方法,其特征在于,所述将所述多项时序数据输入所述嵌入层进行转换,以得到可嵌入特征序列的步骤包括:局部时间戳使用Transformer中经典嵌入方式进行嵌入,全局时间戳采用可学习式嵌入,再采用一维卷积滤波器进行维度对齐,以使所述多项时序数据进行映射得到所述可嵌入特征序列。

4.根据权利要求1所述的网络运行指标预测方法,其特征在于,所述将所述编码器输出特征和补充掩码序列输入所述解码器,以得到网络运行指标的预测结果的步骤包括:将所述编码器输出特征作为第一部分输入解码器,对所述嵌入层的输出进行掩码填充得到补充掩码序列,将所述补充掩码序列作为第二部分输入解码器,所述解码器的输入表达式为:其中,

再通过多头稀疏自注意力和全连接层的处理,得到最终的网络运行指标的预测结果。

5.根据权利要求1所述的网络运行指标预测方法,其特征在于,所述得到网络运行指标的预测结果的步骤之后还包括:采用窗口化的累计误差值和百分比加权误差的方式对所述网络运行指标的预测结果进行评估,基于所述评估的结果,对不同网络运行状态下的客观权重和主观权重进行调整,所述评估的算法公式为:其中,

6.一种网络运行指标预测系统,其特征在于,基于改进的Transformer时序预测模型,所述改进的Transformer时序预测模型包括嵌入层、编码器和解码器,所述系统包括:数据获取模块,用于获取网络运行指标的原始时间序列数据,对所述原始时间序列数据进行预处理和多项时序分解,所述多项时序分解包括趋势项时序分解和周期项时序分解,以得到网络运行的多项时序数据;

其中,所述多项时序分解的步骤包括:定义原始时间序列数据的变量值

将预处理后的原始时间序列数据

其中,

所述趋势项时序分解的步骤包括:

通过最小化加权来对所述趋势项

所述周期项时序分解的步骤包括:

将所述分解增强后的趋势项

使用非局部季节性滤波从所述

其中,

数据嵌入模块,用于将所述多项时序数据输入所述嵌入层进行转换,以得到可嵌入特征序列;

特征编码模块,用于将所述可嵌入特征序列输入编码器,所述编码器中引入多头稀疏自注意力,以捕捉所述可嵌入特征序列的全局信息和局部特征;

其中,所述引入多头稀疏自注意力的步骤包括:引入的多头稀疏自注意力的计算公式为:其中,Attention(Q,K,V)表示关于查询向量Q、键向量K和值向量V定义的多头稀疏自注意力,特征解码模块,用于将所述编码器输出特征和补充掩码序列输入所述解码器,以得到网络运行指标的预测结果。