Visual analytics e outlying aspect mining: contextualização de anomalias considerando questões temporais e multidimensionais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Benghi, Felipe Marx
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25358
Resumo: Outlying Aspect Mining (OAM) is a new way of handling outliers that, instead of focusing solely on the detection, also provides an explanation for the abnormal status. For this purpose, a subspace of attributes considered as the most relevant for understanding the sample outlying aspects is presented. There are many challenges associated with the application of OAM, such as combinatorial explosion of the search space and ability to compare metrics calculated for subspaces with different dimensionalities. Even só, listing a group of attributes is not sufficient for a human specialist to comprehend the situation and take the necessary actions. A higher-level, visual approach can improve the process by providing better cognitive clues to experts. Here we describe the application of an OAM technique in a fault detection problem for locomotives. Based on the experience obtained in this use case, we proposed and developed a Visual Analytics platform for the processing and representation of data in a user-friendly interface. A novelty available on this platform are parallel coordinates plots that also display temporal multidimensional data. Such representation tries to circumvent human visual system limitations and helps the outlier investigation. To explore and validate the applicability of the developed tool, the locomotive operation use case is employed again.
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spelling Visual analytics e outlying aspect mining: contextualização de anomalias considerando questões temporais e multidimensionaisVisual analytics and outlying aspect mining: contextualization of anomalies considering temporal and multidimensional issuesLocomotivasLocalização de falhas (Engenharia)Analítica visualInteração homem-máquinaAmostragem (Estatística) - AnomaliasÁrvores (Teoria dos grafos)LocomotivesFault location (Engineering)Visual analyticsHuman-computer interationSampling (Statistics) - AbnormalitiesTrees (Graph theory)CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOCiência da ComputaçãoOutlying Aspect Mining (OAM) is a new way of handling outliers that, instead of focusing solely on the detection, also provides an explanation for the abnormal status. For this purpose, a subspace of attributes considered as the most relevant for understanding the sample outlying aspects is presented. There are many challenges associated with the application of OAM, such as combinatorial explosion of the search space and ability to compare metrics calculated for subspaces with different dimensionalities. Even só, listing a group of attributes is not sufficient for a human specialist to comprehend the situation and take the necessary actions. A higher-level, visual approach can improve the process by providing better cognitive clues to experts. Here we describe the application of an OAM technique in a fault detection problem for locomotives. Based on the experience obtained in this use case, we proposed and developed a Visual Analytics platform for the processing and representation of data in a user-friendly interface. A novelty available on this platform are parallel coordinates plots that also display temporal multidimensional data. Such representation tries to circumvent human visual system limitations and helps the outlier investigation. To explore and validate the applicability of the developed tool, the locomotive operation use case is employed again.Outlying Aspect Mining (OAM) é um novo método para o tratamento de anomalias que, em vez de focar somente na detecção, também fornece uma explicação para o estado anormal. Para tanto, é apresentado um subespaço com os atributos considerados mais relevantes para a compreensão dos aspectos excepcionais da amostra. Existem muitos desafios na aplicação de OAM, como a explosão combinatória do espaço de busca e a habilidade de se comparar métricas calculadas para subespaços com diferentes dimensionalidades. Ainda assim, listar um grupo de atributos não é o bastante para um especialista humano compreender a situação e tomar as medidas necessárias. Uma abordagem visual e de alto nível pode melhorar o processo e fornecer melhores indícios cognitivos para especialistas. Neste trabalho, descrevemos a aplicação de uma técnica de OAM em um problema de detecção de falhas em locomotivas. A partir da experiência adquirida neste caso de uso, propusemos e desenvolvemos uma plataforma de Análise Visual para processamento e apresentação de dados de forma amigável a humanos. Uma novidade disponível nesta plataforma são gráficos de coordenadas paralelas que exibem dados temporais multidimensionais. Esta representação busca contornar as limitações do sistema visual humano e ajuda na investigação de anomalias. Para explorar e validar a usabilidade da ferramenta desenvolvida, o caso de uso de operação de locomotivas é novamente empregado.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Computação AplicadaUTFPRGomes Junior, Luiz Celsohttp://lattes.cnpq.br/0370301102971417Santanche, Andrehttps://orcid.org/0000-0002-1756-4852http://lattes.cnpq.br/5121623021406209Gomes Junior, Luiz Celsohttp://lattes.cnpq.br/0370301102971417Delgado, Myriam Regattieri de Biase da Silvahttps://orcid.org/0000-0002-2791-174Xhttp://lattes.cnpq.br/4166922845507601Benghi, Felipe Marx2021-06-22T22:26:39Z2021-06-22T22:26:39Z2020-11-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBENGHI, Felipe Marx. Visual analytics e outlying aspect mining: contextualização de anomalias considerando questões temporais e multidimensionais. 2020. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25358porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-06-23T06:04:06Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/25358Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-06-23T06:04:06Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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