二型模糊粗糙集

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粗糙集理论优质获奖课件

粗糙集理论优质获奖课件
点之
若rij=1, 且 i≠j, 则rji=0
对M2中1所 在位置,M 中相应位置 都是1
假如两 假如顶
点之
点xi
间有边, 到xj有边,
一定
xj
13
4、等价关系
等价关系旳定义:设R是非空集合A上旳关系,假如满足 ⑴ R是自反旳; ⑵ R是对称旳; ⑶ R是传递旳; 则称R是A上旳等价关系。
21
内容提要
一、概述 二、知识分类 三、知识旳约简 四、决策表旳约简 五、粗糙集旳扩展模型 六、粗糙集旳试验系统 七、粒度计算简介
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一、 概述
现实生活中有许多模糊现象并不能简朴地 用真、假值来表达﹐怎样表达和处理这些现 象就成为一种研究领域。早在1923年谓词逻 辑旳创始人G.Frege就提出了模糊(Vague)一 词,他把它归结到边界线上,也就是说在全 域上存在某些个体既不能在其某个子集上分 类,也不能在该子集旳补集上分类。
自反性 反自反性 对称性 反对称性 传递性
12
关系性质旳三种等价条件
体 现 式
关系 矩阵
关系图
自反性 IAR
主对角 线元素 全是1
每个顶 点都有 环
反自反性 R∩IA=
主对角线 元素全是 0
每个顶点 都没有环
对称性 R=R1
反对称性 R∩R1 IA
传递性 RRR
矩阵是对称 矩阵
假如 两个 顶
定义 假如一种集合满足下列条件之一: (1)集合非空, 且它旳元素都是有序对 (2)集合是空集 则称该集合为一种二元关系, 简称为关系,记作R. 如<x,y>∈R, 可记作 xRy;假如<x,y>R, 则记作xRy
实例:R={<1,2>,<a,b>}, S={<1,2>,a,b}. R是二元关系, 当a, b不是有序对时,S不是二元关系 根据上面旳记法,能够写1R2, aRb, aSb等.

