D-S证据推理应用

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D-S证据理论方法

D-S证据理论方法

c 1
M1( A1)M 2 ( A2 )
M1( A1)M 2 ( A2 )
A1 A2
A1 A2
9
多个概率分配数的合成规则
多个概率分配函数的正交和
定义为:
其中
M () 0, A
M ( A) c1
M i ( Ai ), A
Ai A 1 in
c 1 Mi ( Ai ) Mi ( Ai )
4
基本概率分配函数
定义1 基本概率分配函数 M M : 2 [0, 1]
设函数 M 是满足下列条件的映射: ① 不可能事件的基本概率是0,即 M () 0 ;
② 2 中全部元素的基本概率之和为1,即 M ( A) 1, A
则称 M 是 2上的概率分配函数,M(A)称为A的基本概率数, 表示对A的精确信任。
15
一个实例
假设空中目标可能有10种机型,4个机型类(轰炸机、大 型机、小型机、民航),3个识别属性(敌、我、不明)。
下面列出10个可能机型的含义,并用一个10维向量表示 10个机型。对目标采用中频雷达、ESM和IFF传感器探测, 考虑这3类传感器的探测特性,给出表5-1中所示的19个有意 义的识别命题及相应的向量表示。
16
表5-1 命题的向量表示
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
机型 我轰炸机 我大型机 我小型机1 我小型机2 敌轰炸机1 敌大型机 敌小型机1 敌轰炸机2 敌小型机2 民航机
Am Ak 1 j J
cs 1
M sj ( Am )
M sj ( Am )
Am 1 j J
Am 1 j J
14
中心式计算的步骤
② 对所有传感器的融合结果再进行融合处理,即

D-S证据理论在群决策支持系统中的应用

D-S证据理论在群决策支持系统中的应用

te h GD SS.
Ke wo d : - v e c h o y;G S v rs D S E i n e T e r d DS
0 引 言
m 。 I 。 ,…f分别为其基本概率分布 值,则合成的新信 任函 ,m I l ‘
群决策支持系统 ( SБайду номын сангаас G S是在多个决策系统和多个决策者 D

知识库中的模型进行管理和维护, 最终实现机 器的智能化处
理。
证据体的信 任程度,定义基本可信度分配函数公式如下 :
依据 以上的基本步骤, 通过各个 子系统 来有效进行动态
肌 ,
o: 照 : () l ) 小@ : ∑o0 ,)

( 4 )
的决策过程, 并实时管理 。 能化的群决 策支持 系统 已成为 智

要: 针对 以往决策方法 的不足 ,运用 D S - 证据理论 融合处理 多个决策 的结果 ,以提 高准确性 与可靠性 ,辅助做 出
科 学化 的决策 ,以完善建立群决策支持 系统。
关键词 : 证据理论: 群决策支持系统 中图分类号 :T 1 P8 文献标识码 :A 文章编号 :1 7 — 7 2 (0 7 1 0 6 - 2 6 1 4 9一2 0 )- 05 0
t s t e e l o fu e h r su ts. I c n en an e h v r t a h c t e e aci d el abi i f s e ti c eci i - m ty an r i l ty or ci n fi d s on aki g an n p r ct n d ca e fe
0● ∞迁 曙 理 论 在 群 决 策 支 待 系 统 中 的 应 甩

D-S证据理论方法

D-S证据理论方法

M(民航)=0.00228/0.229=0.01
M(不明)=0.000403/0.229=0.00176
21
分布式计算方法
传感器1
M 1 j ( Ak )


传感器2
M 2 j ( Ak )


传感器S
M S j ( Ak )

M1 ( Ak )
融 M 2 ( Ak ) 合 M ( Ak )
中 心
传感器1
传感器2
传感器n
命题的证据区间 命题的证据区间 命题的证据区间




最终判决规则


基于D-S证据方法的信息融合框图
融合 结果
11
单传感器多测量周期可信度分配的融合
设 M j ( A表k )示传感器在第
j( 个j 测1量,.周..,期J )对命题
Ak
(k 1, ,的K可) 信度分配值,则该传感器依据 个周期的测量积n累对命题 的
( A) PI(A) Bel( A)
对偶(Bel(A) ,Pl(A))称为信任空间。
7
证据区间和不确定性
信任区间
0
Bel(A)
支持证据区间
Pl(A)
拒绝证据区间
拟信区间
信任度是对假设信任程度的下限估计—悲观估计; 似然度是对假设信任程度的上限估计—乐观估计。
8
5.4 D-S证据理论的合成规则
5 D-S证据理论方法
5.1 D-S证据理论的诞生、形成和适用领域 5.2 D-S证据理论的优势和局限性 5.3 D-S证据理论的基本概念 5.4 D-S证据理论的合成规则 5.5 基于D-S证据理论的数据融合

D-S证据推论理论

D-S证据推论理论

火灾的发生是一个伴有光、烟、温升、辐射和气体浓度变化的综合现象,需要利用各种火灾传感器检测和捕捉这些信息,我们可以根据具体的情况,选择两种或两种以上火灾传感器组来检测火灾状况。

本火灾预警报警系统采用了两级传感器信息融合,一级是局部(即象素级)融合,采用经典的自适应加权融合估计算法,克服了单个传感器的不确定性和局限性,获得被测对象的一致性解释与描述。

二级是在全局(即决策层)进行融合,采用证据理论。

Dempster-shafer(D-S)证据理论是概率论的推广,它允许人们对不确定性问题进行建模,并进行推理,能够更加客观的反映事物的不确定性。

在具体设计时,本文分三个模块进行处理,D-S 合成模块、BPA 模块、局部决策模块。

系统的结构示意图如图2-8所示。

图2-8 系统结构简图1.局部融合算法在局部融算法中采用自适应加权数据融合算法,不但可以优化传感器的数据,还能够有效剔除环境干扰信号,它的中心思想是根据各个传感器数据误差的大小,分配不同的权数,精度高的数据由于误差小,分配的权数较大,反之较小。

设有n 个传感器来检测某一火灾特征,它们的方差分别为n 22221...,σσσ,各传感器的测量值分别为n x x x ...,21,相互独立, 假定各传感器的加权因予别为n w w w ...,21,那么加权因子引入后,系统的传感器数据融合值为: ∑==ni i i x w x1ˆ (2-23) 式中11=∑=ni i w总均方差为:()[]()()()∑∑====--+-=-=ni nji j i jijii x x xx w w E x x w E xx E 1,1,12222ˆˆ2ˆˆσ (2-24)因为n x x x ...,21彼此相互独立,且是x 的无偏估计,所以:()()0ˆˆ=--j i x x xx E ()n j i j i ...2,1,,=≠ (2-25)则有:()∑∑==--=ni ni i i i w xx w 112222ˆσσ (2-26)上式中的σ是各加权因子i w 的多元二次函数,它的最小值的求取就是在加权因子n w w w ...,21满足归一化约束条件下多元函数极值的求取。

战场目标识别中的D-S证据理论应用

战场目标识别中的D-S证据理论应用
和复杂 化导致对 传统 的数据 和 信号 处理 系统 提 出 了更 高
的要求 。先进 的作 战管 理系 统在控 制 日益 增 多 的复杂 武
器系统 时 , 须从大量 的可移动 的和活动 的传感器 台站收 必 集数据并加 以融合 。为 了满足实 时防御 系统 的要求 , 要 需 对数据进行 迅速和有 效的处 理 , 传统 的数 据处理 常常做 但 不到这一点 。特别是 , 当所需 要检测 的 目标信号 淹没在 大 量噪声和不相关 信号 与杂波 中时 , 应用 人工方 法对微弱 目
Ke od : mcoes i s n s aafs n b c eont n D m s r hfr D S eiec hoy yw r s i si c i a ;dt ui ;oj trcgio ; e pt — a ( — ) vdne t r ; r m i a i n o m pse — h f r e i n e t e r n lc to fDe t r S a e v de c h o y i
b t e e b t eo nt n at f l o jc c g io l d i e r i
L U Xio d n,W U J n,L N eFn I a —a u I Xu — e ( otrd aeDe at n , tlr a e f L Hee 2 0 3 , hn ) P sga u t pr me tArieyAcd myo A, fi 3 0 1 C ia l P
架进行 运算 , 提供 计算 幂元 素 的逻 辑 。DS推理 用于 多 并 — 传感器数 据融合时 , 由各 传感 器独 立获得关 于识别 目标 的
fr ahsno, eM orec aatr tscnb curd E pr et eut so a ebte e bet o ec e srt E suc h rc i i a eaq i . x e m n sl hwt th a l l ojc h e sc e i r s h t tf d i

