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专利号: 202110962508X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SVR和高斯函数的云服务器老化预测方法,其特征在于,具体按以下步骤实施:步骤1,收集云服务器的资源和性能数据;

步骤2,获取云服务器资源和性能序列数据;

所述步骤2中云服务器资源和性能序列数据包括CPU空闲率、可用内存、平均负载和响应时间;

步骤3,将经步骤2取得的序列数据进行预处理;

所述步骤3中序列数据预处理具体为采用归一化处理方法,将云服务器原始数据映射到[‑1,1]区间;

所述预处理具体按以下步骤实施:

步骤3.1,求得序列数据的平均值记为xmean,最大值记为xmax;

步骤3.2,使用序列数据减去xmean;

步骤3.3,使用步骤3.2得到的序列数据除以最大值xmax;

步骤4,基于长度为l的滑动窗口对序列数据进行特征提取,特征评估和特征融合;

具体按以下步骤实施:

步骤4.1,使用长度为l的滑动窗口对序列数据进行分割操作;

步骤4.2,基于步骤4.1的分割结果,计算序列数据的特征序列,并根据特征数据单调度算法计算各特征序列的单调度,选取单调度大于单调阈值σ=0.1的特征序列为特征集合;

步骤4.3,基于步骤4.2的特征选取结果,使用PCA进行特征融合;

步骤5,基于SVR拟合步骤4处理后得到的特征数据,获取SVs;

所述步骤5具体按以下步骤实施:

步骤5.1,设给定的训练样本 w,b为待确定的模型参数,SVR模型如式(1)所示:

T

f(x)=wx+b                   (1)步骤5.2,设偏差阈值为ε,正则化常数为C,即当且仅当f(x)与y偏差的绝对值大于ε时计算损失,因此SVR回归问题可形式化为式(2):步骤5.3,引入松弛变量ξi, 式(2)可重写为:步骤5.4,引入拉格朗日乘子μi, αi, 由拉格朗日乘子法得到式(4)拉格朗日函数,令式(4)构造的 对w,b,ξi, 的偏导为0可得式(5):步骤5.5,将公式(5)带入公式(4)得到SVR的对偶问题:其中 且满足条件:

步骤5.6,当且仅当f(xi)‑yi‑ε‑ξi=0时αi≠0,当且仅当 时 即仅当样本(xi,yi)未落入ε‑间隔带中,相应的αi, 将公式(4)代入公式(1),则SVR的解形如式(7),其中步骤6,用高斯函数拟合步骤5中获得的SVs;

所述步骤6具体按以下步骤实施:

步骤6.1,设数据集 可用如下的高斯函数描述,其中α,β,σ为实数,且0<α:步骤6.2,将公式(8)取自然对数化为:步骤6.3,将公式(10)代入公式(9),则公式(9)的矩阵形式为(11):步骤6.4,公式(11)可写为:Z=XB,根据最小二乘法,构成矩阵B的广义最小二乘解为:BT ‑1 T=(XX) XZ,再由公式(10)求出α,β,σ得到公式(8)的最终形式;

步骤7,基于步骤6得到的高斯函数对云服务器未来的性能变化趋势进行预测,并计算云服务器的剩余寿命;

所述步骤7具体按以下步骤实施:

利用步骤6得到的高斯函数对云服务器未来的性能变化趋势进行预测,根据公式(12)计算在预测时间点Ti计算的RTTF记为RTTFi,根据公式(13)计算RTTF的预测误差记为ERTTFi;并计算云服务器的剩余寿命;

RTTFk=inf{r:f(r+Tk)≥δ}                 (12)式中,RTTFk是混合模型在时间点Tk预估云服务器的老化指标第一次达到f(r+Tk)的RTTF=r,f(r+Tk)是混合模型在时间点r+Tk的预测值,若在时间点Tk实际的则RTTF预估误差 的计算公式如下所示: