A Comparative Analysis of Machine Learning Models for Anomaly Detection in Industrial Smart Meter Time-Series Data

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/info17020131
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The integration of Advanced Metering Infrastructure (AMI) provides high-resolution electrical data, essential for enhancing industrial efficiency and monitoring equipment health. However, the utility of this data is frequently compromised by anomalies, underscoring the necessity for robust, automated detection methodologies. This study benchmarks three distinct categories of machine learning models: a statistical baseline (SARIMA), an unsupervised classifier (Isolation Forest), and a deep learning reconstruction model (LSTM-Autoencoder). The evaluation was conducted using a multivariate dataset acquired from bakery manufactory equipment, employing a synthetic anomaly injection framework with a 5% contamination rate. The results indicate significant challenges in accurately detecting anomalies within this dataset. The SARIMA model achieved the highest average F1-Score (0.256), slightly outperforming the Isolation Forest (0.233), while the LSTM-Autoencoder performed the poorest (0.110). Critically, all models exhibited extremely low precision (ranging from 0.074 to 0.204), indicating an unacceptably high rate of false positives. The findings suggest that standard configurations of these models struggle to differentiate between true anomalies and the inherent variability of industrial operations, highlighting the need for advanced optimization and feature engineering for practical deployment.