【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁工程施工，具体涉及一种基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统和检测方法。
技术介绍
1、上跨运营铁路线与狭窄空间桥梁工程的架桥技术中，桥梁施工常跨越峡谷、骑行运营铁路线等复杂条件，施工环境比较复杂，无法直接采取常规装备架设桥梁进行施工作业。为提升桥梁施工质量，保障施工安全以及缩短工期，需要门架式架桥装备的辅助。可调式移动支撑门架系统用于骑行运营铁路线复杂施工环境桥梁的盖梁施工，不中断铁路运行，可在运营铁路的密集市区、建筑物距桥位太近路段、小半径曲线路段等情况，并在狭窄的空间移动作业。
2、可调式移动门架架桥机由于面临工作面狭窄、受到运营铁路与公路交通载体以及人群的相互影响更为直接，而且，可调式门架架桥机作为大型施工装备其结构逻辑性程度高、结构复杂，施工运转作业的精度和工作稳定性要求极为严格，在气候(如：环境风速)与设备运行状态(水平度、纵向倾斜角等)的耦合作用下，可调式移动门架架桥机的安全风险和运行状态的精准识别、预测和分析是保障各类复杂、恶劣的桥梁架设条件下安全生产的突出问题。因而，需提出动态监测可调式移动门架架桥机实时运行状态并进行科学分析的方法，从而准确判别可调式移动门架架桥机真实的工作状态，提前感知、预测设备的状态发展趋势，提前规避桥梁风险并避免重大生产事故的发生。
技术实现思路
1、本专利技术基于以上技术问题，提供一种基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，所述expertt
2、具体的，x_input表示输入，对于t时刻的指标xt,采用了长度为l的时间窗口，{xt-l,…,xt-1}表示为wt；
3、输入分别经过5个专家模块，分别得到输出为x1,x2,x3,x4,x5,然后这5个输出作为第一堆叠模块的输入，得到专家堆叠，记作xs；
4、输入x_input又和参数、任务数一起，作为门计算模块的输入，门计算模块的输出记为gk(wtk)；门计算模块的输出被分为n个任务，和第一堆叠模块的输出xs,作为塔输入整合模块的输入，塔输入整合模块的输出记作w；
5、最后，塔输入整合模块的输出经过塔计算模块并将多个输出经过第二堆叠模块处理，得到输出ts，也就是向量
6、与阈值进行相减计算，然后计算均方差σ，其结果为1，0,分别表示每个指标的正常与否，1为异常，0为正常；
7、其中，μ表示阈值，n表示向量的长度。
8、在上述方案的基础上，所述第一堆叠模块的计算方法为：
9、e(t)(wt)＝[f1(wt),f2(wt),…,fm(wt)]
10、其中，fi(x)代表第i个专家模块对于输入x的输出，e(t)(wt)就是代表了xs输出。
11、在上述方案的基础上，塔输入整合模块的公式为：
12、b(t，k)＝gk(wtk)⊙e(t)(wt)
13、其中e(t)(wt)代表第一堆叠模块的计算结果，gk(wtk)代表门计算(gatecomputing)的结果分成的n个任务输入，⊙表示向量的乘法计算，而且w＝b(t,k)。
14、在上述方案的基础上，第二堆叠模块的计算方法为：
15、
16、其中tower表示塔计算，tower的中间结果记作t1,…tn，n表示塔计算向量的长度。
17、在上述方案的基础上，gk(wtk)的计算采用了一个共享门gs从输入接收所有的窗口，以及一个个性化的门只关注第k个指标；
18、共享门和个性化门的混合模式计算公式为：
19、
20、
21、其中ws和wpk(k＝1,2,…,k)是可训练的参数，ε>0.5，是共享门的权重系数。
22、gk(wtk)代表共享们和个性化的门混合计算得到的结果，代表t时刻的第k个向量。
23、在上述方案的基础上，在所述专家模块中，输入首先经过一个unsqueeze单元，将输入的矩阵进行变形，得到m，然后，输入到conv2d卷积单元，得到n，接着，依次经过relu激活单元、flatten平展单元、fc1全连接1单元、relu激活单元、fc2全连接2单元，得到输出。
24、在上述方案的基础上，在塔计算模块中，输入首先经过fc1全连接1单元，得到u，然后经过relu激活单元，得到v，最后经过fc2全连接2单元，得到输出。
25、本专利技术还提供一种基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测方法，具体的是使用上述的检测系统，使用前，先使用现有的传感器数据对检测系统进行迭代训练，使得损失函数的值到达最小，然后在测试集或者验证集上对准确率进行评估，准确率达到90％以上；，训练过程中，采用的目标函数如下：
26、
27、为预测值，yt为真实值，||·||2代表l2范式计算。。
28、另外，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的检测方法步骤。
29、除上述电子设备外，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的检测方法步骤。
30、本专利技术的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，采用了共享门和个性化门的混合模式，对于大量的指标，将从每一个指标上选取的特征空间，转换成一系列的权重(weights)来融合从不同的专家(expert)网络抽取的嵌入值(embedding)，使得不同的指标的关联性得以体现；其中，专家模块采用了卷积单元，能够丰富时序的表示和指标之间的相互关联性；专家模块能够对时间窗口的数据进行最大限度的特征提取和相关性的保留，使得输出有时间特征和上下文相关性，对于该架桥机时间序列异常，能够根据相关性的指标来进行异常检测，而不是局限于单个指标。
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1.基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，所述ExpertTowerGate网络包括专家模块、第一堆叠模块、门计算模块、塔输入整合模块、塔计算模块以及第二堆叠模块；
2.根据权利要求1所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
8.基于ExpertTowerGate网络的架桥机时间序列异常检测
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8的方法步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，所述experttowergate网络包括专家模块、第一堆叠模块、门计算模块、塔输入整合模块、塔计算模块以及第二堆叠模块；
2.根据权利要求1所述的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
5.根据权利要求3所述的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系统，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的基于experttowergate网络的架桥机时间序列异常检测系...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏魁，王亮，杨忠允，陈振山，王帅，刘淦，何爱东，王怡智，李英波，李文强，徐少博，
申请(专利权)人：山东高速路桥国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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