[发明专利]一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征在于：包括步骤：

通过训练好的电力通信网络设备可靠性评估模型对设备进行可靠性评估；

所述电力通信网络设备可靠性评估模型基于胶囊网络构建，通过原始数据和生成性扰动数据训练得到；

所述电力通信网络设备可靠性评估模型的输入为：运维数据的文本信息；输出为：未来某周期内设备可能发生故障的次数；

模型构建过程为：

运维数据的文本信息通过词嵌入方法处理后得到输入词向量，对输入词向量以不同尺寸的卷积滤波器进行特征提取，提取到的特征通过串接的方式进行组合，在得到特征的每个位置上进一步使用1×1卷积滤波器进行卷积滤波，构成胶囊特征向量；对每个胶囊特征向量，绑定一个激活值；对胶囊数量进行压缩后再通过基于核密度估计的胶囊路由方法得到新的胶囊特征向量和新的激活值；新的激活值用于回归预测；新的胶囊特征向量输入到解码器中重建输入特征。

2.根据权利要求1所述的一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征是：所述对胶囊数量进行压缩，压缩方式为：

其中，u表示胶囊结构，l和i分别表示胶囊压缩前后的索引，u_l表示压缩前的第l个胶囊结构，表示压缩后的第i个胶囊结构，b_il表示压缩前的第l个胶囊与压缩后第i个胶囊之间的加权系数。

3.根据权利要求1所述的一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征是：所述解码器为一个一层全连接层和三层卷积层构成的小型神经网络。

4.根据权利要求1所述的一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征是：所述基于核密度估计的胶囊路由方法通过最大化聚类中心附近的密度估计加权和来实现，包括：

其中，给定输入胶囊u和准备路由的聚类中心v，两者之间的距离度量为d(u-v)；n_l表示路由方法输入的胶囊个数，i表示压缩后的胶囊索引，n_l+1表示路由方法输出的聚类中心个数，j为输出的聚类中心的索引，z_k为归一化系数，k(·)为核函数，r_ij为第i个胶囊u_i和第j个聚类中心v_j间连接的权重，为输入胶囊u_i对应的激活值，为总的加权核密度估计值，通过求解的最小值来求解最优的聚类中心v_j作为输出结果。

5.根据权利要求4所述的一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征是：所述求解的最小值来求解最优的聚类中心v_j作为输出结果，方法包括：

1)给定输入的第i个胶囊u_i以及对应的输入激活值初始化权值r_ij＝1/n_l+1；

2)迭代τ步，每步操作为：对于任意的i,j，将权值r_ij归一化为r′_ij；

对于任意的j，求新的聚类中心赋值给v_j；

对于任意的i,j，求新的权值重新赋值给r_ij；

3)最终返回聚类中心v_j作为输出胶囊的特征向量，对于每个输出胶囊特征向量根据下式绑定输出胶囊激活值

其中，为第j个输出胶囊的激活值，r′_ij为归一化的r_ij，D为胶囊特征向量的维度，d为维度序号，β_jd为第j个输出胶囊特征向量的第d维加权系数，u_id和v_jd分别为u_i和v_j的第d维分量。

6.根据权利要求1所述的一种基于胶囊网络的电力通信网络设备可靠性评估方法，其特征是：通过原始数据和生成性扰动数据训练模型，过程包括：

1)第一阶段，通过原始数据训练模型，得到初始的电力通信网络设备可靠性评估模型；

2)第二阶段，在所得初始的模型基础上，将原始数据加上扰动噪声输入胶囊网络，从解码器端获得带扰动噪声的重建特征数据；

3)第三阶段，基于原始数据和第二阶段生成的带扰动噪声的重建特征数据，重新训练模型，得到训练好的电力通信网络设备可靠性评估模型。