D-S证据理论在目标身份识别中的应用

D-S证据理论在目标身份识别中的应用

【 关键 词 】 身份属 性 ,D— S理论 ,基 本概 率指派 ,合成规 则
中 图 分 类 号 :T 1 P3 文 献 标 识 码 :A
AB T S RACT To c u t r t e q e to fmu t s u c n o ma i n f so o i e tf h t rb t n o a g t ,D- vd n e t e r o n e h u si n o li o r ei f r to u i n t d n i t ea t i u i ft r e s - y o S e i e c h o y
D S证据 理论 在 目标 身 份 识 别 中 的应 用 -
文 章 编 号 : 0 3 5 5 ( 0 1 1 - 0 80 10 -8 0 21 )200 -3
2 1 燕 01
D— 据 理论 在 目标 身份 识 别 中的应 用 S证
Ap lc to f D- i e e The r o Ta g tI e i i a i n p i a i n o S Ev d nc o y t r e d ntf c tO
对传 感 器观测 实体 的身份识 别 与判断是 信息 融合 技 术 的 一个 非常 重要 的任 务 , C I系统 的一个 关 键 是 。 功 能C引。利 用多 传感器 完成 目标检 测和 定位 之后 , 卜 目
策 略是 将 证 据集 合 划 分成 两 个 或 多个 不 相关 的部 分 , 并 利 用 它 们 分 别 对 辨 识 框 架 独 立 进 行 判 断 , 后 用 然
势 与威 胁评 估有着 非常重要 的意义 。

个 通 用传感 器所包 含 的身份信 息是有 限的 。如

部 搜 索雷 达 , 管在很 远 的距 离上 就能够 发现 目标 , 尽

改进D-S证据理论及其在无损检测中的应用

改进D-S证据理论及其在无损检测中的应用
办法 。
定义 2 命题 的信任 函数 Bl eef co) 真度 函数 eblfu tn ( i ni 和似
P( as itf co ) 义 为 : l lui lyu tn定 p b i n i
B ( )∑m B , A U e A : ( )V c l _
B_ A c
( 3 )
() 4
P( : 一 e( ) 1 A) 1 B l =
可 以 证 明 : 0 m2 m 0 m1 ml =2 ( 0 m 0 m = l ( 2 m3 m1 2) 3 m 0 m 0 )
公式( 是 D s证据理论 的核 心 , 过它可 以把若干条独 5 ) — 通
1 D S证据 理论 —
D s证据理论是 D m s r 2 — e pt 于 O世纪 6 e O年代首 次提 出 , Sa r hf 对他做 了进一步的发展 , e 并使之系统化 、 理论化 , 形成 了
AC U
称 mA为 A的基本概率值 ( P 。当 A () B A) ≠U时 , 表示对
命题 A的精确信任程度, = 当A U时, ( 表示 m不知怎么分 mU ) 配 , A为 u的子集且 mA ≠0 , A为 m的焦元 ( cl 当 () 时 称 fa o
f co 。 u tn) ni
【eA,1 ) Bl ) ( ] ( PA 就表示对 A的信任 区间。 不同的证据代表 了 不同的信息来 源 , 两个系统的 B A表示 了不 同系统对各命题 P 的支持程度 ,_ 规则反映 了 DS 信息 的重新分配。
定义 3 设有 2 个推理系统 ,它们的概率赋值和信任函数
分别为 ml 2和 B l,e , , m el l 对于子集 A, B2 将这 2个推理系统的