重庆邮电大学硕士研究生学位论文-计算机学院

重庆邮电大学硕士研究生学位论文-计算机学院

答辩公告学位论文名称:1.元搜索引擎检索结果聚类技术的研究与改进2.基于NTFS文件系统的计算机取证研究3. 利用上下位关系的中文短文本分类研究4. B2C电子商务中商品推荐算法研究5. 基于兴趣点多特征融合的物体识别方法研究6. 基于转座子聚集性的转座预测工具研究生姓名:丁进标, 王石东, 王盛, 谢名亮, 赵灵芝, 叶明星指导教师:安世全,杜江,樊兴华,李大学,李伟生,谭军专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2216教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:邱玉辉答辩委员会委员:王国胤,蔡应繁,蒋溢,刘伯红重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.不同时延下Swarm突现计算模型的稳定性研究2.功能CT定量监测肿瘤微环境的应用研究3. DNA多态性与癌症的关联性算法研究4. 平行同源基因中内含子得失率算法研究5. 遥感图像中飞机目标的检测与识别6. 基于SOA的物流信息系统管理平台的研究和应用7. 岩石裂隙间距测量中图像处理技术的应用研究研究生姓名:王兰芬, 李婷婷, 林俊华, 向浏欣, 刘娟, 王晨光,杨民指导教师:刘群,钱鹰,谭军,王卫星专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2216教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:邱玉辉答辩委员会委员:王国胤,蔡应繁,蒋溢,苏畅重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.一种基于HPM的多处理器架构软件性能分析方法研究与实现2.中文短文本分类中的关联强度语言模型研究3. 基于样图的纹理合成方法研究4. 基于局部线性嵌入的人脸识别方法研究5. 基于H.264的WLAN可视电话视频编码技术研究与应用6. 嵌入式linux2.6内核实时调度研究及移植研究生姓名:罗江华, 周志伟, 王伟, 张勤, 郑幸福, 王少峰指导教师:程克非,樊兴华,金文标,李伟生,龙昭华专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2217教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:李祖枢答辩委员会委员:李银国,吴渝,豆育升,王英重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.无线局域网可视电话硬件设计与实现2.功能CT成像造影剂注入方法优化的研究3.偏微分方程的并行计算及应用研究4. 基于分数阶微分的岩石微裂隙检测算法研究5. Linux内核软中断机制及其在网络子系统中的应用研究6. 面向震害应急的数据集成与可视化技术研究7. 基于HMM-SVM的音频分类与检索算法研究研究生姓名:张辉, 王胜益, 邹谋, 于鑫, 韩松, 李林,杨会云指导教师:龙昭华,钱鹰,田有先,王卫星,熊安萍,袁正午,郑继明专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2217教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:李祖枢答辩委员会委员:李银国,吴渝,豆育升,刘洪涛重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于Hash的电子证据获取方法研究2.基于内容感知的图像缩放算法研究3. TD-LTE终端传输技术研究及FPGA实现4. 无线局域网可视电话信令协议SIP设计与研究5. 无线局域网视频实时传输系统的设计与实现6. 遥感图像中机场跑道的检测研究生姓名:薛垂民, 王旭松, 林丹, 李明哲, 林远华, 周宁指导教师:陈龙,金文标,李小文,龙昭华,王卫星专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2215教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:曾孝平答辩委员会委员:谢显中,李伟生,杜江,曾宪华重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于粒子系统的实时烟火场景模拟2.BBs网络舆情分类与定量评价研究3. Swarm突现计算模型的突现行为定量研究4. 时空约束的轨迹聚类方法研究与应用5. 基于快照的高效文件系统研究6. web搜索结果聚类方法研究7. 无线传感器网络路由算法研究研究生姓名:梁伟, 吴焕政, 周凯, 张旭, 唐巍, 谌强,梁均军指导教师:刘群,吴渝,夏英,熊安萍,于洪,袁正午专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2215教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:曾孝平答辩委员会委员:谢显中,李伟生,杜江,张力生重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于主动TCM-EKNN的个性化邮件过滤技术研究2.面向ATM机视频的视频取证技术研究及应用3. 并行计算技术在分子动力学模拟中的研究与应用4. 光化学反应仿真实验系统的研究与实现5. 光化学反应计算机模拟程序的并行化实现6. 非线性动力系统中的需求演化模型研究研究生姓名:李荣, 谭响林, 王亮, 羊金花, 张艳, 葛智指导教师:陈龙,豆育升,葛君伟专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2201教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:张自力答辩委员会委员:邓亚平,甘玲,胡学刚,游晓黔重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.以数据为中心的无线传感器网络信任评估机制的研究2.基于IEEE 802.11e的接入控制算法研究与设计3.无线传感器网络能量有效通信协议研究4. 基于贝叶斯的个性化邮件分类技术研究5. 分布式拒绝服务攻击中IP溯源技术研究6. 基于流立方体频繁模式挖掘算法研究7. 基于BIC的音频分割技术研究研究生姓名:李明明, 孟曼, 任东海, 张俊麒, 熊文柱, 程宇翔,张萍指导教师:胡建斌,刘宴兵,尚凤军,王国胤,阳小龙,袁正午,郑继明专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2201教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:张自力答辩委员会委员:邓亚平,甘玲,胡学刚,张清华重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.无线传感器网络路由协议的研究2.无结构P2P路由算法研究3. 基于Adaboost算法的视频车牌检测方法研究及应用4. 运动模糊车牌图像识别关键技术研究5. 嵌入式操作系统AutoOSEK配置工具的设计与实现6. 基于跨层设计的IEEE 802.16 Mesh网络带宽分配机制研究研究生姓名:陈莉, 李杰, 卢道兵, 林小晶, 叶家盛, 周琴指导教师:邓亚平,方义秋,甘玲,李银国,刘宴兵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2202教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:朱庆生答辩委员会委员:龙昭华,于洪,瞿中,蒲兴成重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.面向万兆网络流量测量的快速流分类算法研究2.语音识别系统的关键技术研究3.质量管理中孤立点分析的应用研究4. 基于IEEE802.16接入控制和动态轮询算法研究5. 智能视频监控系统中目标检测分类及跟踪研究6. 模糊时间约束角色访问控制的研究与应用7. Wimax系统中频模块的设计与实现研究生姓名:闫亮, 孔浩, 刘亚辉, 谷俊, 陈安荣, 张玉林,裴俊豪指导教师:唐红,王国胤,王越,吴慧莲,吴渝,汪林林,傅承鹏专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2202教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:朱庆生答辩委员会委员:龙昭华,于洪,瞿中,杨富平重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.非结构化对等网络资源搜索技术研究2.无线传感器网络数据融合算法的研究3. 结构化P2P网络路由机制的研究4. 基于EM算法的半监督文本分类方法研究5. 基于MOF的面向方面建模工具的研究与实现6. 面向方面的需求识别的研究研究生姓名:高涛, 牛康, 刘世朋, 郭志毅, 贺蕾, 陈议指导教师:安世全,邓亚平,樊兴华,方义秋,葛君伟专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2206教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:涂亚庆答辩委员会委员:袁正午,尚凤军,金文标,胡峰重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.面向方面的开放网格服务架构研究2.基于CGA技术的MIPv6安全绑定更新方案研究与改进3.基于二型模糊分析的图像检索相关反馈机制研究4. 基于时空相关分析的短时交通流量预测方法研究5. Web用户访问路径聚类方法研究6. 基于小波变换的音频特征提取技术研究7. 移动对象K近邻查询技术的研究研究生姓名:沈玉, 刘建荣, 白露霜,梁中军, 罗虎, 王劲松,范庆林指导教师:葛君伟,黄梅根,夏英,于洪,郑继明,邹永贵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2206教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:涂亚庆答辩委员会委员:袁正午,尚凤军,金文标,胡峰重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.多视频流异常事件检测方法研究2.电子证据保全的安全机制研究3. 无线传感器网络时间同步协议研究4. 下一代移动通信系统安全机制研究与改进5. IPSec VPN中NAT穿越的研究6. P2P流量识别技术的研究与实现研究生姓名:高如岱, 李鹏, 王旭, 付红, 葛洛雅柯, 易鹤声指导教师:陈龙,邓亚平,杜江专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2208教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:廖晓峰答辩委员会委员:唐红,王进,邹永贵,黄梅根重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.多核平台下的网格简化算法研究2.基于SMS Hubbing的短信网关漫游方案研究3. TD-SCDMA虚拟外场测试平台的研究与实现4. 基于SIP的WLAN可视电话IPv6移植研究5. 基于无线局域网的入侵检测研究6. TETRA集群系统QoS在LLC层基本链路上的实现7. 蜂窝通信网中位置更新算法研究研究生姓名:彭军超, 秦靖, 刘保林,蒿建, 黄小红,喻后强,陈凯指导教师:金文标,李秉智,龙昭华,游晓黔,袁正午专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2208教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:廖晓峰答辩委员会委员:唐红,王进,邹永贵,丰江帆重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于SIP的V oIP安全性研究2.无线传感器网络路由密钥管理方案的研究3. 交通肇事图像处理的关键技术研究4. 无线传感器网络节点定位的算法研究5. B2C电子商务环境下的库存需求预测研究6. IEEE 802.16 Mesh模式下基于协调分布式调度的接纳控制研究研究生姓名:陈锐, 彭苏,马艳春, 常新峰, 赵学斌, 康泰指导教师:杜江,甘玲,黄梅根,李大学,刘宴兵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2209教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:余建桥答辩委员会委员:陈龙,汪林林,郑继明,程克非重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.彩色人体切片图中组织识别和重建技术的研究2.2D-Gabor滤波技术在掌纹识别中的应用3.复杂背景条件下运动目标彩色分割与阴影检测算法研究4. 多目标人物跟踪和监控研究5. 实景车辆导航系统中的地图匹配算法研究与实现6. 车辆导航系统中的路径规划算法研究7. 实时流数据的存储技术研究研究生姓名:程凤香, 李娟, 王玮,刘文静, 朱冠宇,梁新发,石鑫指导教师:钱鹰,吴渝,袁正午,邹永贵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2209教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:余建桥答辩委员会委员:陈龙,汪林林,刘群,程克非重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于交通场景下的运动目标检测与分类算法研究2.基于自适应算法的视频图像清晰化研究3. 基于光流的运动估计与匹配方法研究4. 基于形态学和正则化的图像复原方法研究5. 基于RBAC扩展的网格授权认证技术研究6. 异构数据源集成及聚类挖掘的研究与应用研究生姓名:刘国庆, 谢祥华,李文羽, 吴勇, 林庆国, 刘章雄指导教师:甘玲,葛君伟,胡学刚,刘宴兵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2315教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:曹龙汉答辩委员会委员:李秉智,夏英,熊安萍,李红波重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.锥形线束CT功能成像方法研究2.Bittorrent网络的突现现象研究3.万兆网络流量监测系统的研究与实现4. 二型模糊彩色图像的边缘检测方法研究5. 基于SIP协议企业级V oWLAN平台的研究与实现6. 基于虚拟突发的OBS网络业务疏导机制研究7. 基于业务和地域区分的流量测量系统研究与实现研究生姓名:周强, 黄鼎, 程群,唐在金, 杜忠燕,黄晓松,吉朝明指导教师:钱鹰,唐红,汪林林,王卫星,阳小龙,赵国锋专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2315教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:曹龙汉答辩委员会委员:李秉智,夏英,熊安萍,李红波重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.细粒度数据完整性检验算法研究与应用2.基于贝叶斯网络的短文本分类算法研究3. 基于聚类的主题模型短文本分类方法研究4. 基于SOA的企业信息管理系统研究5. 基于朴素贝叶斯的文本情感倾向识别方法研究6. 基于粗糙集的证据理论模型及其在集值信息系统中的应用研究研究生姓名:田健, 郭泗辉,黄鑫, 倪戈鸿, 何坤, 田冉指导教师:陈龙,樊兴华,樊兴华,李秉智,李伟生,王国胤专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2316教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:孙跃答辩委员会委员:葛君伟,赵军,杨春德,杨勇重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于Lucene的生物医学文献检索系统的研究与改进2.基于信息熵和模糊集的图像边缘检测算法研究3.面向虚拟社区和引文网络的演化研究及主题发现4. 基于决策表确定性的属性约简方法及其在空间关联规则挖掘中的应用5. 感知无线电的动态频谱分配算法研究6. 基于GIS的城市震害单元化应急医疗救助建模与仿真研究7. 语音识别技术在移动GIS中的应用研究研究生姓名:赵沛沛, 王李平, 肖开洲,王丽, 后茂森,武志涛,肖旺辉指导教师:王国胤,王卫星,吴渝,夏英,谢显中,袁正午专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2316教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:孙跃答辩委员会委员:葛君伟,赵军,杨春德,杨勇重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.基于结构和纹理信息的数字图像修复算法研究2.基于ENUM架构的E.164号码域名转换技术研究3. 基于SIP协议的IMS会话建立时延性能的优化研究4. 无线传感器网络节点和路由协议的研究与实现5. 大规模分簇无线传感器网络数据传输问题的研究6. 无线传感器网络中基于自适应蚁群系统的QoS路由算法研究研究生姓名:张伟, 向康,杨富良, 高明军, 闭云松, 王寅指导教师:甘玲,李秉智,龙昭华,尚凤军专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2302教室答辩时间:2010年5月29日9:00~12:00答辩委员会主席:何中市答辩委员会委员:王越,樊兴华,刘宴兵,方义秋重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!答辩公告学位论文名称:1.并行算法在图像去噪中的应用研究2.不完备信息系统中的扩充粗糙集模型和不确定性度量研究3.基于数据融合的表情识别方法研究4. 基于QoS约束的多播路由算法研究5. 基于粗糙集的数据离散化算法研究6. 基于粒子群优化的空间数据聚类算法研究7. 空间数据库中连接查询方法的研究研究生姓名:郭静, 马希骜, 邓捷方,邓超, 张文波,陈竹,徐海波指导教师:田有先,王国胤,杨春德,赵军,邹永贵专业(学科):计算机科学与技术院(系、所):计算机科学与技术学院答辩地点:2302教室答辩时间:2010年5月29日14:00~18:00答辩委员会主席:何中市答辩委员会委员:王越,樊兴华,刘宴兵,方义秋重庆邮电大学研究生部2010年5月28日欢迎旁听!。

三支决策模型应用方法研究进展

三支决策模型应用方法研究进展

引文格式:赖祎斌,刘财辉,周琪.三支决策模型应用方法研究进展[J ].赣南师范大学学报,2023,44(3):1-10.三支决策模型应用方法研究进展*赖祎斌,刘财辉†,周 琪(赣南师范大学数学与计算机科学学院,江西赣州 341000)摘 要:粗糙集理论是一种有效的数学工具,可用于处理模糊数据及问题不确定性分析.但经典粗糙集理论处理实际问题存在很大弊端,例如对等价类划分的要求过高㊁边界域处理困难等.文章对近年来的三支决策模型有关的研究进行详细的综述,主要包括三支决策模型分析方法的理论框架㊁基本概念以及主要研究思想,并对目前已有的三支决策模型研究中存在的一些问题进行探讨,为后续研究提供理论参考.关键词:粗糙集;粒计算;三支决策;序贯三支决策中图分类号:O 29 文献标志码:A 文章编号:2096-7659(2023)03-0001-100 引言在大数据时代,人们接受到的数据信息大多都是具有不确定性的信息,如何处理不确定㊁不精确㊁不完整㊁不一致的信息成为了当下研究的热点.从不确定性的信息数据中发现有用的知识,是国内外学者致力研究解决问题的方向之一[1-2].粗糙集理论作为一种处理模糊数据的有效数学工具,于1982年波兰学者P AW L A K [3]提出,在过去的三十多年中受到了国内外学者的广泛关注.粗糙集理论按照不可分辨关系来划分问题论域,通过上近似和下近似来描述目标概念,从而在处理不确定性和不精确性的信息时更加客观.Y A O 等[4]在粗糙集的基础上,通过设定容错阈值来放宽对上近似和下近似计算的严格限制,提出决策粗糙集理论,从而提高了粗糙集方法处理问题的容错能力.而后,通过描述损失风险的损失函数与贝叶斯决策理论相结合,计算出决策粗糙集中的阈值,并提出了三支决策理论,并且解释了粗糙集理论模型中正域㊁负域和边界域.在现有文献综述里,刘保相等[5]在2014年对三支决策与粗糙集㊁集对分析㊁模式识别的相似之处进行分析介绍;竺凡超等[6]在2020年系统地介绍了三支决策的概念㊁数据缺失概念与产生的原因,并且对数据缺失机制㊁缺失数据处理方法以及引入三支决策思想处理缺失数据的方法进行了综述.刘盾[7]在2021年从三支决策管理视角出发,介绍三支决策的管理与哲学思想,并对三支决策T A O 模型的3个重要问题进行深入分析,讨论效用三支决策和行为三支决策以及动态决策环境下的序贯三支决策模型与方法,最后给出三支决策未来的发展方向.于洪等[8]在2021年归纳总结工业大数据的特点,从应用实际中证实三支工业大数据分析已经初见成效,给出未来人工智能的发展方向,即将智能系统具备和人类相似的认知行为能力.本文的主要贡献有:对三支决策及其扩展模型进行综述,对现有的三支决策及其扩展模型的分析更加新颖㊁全面. 基于基分类器,关键技术和集成策略等经典机器学习理论视角,将经典的三支决策模型算法进行分析,并对算法优缺点㊁对比算法等进行描述与综合分析.深入分析了三支决策算法中现存的问题,并提出下一步的研究方向.1 粗糙集基本概念经典的粗糙集理论通过将论域分割为3个不相交的部分,即正域㊁负域和边界域,来描述目标概念,这种方法既能够近似地表达概念,也能够更准确地描述实际情况.2023年 赣南师范大学学报 ɴ.3第三期 J o u r n a l o f G a n n a n N o r m a l U n i v e r s i t y M a y .2023*收稿日期:2022-09-15 D O I :10.13698/j.c n k i .c n 36-1346/c .2023.03.001 基金项目:国家自然科学基金项目(61663002) 作者简介:赖祎斌(1990-),男,江西赣州人,赣南师范大学数学与计算机科学学院硕士研究生,研究方向:粗糙集,数据挖掘. †通讯作者:刘财辉(1979-),男,江西于都人,赣南师范大学数学与计算机科学学院教授,博士,研究方向:粗糙集,粒计算,机器学习等.Copyright ©博看网. All Rights Reserved.1.1 P a w l a k 粗糙集模型P a w l a k 粗糙集[3]在信息系统的基础上,通过目标概念的上下近似计算结果来对系统中对象的划分.给定一个论域U ,X ⊆U 的上近似和下近似分别被定义为:a pr X ={x ɪU |[x ]ɘX ʂ∅}={x ɪU |P X |[x ] >0}(1)a pr X ={x ɪU |[x ]⊆X }={x ɪU |P X |[x ] =1}(2)其中,P X |[x ] =|X ɘx |/x 表示对象x 属于X 的条件概率.粗糙集在知识获取,如数据预处理㊁属性约简㊁规则生成㊁知识的不确定性度量㊁获取数据依赖关系上都有着广泛都应用[9-15].1.2 概率粗糙集模型传统的粗糙集模型在将对象纳入近似区域时往往过于严格,可能需要额外的信息,或需要多次近似[16-17].粗糙集的概率模型可以修改宇宙中的粗糙集区域.将要深入研究的第一种方法是可变精度,它利用给定的概率作为参数来生成区域.第2个模型是决策理论模型,它使用正确或错误分类对象的成本来确定不同的区域.可变精度粗糙集(V P R S )方法可用于许多领域,以支持数据分析[4,18-19].V P R S 方法通过使用条件概率的边界改进了传统的粗糙集方法[20].2个参数,下限ℓ上限u 由用户或专家提供.P O S u A ={x ɪA |P (A |[x ])ȡu }(3)N E G l A ={x ɪA |P (A |[x ])ɤl }(4)B DN l ,u A={x ɪA |l <P (A |[x ])<u }(5)参数u 表示将描述为[x ]的对象A 包含到集合A 中的条件概率P (A |[x ])的最小程度.这被称为u 正区,即,如果给定对象x 的描述,其属于A 的概率大于或等于用户指定的上界概率,则对象x 被包括在集合A 中.集合A 的正区域由满足此条件的所有对象组成.同样,ℓ-负区域为负ℓA 是由下限控制的ℓ.如果某个对象x 的概率(给出其描述)属于A 小于或等于用户指定的下限概率,则该对象x 包含在集合A 中.集合A 的负区域由同样满足此条件的所有对象组成.由于u -正和ℓ-负区域增加正区域和负区域的大小.这个ℓ,u 边界区域对所有剩余对象进行分类.分类的质量是用户驱动的,因为ℓ和u 参数由用户提供.专家根据其知识或直觉提供这些参数的值.上限u 设置过低会降低任何对象正确分类的确定性.同样,设置得太高的下限l 也会出现同样的结果.特殊情况u =1和ℓ=0导致该方法与P a w l a k 模型完全相同.表1 代价矩阵A c t i o n XXca pλP P λP N a B λB PλB Na NλN P λNN 1.3 决策粗糙集模型Y A O 等[4,21]将贝叶斯决策理论引入概率粗糙集,为应对手动设置参数的缺点,提出决策粗糙集理论,计算最优的α㊁β.在决策粗糙集中定义了2个状态和3个动作:Ω={X ,X }c 包含属于和不属于2种状态,A ={a p ,a B ,a N }包含接受㊁延迟决定㊁拒绝3个动作[22-23].考虑到不同的决策动作会产生不同的损失,故设置代价矩阵,如表1所示.P P 和P N 分别表示采取动作a p 时x 属于X 和不属于X ;B P 和B N 分别表示采取动作a B 时x 属于X 和不属于X ,N P 和N N 分别表示采取动作a N 时x 属于X 和不属于X .λ表示以上各种情况所需要的带代价.由此,三支决策的规则如下:如果P (X |[x ])ȡα,则决定x ɪP O S X ; 如果β<P (X |[x ])<α,则决定x ɪB N D X ; 如果P (X |[x ])ɤβ,则决定x ɪN E G X ;其中:α=λP N -λB NλP N -λB N +λB P -λP P(6)β=λB N -λNNλB N-λNN +λN P -λB P (7)2 粒计算与三支决策粒度计算起源较早,现在广泛应用于各个领域.Z A D E H [24]于1979年首次在模糊集的背景下引入信息粒化的概念,1997年,L I N [25]正式提出粒度计算这一术语.粒计算的粒度组成一般包括3个部分:粒度㊁粒度2赣南师范大学学报 2023年Copyright ©博看网. All Rights Reserved.特征和粒度结构,其中粒度特征是所有粒度共享的一组公共属性,粒度结构描述了所有粒度之间的结构关系.粒计算目前已广泛应用于图像处理㊁机器学习㊁复杂问题解决㊁模式识别㊁智能控制㊁人工神经网络㊁知识获取㊁语言动态系统等领域[26-32].粒运算是一种用于模拟人类决策思维和处理复杂问题的先进理论,粒计算中结构化问题求解的思想能够有效的求解复杂问题[33].粒度结构是由多个级别组成的层次结构,每一个粒层由一组具有相似信息粒度的粒子组成.多层粒度结构会导致多层划分和多步决策过程.从粒运算的角度来看,序贯三支选择技术就是利用这一思想,完成从粗粒层到细粒层中间的有序选择,从而提高决策效率和精确度.2.1 三支决策算法模型三支决策是粗糙集理论与粒计算理论发展过程中所诞生的重要思想.相对于传统的二支决策而言,三支决策增加不确定做出正负决策行为时的延迟决策.三支决策基本思想是通过评价函数λx 对某个对象集合D 中的元素x ɪD 进行不确定性程度的度量:当λx >α时,x 被划分到集合D 的正决策阈P O S (α,β)X ;当λx <β时,x 被划分到集合D 的负决策阈N E G (α,β)X ;当β<λx <α时,x 被划分到集合D 的延迟决策阈B N D (α,β)X .其中α,β为三支决策阈值,通常设定为0ɤβɤ1.图1 三支决策思想图图2 T A O 模型图基于此,全域D 可以被划分为3个互不相交的决策域,表示为:P O S (α,β)D ={x ɪD |λx ȡα}(8)B N D (α,β)D ={x ɪD |βx ȡα}(9)N E G (α,β)D ={x ɪD |λx ɤβ}(10)2.2 粒计算视角下的三支决策理论在对粗糙集模型和决策粗糙集模型研究的基础上,Y A O [34]发现,在处理未知事物时,三支决策比传统的二支决策更具有优势,因为它可以在获取未知不完整信息的情况下,采取不承诺的政策,从而减少由错误决策带来的损失.从而提出三支决策(T h r e e -W a y De c i s i o n s ,3WD )理论,三支决策与传统的二支决策相比(三支决策思想如图1所示),三支决策关键是可以在获取未知不完整信息时采取不承诺的决策以此来降低错误决策所造成的损失.三支决策理论又称为 三分 行动 成果(T r i s e c t i n g -A c t i n g-O u t c o m e ,T A O )模型, 三分 行动 成果 模型被描述为一种有效的决策理论,它可以帮助人们更好地思考㊁解决问题㊁处理信息和进行粒计算,从而提高工作效率和生产力.图2展示了T A O 模型的基本理论框架.T A O 模型可以分为3个任务,第1项任务(三分)将一个整体分为3个部分;第2个任务(行动)通过3个策略分别处理3个部分;第3个任务(结果)衡量和评估先前结果的有效性.三支决策理论对粗糙集理论中的正域㊁负域和边界域给出了合理的语义解释.其中,正域中的对象表示接受该对象属于目标类的决策;负域中的对象表示拒绝该对象属于目标类的决策;边界域中的对象表示尚未做出该对象是否属于目标类的决策.三支决策思想在诊断医疗疾病过程中被广泛应用,它能够帮助医师根据临床患者的病症做出治愈㊁不治愈或进一步观察的初步判断.当临床患者的3第3期 赖祎斌,刘财辉,周 琪 三支决策模型应用方法研究进展Copyright ©博看网. All Rights Reserved.4赣南师范大学学报2023年病症资料越来越丰富时,医师能够更加明智地做出治愈或不治愈的决定,而当患者表现出疑难症状时,这2种选择都存在较大的危险性,因此,更适合采取进一步观察的方式来确定最佳治疗方案.2.3三支决策中的阈值分析如何选取合适的阈值α和β将论域分为3个互不相交的子论域是三支决策模型需要解决的问题,概率粗糙集模型事先定义了阈值α和β,而决策粗糙集在贝叶斯风险决策视角下,通过损失函数获得决策总体风险最小时的三支决策划分策略,因此阈值可以自动获取[22].阈值点的计算仅仅是基于专家的经验,而且还需要考虑到损失函数的主观性和不确定性,以及如何将样本区分为正域㊁边界域和负域,以便更好地计算出三种域的阈值点.因此,准确地定义损失函数和阈值是一项具有挑战性的任务[35].H E R B E R T等[36]在三支决策理论基础上使用博弈论计算得到合理阈值.J I A等[37]通过构建决策风险最优化,提出在三支决策粗糖集理论中自适应学习参数算法,快速且有效地获得恰当阈值参数.施玉杰等[38]在三支决策的基础上使用信息熵来得到阈值并且提出自适应粗糙集.陈刚等[39]通过三支决策风险损失函数建立模型,通过样本的条件概率进行决策风险最小化,并利用网络搜索的方法,计算出风险损失最小的参数阈值.L I U等[40]将逻辑回归和决策粗糙集理论相结合,使用逻辑回归估算决策粗糙集的条件概率,应用决策粗糙集理论和贝叶斯决策对阈值进行计算,使得阈值解释更加合理.汪璐等[41]提出一种基于三支决策的贝叶斯网络分类器,此分类器把条件概率求解和阈值求解有机结合.D E N G等[42]提出一种用于解释和确定阈值并且把不确定性作为目标函数的信息理论方法,利用信息熵作为不确定性度量,通过引入信息论寻找概率粗糙集中最优阈值.A Z AM等[43]应用博弈论探索概率阈值与风险水平之间的关系,以此确定概率粗糙集阈值的最佳值.Z H A N G等[44]提出基于两类不确定分类的三支决策模型,该模型把三支决策与不确定分类结合起来,给出概率粗糙集模型的两类分类错误和两类不确定分类的定义,得到一对不同的阈值.L I A N G等[45]在决策粗糙集中加入语言评价机制,并且应用多属性群决策,调整语言评价中的参数,构造一种基于贝叶斯决策过程的新型三支决策模型.庞国宏[46]根据相邻两个粒层分类的精度差,定义了序贯三支决策中两类负效益分类;并且在惩罚函数中引入代价参数,使粒层上的分类结果能够影响代价参数;在此基础上提出一种优化的序贯三支决策分类模型.Y A N G等[47]结合三向决策和阴影集的思想,研究直觉模糊集构造阴影集问题的2种可能解决方案,使用切比雪夫距离计算评估中阈值的基本问题.Z H A N G等[48]将犹豫模糊元素的隶属度转化为距离和阈值之间的比较,引入阴影集理论以计算阈值,避免阈值获取的主观性.以上研究表明,阈值问题的选取不仅仅是模型的问题求解,更能对实际建模方案提供参数的可解释性参考,同样是三支决策在寻找最优阈值问题的解决思路中显著性的特点和优点.2.4三支决策中的损失函数在三支决策中,损失函数是一个重要参数.研究人员提出一系列基于不同损失函数格式的三支决策规则.在计算TWD模型中的预期损失时,存在2个关键问题:损失函数和条件概率.损失函数的语义解释为当对象处于某一状态时,决策者采取某一决策态度的风险损失.决策者可以根据经验得到损失函数,虽然根据决策者的经验确定损失函数是一种可行的方法,但在一定程度上增加了决策的主观性.鉴于此,有学者对客观评价确定损失函数的方法进行系统研究.HU[49]系统地研究基于犹豫模糊集和区间值犹豫模糊集的三向决策空间和三向决策规则.L I U等[50]使用成本函数和收入函数来衡量损失函数,提出基于利润的三方投资决策方法.Y A N G等[51]讨论损失函数的聚合方法,提出一个多代理D T R S模型.L I U等[52]通过分析损失函数的不同组合,提出四级概率规则选择标准.A G B O D A H[53]提出群体决策环境下决策论粗糙集损失函数的集结方法.X U等[54]对于给定一个由不完全信息表和损失函数组成的混合不完全信息表,将每个对象的损失函数表示为一个区间.为得到合理的聚合区间损失函数,基于合理粒度原则,提出一种新的聚合方法,使得聚合区间损失函数的长度既不太宽也不太窄.聚合结果尽可能包含相似类中所有对象的区间损失函数,结果尽可能具体.H E R B E R T等[36]通过将博弈论与决策论粗糙集模型相结合,提出相应的目标损失函数.J I A等[55]提出的基于多准则决策矩阵的目标损失函数.L I U[56]提出直觉模糊环境下直觉模糊损失函数的概念,延申直觉模糊环境下的三支M C D M研究工作.WA N G等[57]引入前景理论来描述损失函数.下一步可以研究所提出的基于合理粒度原则的三方决策在解决不完备信息系统中的实际问题中的应Copyright©博看网. All Rights Reserved.用;通过将模糊粗糙集模型与模糊α-邻域和TWD 思想相结合,探索TWD 模型中新的目标损失函数[58].2.5 基于序贯三支决策的数据分析Y A O 提出序贯三支决策,它以信息和知识粒度为基础,将决策过程中的代价和结果综合考虑,从而避免单层粒度下的决策损失.三支决策是一项有效的解决不确定性复杂化问题的策略,它的核心是 三分而治 ,即将一组整体分割为3个独立的部分,根据每个部分的特点采取不同的处理方式.这种模型[59-60]可以用来处理动态决策问题,它可以按照层次粒结构的顺序分为3种:从上到下㊁从下到上和从中到外.从低级粒度开始,逐步向高级粒度进一步发展,是一类普遍采用的粒结构解决方案.如图3所示.图3 序贯三支决策模型图根据n 个等价关系,能够按照不同类型的条件属性集来区分论域,并且满足以下公式:x c n ⊆ ⊆x c 2x c 1(11)其中,X 表示多个样本的矩阵形式,x c i表示不同条件属性下得到的信息粒,c i ,i =1, ,n 表示条件属性,以此类推.由此可以得到一个n 层的粒结构,表示为:G S =G S 1,G S 2, ,G S n G S =U i ,E i ,C i ,[X ]c i其中,G S i 表示第i 个粒结构,U i 表示粒结构中的非空有限集,E i 为U i 中存在的等价关系,同样此处的C i 表示粒结构中的条件属性.在多层次粒结构中,动态决策任务的目标决定每一层属性的选择方式.在序贯三支决策中,对于在边界域的对象,除了最后一层要用二支决策,其余粒层均用三支决策.因此,需要根据实际情况,在每个粒层上分别设置合理的三支决策阈值.定义1[61] 假设论域U 中存在n +1层粒层空间,n ȡ1,V i ʒU i ңD e s iL i 为从U i 到全序集U i L i , i的评价函数,给定阈值对αi ,βi ɪL i 且βi i αi ,即βi ≺i αi ɡ¬αi i βi ,在特定层i 上,1ɤi ɤn ,L i 可以分为3个两两不相交的域:P O S αi ,βi V i ={x ɪU i +1|V i D e s i X i αi }(12)N E G αi ,βiV i ={x ɪU i +1|V i D e s i X i βi }(13)B N D αi ,βiV i ={x ɪU i +1|βi ≺V i D e s i X ≺i αi }(14)其中,X 表示待决策样本,V i D e s i X 表示待决策对象集,P O S αi ,βi V i 表示正域,N E G αi ,βi V i 表示负域,B N D αi ,βiV i 表示边界域.随着从底层向上层获取的信息更多,边界域随之缩小,对象逐渐从B N D 划分到P O S 和N E G ,最后转换为二支决策.定义2[61] 给定一个决策表S =U ,C t =C ɣD ,{V a |a ɪC i },{I a |a ɪC i } ,假设有n +1层粒层空间,n ȡ1,在决策表S 上的粒化定义为:G =gC i |C i ⊆C (15)其中,g C i 为某一特定相同粒度的信息粒集合对U 的划分,C 为决策表中条件属性集,D 为决策表中决策属性集,V a 为每个属性a ɪC i 的值的集合,I a 为每个属性a ɪC i 的信息函数,C i ,1ɤi ɤn 是条件属性子集,且满足条件C 1⊂C 2⊂ ⊂C n ⊂C n +1=C .结合文献[34]的粒计算思想,陈丽芳等[62]采用二元关系实现粒层动态划分;通过计算阈值并建立多层次粒结构,将各层数据归类到正域㊁边界域和负域,并组合成新的数据子集,构建基分类器,实现不平衡数据的集成分类.亓慧等[63]借助邻域决策错误率约简,分别定义局部和全局属性子空间,并在数值型数据的基础上设计基于邻域决策错误率的序贯三支分类算法.王琴等[16]为提升情感分类模型的整体效果并且提高分类效率,提出集成序贯三支分类算法的思想,将多个分类器的三支划分结果进行最大投票,最终确定分类对象的域,构建结合集成学习的序贯三支情感分类模型.鞠恒荣等[64]研究L o c a l 约简与G l o b a l 约简之间的内在序贯性,并以此构建具有约简特性的序贯信息粒.在此基础上,把L o c a l 约简作为起始序列㊁G l o b a l 约简作为终止序列,提出一种基于L o c a l 约简的动态序贯三支分类器.F E N G 等[65]在平衡数据集上采用序贯三支决策作为分类器,将不确定域为空集作为算法迭代的终止条件,通过计算样本的分类代价对样本进行分类.Z H A N G 等[66]从粒度细分化的角度出发,结合概率粗糙集模型提出一种新的带自动纠错的序贯三支决策模5第3期 赖祎斌,刘财辉,周 琪 三支决策模型应用方法研究进展Copyright ©博看网. All Rights Reserved.6赣南师范大学学报2023年型(S3WD-A E C),以降低错误分类率(E C R).S A V C H E N K O[67]为了提高卷积神经网络的推理速度,提出一种基于序贯三支决策的图像识别算法.在序贯三支决策的应用中通常设置多组阈值,实现由粗粒度到细粒度变化的决策过程;对需要延迟决策的对象,采用逐步收集有效信息的方式,使决策结果由不确定性和粗粒度特征(边界域)向确定性和细粒度特征(正域和负域)转化,重复该过程直至决策结果的风险代价达到预期,以更加有效地降低决策代价及测试代价.2.6基于三支决策的集成算法集成学习是一种有效的方法,它将多种弱分类器结合,以提高模型的整体性能.结合集成学习的优势基于粒计算和三支决策思想,能够有效的提高模型整体分类能力.与未集成的分类器相比,集成学习后的分类器具有更强的泛化能力与更高的分类精度.多粒度序贯三支情感分类模型(N S TW S C)[16]的基学习器采用S VM㊁L R㊁N B算法,不仅可以提高整体分类效果,还可以降低分类成本.但其仅采用简单投票法,数学机理与集成策略有待更深层次的思考.三支领域互信息特征选择方法(NM I-TWD)[68]的基学习器采用L o g i s t i c R e g r e s s i o n,提高分类算法的稳定性和预测精度,利用领域互信息迭代拓展生成3个具有差异性的特征子集时需要消耗更多的资源.序贯三支决策多粒度集成分类算法(MG E-S3WD)[69]的基学习器采用C A R T决策树算法,此算法对数据的不平衡比和数据分类精度有一定作用,缺点是粒化复杂度高,运算效率低.差异性度量的基础聚类成员过滤算法(C D F3WD)[70]的基学习器采用k均值方法,有效求解基础聚类成员差异性度量,明显提升聚类集成性能,需要较大的存储空间.不完备数据集的三支聚类集成算法[71]的基学习器采用K-m e a n s算法,对不完备数据集,样本量大且特征值缺失的情况下获得良好的聚类结果,其设置每个簇成员的簇数k相同,但该算法缺乏一定的扩展性.2.7基于三支决策模型的属性约简算法研究属性约简是粗糙集领域的重要课题,而在决有风险成本的决策语境中,寻求合理的属性约简方法,并且建立三支决策属性约简基础理论,已成为当前研究的热点.J I A等[72]通过定义一种启发式的最小风险约简算法,给出决策粗糙集模型下最小化决策风险的属性约简.D U O等[18]提出θ-决策粗糙集模型,此模型对最大化与最小化的可能代价概念进行定义,同时对代价标准与决策单调两种约简对象进行解释,并且给出相应的启发式约简算法.姜春茂等[73]在序贯三支决策的基础上提出一种提高属性约简效率的方法.该方法首先计算决策系统中的属性重要度;然后将属性重要度的结果分成3类,第1类为正域(重要度大于零的属性),第2类为负域(重要度等于零的属性),第3类为边界域(重要度小于零的属性);最后循环计算边界域中属性的重要度,并将结果继续三分类直至约简结果满足约束条件.邢颖等[74]利用序贯三支决策模型的多层次粒结构可以降低决策总代价,并且能够模拟人类决策过程的特点,将各个属性的测试代价与其分类能力相关联,在保证较高准确度的同时,降低决策的总代价.WA N G等[75]设计一种基于三支前向贪婪搜索算法计算序列粒度约简,可减少评估候选属性的次数,系统地研究序贯粒度属性约简(S G A R)的概念,从一系列有序粒度中找到多个约简.针对该类方法研究,可以考虑使用其它粗糙集模型,如模糊粗糙集㊁决策粗糙集等.通过动态设置阈值的方法来控制属性重要性,不仅可以提升约简的效率,而且还能降低分类精确度的代价损失.2.8三支决策在模式识别中的研究在三支决策的粒计算其他应用上,张刚强等[76]提出一种基于序贯三支决策的多粒度情感分类方法,它将序贯三支决策的思路运用于文本情感分类工作中,以更加精准地分析评论中的情感内容,并且能够更好地反映出其间的关联性.文本情感分类性能较好,但对数据的选择要求较高.L I等[77]在三支决策的基础上提出一种项集增量挖掘的技术,此技术不仅可以用于处理频繁项集,还可以用于处理高实用性项集的增量挖掘.项集在不断增量更新的同时,降低其精确度来降低优化问题的复杂度,从而提高增量算法的效率,这种方法会增加一定的计算量.张智恒[78]将三支决策的基本概念用于项集的区域划分,得到基于三支决策的项集增量挖掘算法,其能适应大数据的动态特性,还能实时地挖掘出项集信息,提供一种新的算法思路.徐媛媛等[79]利用三支决策思想设计了三支交互推荐系统,提出结合流行度区间和M-d i s t a n c e k近邻的混合推荐算法,有效地降低了推荐代价并且构造了序贯三支人机交互.张建华等[80]在三支决策的基础上提出一种基于三支决策的关联知识推送算法,此算法根据知识属性的视图相似度衡量知识间的相似度,在考虑知识关联度的重要性的同时,也考虑到传统推送决策的二分性质以及推送成本问题,但该知识推送系统中未考虑用户评Copyright©博看网. 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中药制药过程数据集成、数据挖掘与可视化技术研究

中药制药过程数据集成、数据挖掘与可视化技术研究

中药制药过程数据集成、数据挖掘与可视化技术研究工业自动化控制技术的广泛运用和海量制造过程数据的收集和分析,为现代中药制药工艺品质的大幅提升提供了宝贵的数据和信息资源。

因此在中药制药企业建立数据集成与管理系统变得非常重要,它将使得工厂生产数据的收集、保存、分析、展示和交流变得简单、高效。

通过数据集成、数据挖掘、数据可视化等技术的综合运用,可以打破数据孤岛,整合所有数据,提取出有用信息,并发现和沉淀生产知识,最终提高生产过程质量。

该文分析了中药制药过程有关工业大数据分析的若干关键技术,重点就数据集成、数据挖掘与数据可视化技术进行了具体探讨。

该文结合了生脉注射液生产历史数据,进行了数据挖掘与可视化实例分析,并展望了数据可视化技术在中药数字制药中的前景。

标签: 中药制药工程;过程分析;可视化技术;大数据1 中药生产过程工业大数据中药为防病治病发挥了积极的作用,在我国的卫生医疗系统中占有重要的地位。

中药产业是我国医药工业的重要组成部分,已被列入国家战略性新兴产业。

但是,当前我国的中药制药工艺水平不高,过程质量监控手段缺乏,阻碍了中药制药质量的进一步提升。

因此提升中药制造过程技术水平,实现中药质量的有效控制,有利于中药行业整体水平的提高,对于推动中药现代化进程具有重要意义。

现有的很多中药制药企业仍然停留在半自动的数据记录和收集阶段,很多的数据如批次操作记录等仍依赖人工手动记录。

人工记录收集数据信息量有限,同时容易发生错误,如录错、漏记等,從而降低了数据的质量,另外人工记录造成信息传递延时,不能在第一时间分析、总结数据,提取信息,并作出及时的反应,对工厂的生产管理造成影响。

工业自动化控制技术的广泛运用和海量制造过程数据的收集和分析,使得中药制药工艺走向“精密化,数字化,智能化”成为可能[1-3]。

2 中药生产过程数据集成、数据挖掘与数据可视化在中药制药企业建立数字化全程质量控制和管理系统,将使得工厂生产数据的收集、保存、分析、展示和交流变得简单、高效。

粗糙集理论的基本概念与原理

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粗糙集理论的基本概念与原理粗糙集理论是一种用于处理不确定性和模糊性问题的数学工具,它的提出源于20世纪80年代初期的波兰学者Zdzisław Pawlak。

粗糙集理论的核心思想是通过将数据划分成不同的等价类,来描述和处理不完全和不确知的信息。

本文将介绍粗糙集理论的基本概念与原理。

1. 粗糙集的定义与等价关系粗糙集是指将一个数据集划分成若干个等价类,其中每个等价类称为一个粗糙集。

在粗糙集理论中,等价关系是一个重要的概念。

等价关系是指具有自反性、对称性和传递性的关系。

在粗糙集理论中,等价关系用来描述数据中的相似性和差异性。

2. 上近似集与下近似集上近似集是指在一个粗糙集中,包含了所有与该粗糙集中的元素相似的元素。

下近似集是指在一个粗糙集中,包含了所有与该粗糙集中的元素不相似的元素。

上近似集和下近似集是粗糙集理论中的两个重要概念,它们用来描述数据的粗糙性和不确定性。

3. 约简与精确度约简是粗糙集理论中的一个重要操作,它的目的是通过删除一些不必要的属性或条件,从而减少数据集的复杂性,提高数据的处理效率。

约简可以通过删除一些不重要或不相关的属性来实现。

精确度是用来评估数据集的质量和可靠性的指标,粗糙集理论通过约简来提高数据集的精确度。

4. 粗糙集与模糊集粗糙集理论与模糊集理论有一些相似之处,但也存在一些差异。

模糊集理论是一种用来处理模糊和不确定性问题的数学工具,它通过给每个元素赋予一个隶属度来描述元素的模糊性。

而粗糙集理论是一种用来处理不完全和不确知信息的数学工具,它通过将数据划分成不同的等价类来描述数据的粗糙性。

5. 粗糙集的应用领域粗糙集理论在许多领域中都有广泛的应用。

在数据挖掘领域,粗糙集理论可以用来处理不完全和不确定的数据。

在人工智能领域,粗糙集理论可以用来处理模糊和不确定性问题。

在决策支持系统领域,粗糙集理论可以用来辅助决策过程。

在模式识别领域,粗糙集理论可以用来提取和分类模式。

总结:粗糙集理论是一种用于处理不确定性和模糊性问题的数学工具,它通过将数据划分成不同的等价类来描述和处理不完全和不确知的信息。

粗糙集 (ppt)

粗糙集 (ppt)
一、概述 二、知识分类 三、知识的约简 四、决策表的约简 五、粗糙集的扩展模型 六、粗糙集的实验系统 七、粒度计算简介
2
一、 概述
现实生活中有许多含糊现象并不能简单 地用真、假值来表示﹐如何表示和处理这些 现象就成为一个研究领域。早在1904年谓词 逻辑的创始人G.Frege就提出了含糊(Vague) 一词,他把它归结到边界线上,也就是说在 全域上存在一些个体既不能在其某个子集上 分类,也不能在该子集的补集上分类。
12
Issues in the Decision Table
• The same or indiscernible objects may be represented several times. • Some of the attributes may be superfluous.
13
不可区分性Indiscernibility
二、 知识分类
为数学处理方便起见,在下面的定义中用等价关系 来代替分类。 一个近似空间(approximate space)(或知识库)定义 为一个关系系统(或二元组)
K=(U,R)
其中U(为空集)是一个被称为全域或论域(universe) 的所有要讨论的个体的集合,R是U上等价关系的一 个族集。
7
二、 知识分类
设PR,且P ,P中所有等价关系的交集称为P上 的一种不可区分关系(indiscernbility relation) 记作IND(P),即
[x]IND(p)= ∩[x]R RP 注意,IND(P)也是等价关系且是唯一的。
8
二、 知识分类
给定近似空间K=(U, R),子集XU称为U上的一个概念 (concept),形式上,空集也视为一个概念;非空子族集 PR所产生的不可区分关系IND(P)的所有等价类关系的集合 即U/IND(P),称为基本知识(basic knowledge),相应的等 价类称为基本概念(basic concept);特别地,若关系QR, 则关系Q就称为初等知识(elementary knowledge),相应的 等价类就称为初等概念(elementary concept)。 根据上述定义可知,概念即对象的集合,概念的族集(分类) 就是U上的知识,U上分类的族集可以认为是U上的一个知识 库,或说知识库即是分类方法的集合。

粗糙集的模糊性度量与SVM的混合分类算法

粗糙集的模糊性度量与SVM的混合分类算法

ag r h C mp t n i ern n p l ain 。0 0 4 ( )4 - 8 lo i m. o ue E gn eig a d A pi t s2 1 。 6 7 :6 4 . t r c o
Ab t a t h s p p r u e h n o ma in e t p to o sr c :T i a e s s te i fr t n r y meh d t me s r h o g s t S f zi e s a d o o a u e t e r u h e ’ u zn s , n ma e h rte t n e k s t e p er ame t b — fr h e u t n o o g S d c so t b t i l n t g t e df r n e w i h d e t h e u d n e o e iin at b t . o e t e r d ci f r u h’ e iin a t ue w t ei ai h i e e c h c u o t e r d n a c f d cso t u e o i r h mi n f i r
1 引言
R u h集理 论J og 1 究不确定知识和数据的表达 、 习归 l 为研 学 纳提供 了一种重要的理论方法 ,已经广泛应用于模式识别 、 知 识发现 、 问题求解以及不确定推理等领 域。粗糙集理论是处理
更好的可行性与优越性。
2 基于信息熵粗糙集的模糊度与属性约筒
目前 , 度量粗糙集不确定的方法主要有粗糙度、 粗糙熵 、 模 糊度和模糊熵 。由文『— 】 4 6研究工 作发现 , 粗糙集 的粗糙度随着
p r r a c d a t g sI h s p p r a mp o e l oi m i i e n h ls ic t n r s l r e td e fm n e a v n a e . t i a e , n i r v d a g r h s v n a d t e c a sf ai e u t a e tse . o n t g i o s

粗糙集理论与模糊集理论的比较及其优势分析

粗糙集理论与模糊集理论的比较及其优势分析

粗糙集理论与模糊集理论的比较及其优势分析引言:在现实生活中,我们经常遇到一些模糊的问题,这些问题无法用确定的数值来描述。

为了解决这类问题,数学家们提出了粗糙集理论和模糊集理论。

本文将对这两种理论进行比较,并分析它们各自的优势。

一、粗糙集理论粗糙集理论是由波兰数学家Pawlak于1982年提出的,它主要用于处理信息不完全和不确定的问题。

粗糙集理论的核心思想是通过区分属性之间的重要性,将信息进行分类和划分。

粗糙集理论的主要特点是能够处理不完全信息和不确定性,适用于处理大量数据。

粗糙集理论的优势:1. 理论简单易懂:粗糙集理论的基本概念简单明了,易于理解和应用。

它不依赖于特定的领域知识,适用于各种领域的问题分析。

2. 数据处理能力强:粗糙集理论可以处理大量的数据,通过分类和划分,可以将复杂的问题简化为易于处理的子问题。

3. 可解释性强:粗糙集理论的结果可以通过决策规则的形式进行解释,使人们能够理解和接受结果。

二、模糊集理论模糊集理论是由日本数学家庆应大学的石原教授于1965年提出的,它主要用于处理模糊和不确定的问题。

模糊集理论的核心思想是通过模糊隶属度来描述事物之间的相似性和接近程度。

模糊集理论的主要特点是能够处理不确定性和模糊性,适用于处理模糊的问题。

模糊集理论的优势:1. 能够处理模糊信息:模糊集理论可以有效地处理模糊和不确定的信息,将不确定性量化为模糊隶属度,使问题的处理更加准确和可靠。

2. 灵活性强:模糊集理论的灵活性使其适用于各种领域的问题分析。

它可以灵活地调整模糊隶属度的取值范围,以适应不同的问题需求。

3. 数学理论成熟:模糊集理论已经成为一门独立的数学理论,具有严密的数学基础和丰富的应用经验。

三、粗糙集理论与模糊集理论的比较1. 理论基础:粗糙集理论是基于信息不完全和不确定性的处理,而模糊集理论是基于模糊和不确定性的处理。

两者的理论基础有所不同。

2. 处理能力:粗糙集理论主要用于处理大量数据的分类和划分,而模糊集理论主要用于处理模糊和不确定的信息。

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第28卷第3期V ol.28No.3控制与决策Control and Decision2013年3月Mar.2013二型模糊粗糙集文章编号:1001-0920(2013)03-0385-06赵涛a,肖建b(西南交通大学a.交通运输与物流学院,b.电气工程学院,成都610031)摘要:基于二型模糊关系,研究二型模糊粗糙集.首先,在二型模糊近似空间中定义了二型模糊集的上近似和下近似;然后,研究二型模糊粗糙上下近似算子的基本性质,讨论二型模糊关系与二型模糊粗糙近似算子的特征联系;最后,给出二型模糊粗糙近似算子的公理化描述.关键词:二型模糊粗糙集;二型模糊集;粗糙集;近似算子中图分类号:TP18文献标志码:AType-2fuzzy rough setsZHAO Tao a,XIAO Jian b(a.School of Transportation and Logistics,b.School of Electrical Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China.Correspondent:ZHAO Tao,E-mail:zhaotaozhaogang@)Abstract:This paper studies type-2fuzzy rough sets based on the type-2fuzzy relation.Firstly,the upper approximation and the lower approximation of type-2fuzzy sets of a type-2fuzzy approximate space are defined.Then,basic properties of type-2fuzzy rough approximation operators are derived,and the fact that type-2fuzzy relation having special property can be characterized by the essential properties of these operators is discussed.Finally,type-2fuzzy rough approximation operators are defined by axioms.Key words:type-2fuzzy rough sets;type-2fuzzy sets;rough sets;approximation operators0引言粗糙集理论是一种新的处理模糊性和不确定性知识的数学工具.自1982年由波兰数学家Pawlak[1-2]首次提出以来,经过几十年的发展,在理论与实际中都得到了广泛应用.然而在Pawlak粗糙集模型中,等价关系起到了重要作用,这限制了它在实际中的应用,因此将粗糙集模型进行推广就成为了粗糙集理论研究的重要内容.人们相继提出了一般二元关系下的粗糙集模型、覆盖粗糙集模型和变精度粗糙集模型等.文献[3]提出的模糊集是传统集合的扩展,目前它在聚类分析、图像识别、自动控制、故障诊断和系统评价等多方面得到了广泛应用.为了实际应用的需要,各类扩展的模糊集相继被提出,文献[4]提出的二型模糊集作为一种处理多重不确定性的数学工具,给出了解决复杂系统的新思路;文献[5-6]提出的直觉模糊集增加了人们判断问题的踌躇信息,更加细腻地刻画了模糊性的本质;文献[7]提出了区间值直觉模糊集,并指出区间值模糊集等同于直觉模糊集.模糊集和粗糙集都是处理不确定性问题的数学工具,它们具有各自的特点与优势.文献[8]首先将粗糙集和模糊集结合研究,将清晰关系推广到模糊关系,将确定概念推广到模糊概念,提出了模糊粗糙集模型,并研究其基本性质;文献[9]将粗糙集和直觉模糊集相结合,提出了直觉模糊粗糙集;文献[10-14]扩充了直觉模糊粗糙集理论与应用的研究.二型模糊集具有良好的抗噪性能,在高度不确定的场合,具有超越一型模糊集的性能表现,然而,关于二型模糊集和粗糙集相结合的研究尚未出现.众所周知,粗糙集的一个重要应用就是属性约简.传统的粗糙集对包含连续数据的决策表进行约简,需要对连续属性进行离散化,一般的离散方式采用的是“硬划分”方式,没有考虑实值数据对离散值的不同隶属度,极有可能造成某种程度的信息损失.事实上,连续数据大多具有模糊性,概念之间的界限并不十分明确,一种合理的做法是采用“软划分”方式,将实数值转化为相应的隶属度值,基于一收稿日期:2011-11-17;修回日期:2012-01-19.基金项目:国家自然科学基金项目(51177137,61134001).作者简介:赵涛(1988−),男,博士生,从事模糊辨识、模糊控制的研究;肖建(1950−),男,教授,博士生导师,从事智能控制、鲁棒控制等研究.386控制与决策第28卷型模糊粗糙集,对原数据集进行属性约简,这种思想已经被广泛研究,例如:文献[15]提出了模糊粗糙QuickReduct 算法;文献[16]声称[15]的算法有一定的缺陷,进而提出了一种基于模糊粗糙集紧计算域的属性约简算法.一般地,连续数据具有高度的不确定性[17],而二型模糊集的特征是对模糊集合的隶属度值再次进行模糊化表示,从而提高了处理不确定性的能力,因此在处理连续数据集方面,二型模糊粗糙集比一型模糊粗糙集更优越.基于此,本文将普通二型模糊集和粗糙集相结合,在二型模糊近似空间中定义了二型模糊集的上近似和下近似;然后,研究了二型模糊粗糙上下近似算子的基本性质,讨论了二型模糊关系与二型模糊粗糙近似算子的特征联系;最后,给出了二型模糊粗糙近似算子的公理化描述.1预备知识本节主要给出二型模糊集的基本概念及相应运算.定义1[15-16]设X 为论域,一个二型模糊集A 可以描述为A = x ∈Xu A (x )/x =x ∈X[u ∈J xf x (u )/u ]/x,J x ⊆[0,1].其中:J x 为x 的主要成员,f x (u )为x 的次隶属度,u A (x )=u ∈J x f x (u )/u 为次隶属函数.定义2[18-19]设X ,Y 为论域,X ×Y 上的二型模糊关系R =(x,y )∈X ×Yu R (x,y )/(x,y )=(x,y )∈X ×Y[ u ∈J (x,y )f (x,y )(u )/u ]/(x,y ),J (x,y )⊆[0,1].定义3[18-19]设A ,B 是论域X 上的两个二型模糊集,令A =x ∈X u A (x )/x =x ∈X [ u ∈J u xf x (u )/u ]/x,J ux ⊆[0,1];B = x ∈X u B (x )/x =x ∈X[ w ∈J wxg x (w )/w ]/x,J wx ⊆[0,1].其并运算为u A ∪B (x )=u A (x )Δu B (x )=u ∈J u xw ∈J wxf x (u )⋀g x (w )/u ⋁w ;交运算为u A ∩B (x )=u A (x )∇u B (x )=u ∈J u xw ∈J wxf x (u )⋀g x (w )/u ⋀w ;补运算为u A c (x )=¬u A (x )=u ∈J u xf x (u )/(1−u ).其中:Δ,∇和¬分别表示次隶属函数的join 运算、meet 运算和negation 运算.定理1[18-20]设A ,B ,C 是论域X 上的3个二型模糊集,若对任意x ∈X ,u A (x ),u B (x ),u C (x )为标准的凸一型模糊集,则在∪,∩,c 运算下,交换律、结合律、幂等律、对合律、De Morgan 律、分配律、吸收律和两级律成立.若u A (x ),u B (x ),u C (x )不是标准的凸一型模糊集,则定理1的许多性质将不再成立,例如分配律和吸收律.另一方面,在实际应用中,为了便于计算,常常选择次隶属函数为标准的凸一型模糊集,比如常见的高斯二型模糊集和区间二型模糊集.对此本文研究的二型模糊集和二型模糊关系具有如下性质:次隶属函数是标准的凸一型模糊集.定义4[18,20]假如A ,B 是论域X 上的两个二型模糊集,规定A ⊆B ⇔∀x ∈X,u A (x )≺u B (x ),其中序关系≺定义为u A (x )≺u B (x )⇔u A (x )∇u B (x )=u A (x )⇔u A (x )Δu B (x )=u B (x ).2二型模糊粗糙集二型模糊集具有处理高度不确定性的能力,将二型模糊集与粗糙集结合研究,具有一定的理论与应用价值.本节将粗糙集推广到二型模糊环境中,利用二型模糊关系定义了二型模糊粗糙集,讨论了它和模糊粗糙集的关系,最后研究了二型模糊粗糙集的一些基本性质.本文用F 2(U )表示U 上的所有二型模糊集.定义5设R 是论域U ×U 上二型模糊关系,称二元组(U,R )是二型模糊近似空间.对于任意的A ∈F 2(U ),A 关于近似空间(U,R )的上近似和下近似是定义在U 上的二型模糊集,具体形式如下:R (A )=x ∈Uu R (A )(x )/x,u R (A )(x )=∇t ∈U [u R c (x,t )Δu A (t )],¯R (A )=x ∈Uu ¯R (A )(x )/x,u ¯R (A )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )].称(R (A ),¯R(A ))为A 关于(U,R )的二型模糊粗糙集,R,¯R:F 2(U )→F 2(U )分别为二型模糊粗糙下近似算子和二型模糊粗糙上近似算子.若R 退化为U 上的模糊关系,A 退化为U 上的一型模糊集,则二型模糊粗糙集退化为一般的模糊粗第3期赵涛等:二型模糊粗糙集387糙集.事实上,此时A 和R 可重新表达为A =x ∈X u A (x )/x = x ∈X [ u ∈J x ∈[0,1]1/u ]/x ;R = (x,y )∈X ×Yu R (x,y )/(x,y )=(x,y )∈X ×Y[ p ∈J (x,y )∈[0,1]1/p ]/(x,y ).故u R (A )(x )=∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A (t )]=∇t ∈U[ p ∈J (x,t )1/(1−p )Δu ∈J t 1/u ]=∇t ∈U[ p ∈J (x,t )∈[0,1]u ∈J t ∈[0,1]1/u ⋁(1−p )]=1⋀t ∈U[p ∈J (x,t )∈[0,1]u ∈J t ∈[0,1]u ⋁(1−p )]=1⋀t ∈U[(1−J (x,t ))⋁J t ].类似地有u ¯R (A )(x )=1⋁t ∈U(J (x,t )⋀J t ).即二型模糊粗糙集退化为一般模糊关系下的模糊粗糙集.下面给出二型模糊粗糙集的基本性质,并比较二型模糊粗糙集与一型模糊粗糙集在性质方面存在的不同.定理2设¯R 和R 是定义5中的上、下近似算子,∀A,B ∈F 2(U ),则有如下性质:1)R c (A c )=¯R(A ),¯R c (A c )=R (A );2)若对于∀x ∈U ,有u A (x )=10,u B (x )=11,则对于∀x ∈U ,有u ¯R (A )(x )=10,u R (B )(x )=11;3)A ⊆B ⇒¯R(A )⊆¯R (B ),A ⊆B ⇒R (A )⊆R (B );4)R (A∩B )=R (A )∩R (B ),¯R(A ∪B )=¯R (A )∪¯R (B );5)R (A )∪R (B )⊆R (A∪B ),¯R(A ∩B )⊆¯R(A )∩¯R (B );6)R 1⊆R 2⇒¯R 1(A )⊆¯R 2(A ),R 1⊆R 2⇒R 2(A )⊆R 1(A ).证明1)对于∀x ∈U ,有u R c (A c )(x )=¬{∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A c (t )]}=Δt ∈U [¬u R c (x,t )∇¬u A c (t )]=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )]=u ¯R(A )(x ),则R c (A c)=¯R(A ).类似地,¯R c (A c )=R (A ).2)由定义可直接得到.3)由于A ⊆B ,对于∀x ∈U ,u A (x )≺u B (x ),则对于∀x ∈U ,有u ¯R (A )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )]≺Δt ∈U[u R (x,t )∇u B (t )]=u ¯R(B )(x ),即¯R(A )⊆¯R (B ).类似地,A ⊆B ⇒R (A )⊆R (B ).4)对于∀x ∈U ,有u R (A ∩B )(x )=∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A ∩B (t )]=∇t ∈U[u R c (x,t )Δ(u A (t )∇u B (t ))]=∇t ∈U{[u R c (x,t )Δu A (t )]∇[u R c (x,t )∇u B (t )]}={∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A (t )]}∇{∇t ∈U[u R c (x,t )∇u B (t )]}=u R (A )(x )∇u R (B )(x ),则R (A ∩B )=R (A )∩R (B ).类似地,¯R (A ∪B )=¯R (A )∪¯R (B ).5)由性质(3)可直接得到.6)由于R 1⊆R 2,对于∀x,y ∈U ,有u R 1(x,y )≺u R 2(x,y ),u R c 2(x,y )≺u R c 1(x,y ).因此有u ¯R 1(A )(x )=Δt ∈U[u R 1(x,t )∇u A (t )]≺Δt ∈U[u R 2(x,t )∇u A (t )]=u ¯R2(A )(x ),此外,u R 2(A )(x )=∇t ∈U[u R c 2(x,t )Δu A (t )]≺∇t ∈U[u R c 1(x,t )Δu A (t )]=u R 1(A )(x ),即R 1⊆R 2⇒¯R 1(A )⊆¯R 2(A ),R 1⊆R 2⇒R 2(A )⊆R 1(A ).需要指出的是,上述性质成立的前提条件是,所有二型模糊集的次隶属函数是标准的凸一型模糊集.如果没有此限制条件,定理2的许多性质将不再成立.事实上,依据文献[20]可知,若二型模糊集的次隶属函数不限制为标准的凸一型模糊集,分配律、吸收律和两级律中的u A (x )∇10=10,u A (x )Δ11=11便不再成立.由定理2的证明过程可见,性质2)需要使用两极律,性质4)需要使用分配律,若无前述限制条件,则定理2中的性质2)与性质4)就不再成立.然而,不论是否对一型模糊集的隶属函数有所限制,定理2中的所有性质对一型模糊粗糙集都成立.3二型模糊关系与近似算子本节给出二型模糊关系与上下近似算子的特征联系.定义6设R 是论域U ×U 上二型模糊关系,则规定388控制与决策第28卷1)R 是自反的⇔∀x ∈U ,u R (x,x )=11;2)R 是对称的⇔∀x,y ∈U ,u R (x,y )=u R (y,x );3)R 是传递的⇔∀x,y,z ∈U ,Δy ∈U[u R (x,y )∇u R (y,z )]≺u R (x,z ).定义7对于∀y ∈U ,二型单值模糊集1y 和其补集1U −{y }分别定义如下:u 1y (x )={1/1=y,1/0=y ;u 1U −{y }(x )={1/0=y,1/1=y.定理3设(U,R )是一个二型模糊近似空间,则下列条件等价:1)R 是自反二型模糊关系;2)∀A ∈F 2(U ),R (A )⊆A ;3)∀A ∈F 2(U ),A ⊆¯R(A ).证明①“条件1)⇒条件2)”.若R 是自反二型模糊关系,则对于∀x ∈U ,u R (x,x )=11,那么有∀A ∈F 2(U ),x ∈U ,故u R (A )(x )=∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A (t )]≺u R c (x,x )Δu A (x )=u A (x ).即∀A ∈F 2(U ),R (A )⊆A .②“条件2)⇒条件3)”.由定理2中的性质1)可直接得到.③“条件3)⇒条件1)”.对于∀x ∈U ,令A =1x ,于是1x ⊆¯R(1x ),则有1/1=u 1x (x )≺u ¯R (1x )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u 1x (t )]=u R (x,x ),故u R (x,x )=1/1,因此R 是自反二型模糊关系.定理4设(U,R )是一个二型模糊近似空间,则下列条件等价:1)R 是对称二型模糊关系;2)∀x,y ∈U ,u ¯R (1x )(y )=u ¯R (1y )(x );3)∀x,y ∈U ,u R (1U −{y })(x )=u R (1U −{x })(y ).证明①“条件1)⇒条件2)”.若R 是对称二型模糊关系,则对于∀x,y ∈U ,u R (x,y )=u R (y,x ),那么有u ¯R (1x )(y )=Δt ∈U[u R (y,t )∇u 1x (t )]=u R (y,x ),u ¯R (1y )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u 1y (t )]=u R (x,y ).因此对于∀x,y ∈U ,u ¯R (1x )(y )=u ¯R (1y )(x ).②“条件2)⇒条件3)”.由定理2中的性质1)可直接得到.③“条件3)⇒条件1)”.对于∀x,y ∈U ,有u R (1U −{y })(x )=∇t ∈U[u R c (x,t )Δu 1U −{y }(t )]=u R c (x,y ),u R (1U −{x })(y )=∇t ∈U[u R c (y,t )Δu 1U −{x }(t )]=u R c (y,x ).则u R c (x,y )=u R c (y,x ),即u R (x,y )=u R (y,x ),因此R 是对称二型模糊关系.定理5设(U,R )是一个二型模糊近似空间,则下列条件等价:1)R 是传递二型模糊关系;2)∀A ∈F 2(U ),R (A )⊆R (R (A ));3)∀A ∈F 2(U ),¯R(¯R (A ))⊆¯R (A ).证明①“条件1)⇒条件3)”.若R 是传递二型模糊关系,则对于∀x,y,z ∈U ,有Δy ∈U[u R (x,y )∇u R (y,z )]≺u R (x,z ).而对于∀A ∈F 2(U ),x ∈U ,有u ¯R (¯R (A ))(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u ¯R (A )(t )]=Δt ∈U{u R (x,t )∇[Δp ∈U(u R (t,p )∇u A (p ))]}=Δt ∈U Δp ∈U [u R (x,t )∇u R (t,p )∇u A (p )]=Δp ∈U {[Δt ∈U(u R (x,t )∇u R (t,p ))]∇u A (p )}≺Δp ∈U[u R (x,p )∇u A (p )]=u ¯R(A )(x ),故¯R(¯R (A ))⊆¯R (A ).②“条件3)⇒条件1)”.对于∀x,y,z ∈U ,有u ¯R (1z )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u 1z (t )]=u R (x,z ),另外,u ¯R (¯R (1z ))(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u ¯R (1z )(t )]=Δt ∈U{u R (x,t )∇[Δp ∈U(u R (t,p )∇u 1z (p ))]}=Δt ∈U Δp ∈U [u R (x,t )∇u R (t,p )∇u 1z (p )]=Δp ∈U {[Δt ∈U(u R (x,t )∇u R (t,p ))]∇u 1z (p )}=Δt ∈U[u R (x,t )∇u R (t,z )],因为条件3)成立,所以u ¯R (¯R (1z ))(x )≺u ¯R (1z )(x ),即Δt ∈U[u R (x,t )∇u R (t,z )]≺u R (x,z ).因此R 是传递二型模糊关系.③“条件2)⇔条件3)”.由定理2中的性质1)可直接得到.4近似算子的公理化定义在二型模糊粗糙集的公理化方法中,基本概念是系统(F 2(U ),∩,∪,c,L,H ),其中L,H :F 2(U )→F 2(U )是两个一元算子.本节讨论二型模糊粗糙近似算子的公理化描述.第3期赵涛等:二型模糊粗糙集389定义8算子L,H :F 2(U )→F 2(U )称为是对偶的,如果对于A ∈F 2(U ),它们满足1)L (A )=H c (A c );2)H (A )=L c (A c ).定义9在论域U 上,称每点次隶属函数都相同的二型模糊集为常二型模糊集,具体形式如下:⌢α= x ