論文の概要: Benchmarking IoT Time-Series AD with Event-Level Augmentations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15457v1
- Date: Tue, 17 Feb 2026 09:45:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-18 16:03:18.024185
- Title: Benchmarking IoT Time-Series AD with Event-Level Augmentations
- Title(参考訳): IoT Time-Series ADのベンチマークとイベントレベル拡張
- Authors: Dmitry Zhevnenko, Ilya Makarov, Aleksandr Kovalenko, Fedor Meshchaninov, Anton Kozhukhov, Vladislav Travnikov, Makar Ippolitov, Kirill Yashunin, Iurii Katser,
- Abstract要約: 実世界の問題をシミュレートする統合されたイベントレベル拡張による評価プロトコルを提案する。
5つの公開異常データセット上で14の代表的なモデルを評価する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 34.864214444544565
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Anomaly detection (AD) for safety-critical IoT time series should be judged at the event level: reliability and earliness under realistic perturbations. Yet many studies still emphasize point-level results on curated base datasets, limiting value for model selection in practice. We introduce an evaluation protocol with unified event-level augmentations that simulate real-world issues: calibrated sensor dropout, linear and log drift, additive noise, and window shifts. We also perform sensor-level probing via mask-as-missing zeroing with per-channel influence estimation to support root-cause analysis. We evaluate 14 representative models on five public anomaly datasets (SWaT, WADI, SMD, SKAB, TEP) and two industrial datasets (steam turbine, nuclear turbogenerator) using unified splits and event aggregation. There is no universal winner: graph-structured models transfer best under dropout and long events (e.g., on SWaT under additive noise F1 drops 0.804->0.677 for a graph autoencoder, 0.759->0.680 for a graph-attention variant, and 0.762->0.756 for a hybrid graph attention model); density/flow models work well on clean stationary plants but can be fragile to monotone drift; spectral CNNs lead when periodicity is strong; reconstruction autoencoders become competitive after basic sensor vetting; predictive/hybrid dynamics help when faults break temporal dependencies but remain window-sensitive. The protocol also informs design choices: on SWaT under log drift, replacing normalizing flows with Gaussian density reduces high-stress F1 from ~0.75 to ~0.57, and fixing a learned DAG gives a small clean-set gain (~0.5-1.0 points) but increases drift sensitivity by ~8x.
- Abstract(参考訳): 安全クリティカルなIoT時系列の異常検出(AD)は、信頼性と現実的な摂動下でのイヤーラインという、イベントレベルで判断する必要がある。
しかし、多くの研究は、実際にモデル選択の値を制限するため、キュレートされたベースデータセットのポイントレベルの結果を強調している。
本稿では,センサドロップアウトの校正,リニアドリフトとログドリフト,付加雑音,ウィンドウシフトといった実世界の問題をシミュレートしたイベントレベル拡張による評価プロトコルを提案する。
また,根本原因分析を支援するために,チャネルごとの影響推定によるマスク・アズ・サス・ゼロ化によるセンサレベルの探索を行う。
我々は,5つの公共異常データセット(SWaT,WADI,SMD,SKAB,TEP)と2つの産業的データセット(蒸気タービン,原子力ターボジェネレータ)について,統合分割とイベントアグリゲーションを用いて14の代表モデルを評価する。
グラフ構造化モデルは、ドロップアウトとロングイベントの下で最高の転送を行う(例えば、加算ノイズF1では、グラフオートエンコーダでは0.804->0.677、グラフアテンションモデルでは0.759->0.680、ハイブリッドグラフアテンションモデルでは0.762->0.756)。
ログドリフト下のSWaTでは、正規化フローをガウス密度に置き換えることで、高いストレスF1を ~0.75 から ~0.57 に低減し、学習したDAG を固定すると、小さなクリーンセットゲイン(~0.5-1.0 ポイント)が得られるが、ドリフト感度は ~8倍に向上する。
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