D-S证据理论方法在目标识别中的应用

D-S证据理论方法在目标识别中的应用
维普资讯

第 2 卷 第 5期 2 20 年 1 07 0月
光 电技 术 应 用
E乙 D 一臼P" 己 0 4 , 4 W
、b . 2. . , 12 No 5
Oco e . o 2 5 2 0 )5—0 6 —0 07 4
数据融合不 同层次对应不 同的算法 , 在决策层 数据 融 合 中 , e se—hrr证 据 理 论 ( h — D mptr a S e T eD S ter f vdne是适 合 于多传 感器 目标 识别 的一 h yo iec) o e 种不精 确推理 方 法 [_ . 满 足 比概 率 论 更 弱 的公 1 它
Z HOU n — u Bi g y ,L Ye U ,LIZ u n ,W U i ig h ag Ha— n n

( otes R s r nt ue0 Eetoi e nl y, izo 2 0 0 hn ) N rhat e a c Isi t 厂 l rnc T c oo Jn hu 1 10 ,C ia e h t c s h g
D—S证 据 理 论方 法 在 目标 识 别 中的应 用
周炳玉 , 野 , 卢 李 壮 , 海宁 巫
( 东北 电 子技 术研 究 所 , 宁 辽 锦州 1 10 ) 2 0 0

要 :- 证据组合理论 已经成为不确定性推理 的~ 种重要方法 , 于该理论 的多传感 器决策层数据融合 已得到广泛应 用 . DS 基
s se .Th S t e r fe ie c n S’ ueo o bn t n ae ito u e .Th rg a a d d cs n y tms eD— h yo vd n ea d D- Sr l fcm iai r n r d cd o o ep o r m n eii o meh so aaf s nb sdo Se ie c o iain r l r ec ie .D— h r f vd n ei u e oi to f t i ae nD— vd n ec mb n t eaed s r d d d u o o u b S t e yo ie c sdt — o e s
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实例研究
实例结论
由以上实例可看出 ,每种融合方法得出的结论基本 一致。即: 方案 6最值得投资 ,方案 1最不值得投资。也 不难发现 ,采用 D-S融合方法比不采用该方法进行决策 更利于方案的集中 ,数据融合使得系统的不确定性下降 ,基本概率函数分布趋势更加明显 ,根据同样的决策规 则进行方案比较 ,能够更加充分地利用系统的信息 ,提 高系统辨识目标方案的准确性。
D-S证据推理方法的功能
D-S证据推理作为不确信推理的有效方法 ,是一种 决策理论 ,它能够很好地处理具有模糊和不确定信息的 合成问题。与概率决策理论 (如 Bayes理论 )相比 ,它不 但能处理由知识不准确引起的不确信性 ,而且能处理由 不知道引起的不确信性 ,也不用给出先验概率,而是基 于从属关系值 , 使用命题演算作为在 D -S 框架下的推 理过程 。
试验论证
试验论证
先用优化后的BP网络诊断来建立证据推理模型。 设新人函数Bel1对应于第一册点的诊断结果,信任函 数Bel2对应第二测点的诊断结果,这两个信任函数的 焦点元素都是A1,A2,A3,A4,A5,A6,分别代表完好状态, 不对中,碰摩,不平衡,油膜涡动,油膜震荡六种故 障模式。它们构成了信任函数Bel1,Bel2的共同分边框。 经D-S证据推理融合以后的诊断结果,再与测点3进行 融合,最后得到三个测点的融合结果:
D-S证据推理的步骤
( 1) 求出各个证据的基本概率赋值 m (i ) ; ( 2) 求解证据的不确信度 m (Θ) ; ( 3) 利用 D-S合成推理规则 ,形成新的信任函数 Bel( A)
,并求解其基本概率赋值 m ( A) ; ( 4) 解决具有相关性和冲突性证据的合成问题。
实例研究
基于 D-S证据推理的项目投资综 合决策模型与应用
我们将投资决策系统的指标体系视为一组证据信 息 , 利用D-S合成推理规则显然是非常合理。 D-S证据 理论应用于投资项目综合决策时 ,由各独立指标所获得 信息产生的特征度量构成了该理论的证据。 通过构造 相应的基本概率分布函数 ,对所有的证据 (包括 Θ)赋 予一定的不确信度 ,利用这些证据合成新的证据。
试验论证
在转子试验台上进行试验验证 ,在其上选择三个不 同的测点 , 表 2 是转子不对中时各测点 BP 网络的诊断 结果。
试验论证
对以上结果进行处理,计算出m(Ai)(基本概率值), Ai表示故障模式,i=1,2,3,4,5,6。计算结果m(Ai)即为
每个样本中第i种故障模式的基本概率值。经归一化处 理后得到的基本概率值如表3所示。
D -S 证据推理在机械故障诊断中 的应用
在进行故障诊断时 ,可以用多传感器来对不同位置 进行测量, 对每个传感器的测量结果进行初步诊断,再 用 D -S 证据推理对它们进行融合。用 D -S 证据推理 进行决策层融合时 ,一般都要建立相应的质量函数, 难 度很大 ,为避免建立质量函数的麻烦,本文借助了成熟 的 BP 网络技术 ,对每一测点先用 BP 网络进行局部诊 断 ,各测点的诊断结果经过优化处理后建立证据推理模 型 ,进行综合诊断。
D-S证据推理的应用实例
基于 D-S证据推理的项目投资综合决策模型与应用
D -S 证据推理在机械故障诊断中的应用
结合 D-S 证据推理的贝叶斯网络法在配电网可靠性 评估中的应用
基于 D-S证据推理的项目投资综 合决策模型与应用
项目投资综合决策要处理的信息大都是不精确的、 不完备的、模糊的、甚至是相互矛盾的 ,具有不确信性。 为了有效地进行投资分析和决策 ,需要用形式化的方法 来描述这些不确信信息 ,并进一步探讨不确信推理的方 法。不确信推理一般不强求逻辑上的完备性 ,只是对不 确信信息在误差允许的范围内做出近似推理判断 ,虽然 推理不一定能得到最佳的决策结果 ,但一般能给出专家 级决策结果 ,基本上可以满足应用领域应用
在机械故障诊断中 ,无论传感器的种类和性质如何, 最 终用于故障诊断的总是一些数字诊断指标,一般说来 , 机械
设备的这些诊断指标是具有不确定性的。而且即使对同一 台机器同一种工况下,不同工作循环内测得的振动信号的特 征参数也不完全相同, 有时甚至相差很大。设备状态参数 与诊断指标之间的这种不确定关系, 决定了诊断问题本质 上的不确定性。为了提高诊断的精确性和可靠性,最大限度 地利用各种信息, 解决靠单一传感器获得的单一指标进行 诊断所带来的不确定性, 本例从提高故障诊断精度出发, 提 出了基于多测点的 D -S 证据推理的数据融合方法, 并利用 优化后的神经网络诊断结果来建立证据推理的诊断模型, 利用同源数据进行融合 , 既避免了建立质量函数的麻烦,又 降低了诊断的不确定性 。
m(Ai)={0.996207 0.000260 0.000077 0.001339 0.001446 0.000654} m(θ)=0.000017.
结合 D-S 证据推理的贝叶斯网络 法在配电网可靠性评估中的应用
配电系统处于电力系统末端,直接与用户相连, 是电力系统向用户供应电能和分配电能的重要环节。 近年来随着人们对配电系统在供电可靠性中地位认识 的提高,配电系统可靠性的研究得到了迅速的发展。
贝叶斯网络对配电网可靠性的估 计
加入D-S证据理论的贝叶斯网络对 配电网的可靠性估计
总结
D-S证据理论的应用十分广泛。它是一种更准确 的估计模型。它建立了命题和集合之间的一一对应关 系,把命题不确定问题转化为集合不确定问题。在一 些决策问题的决策,检修问题的判断等领域有着重要 的作用。
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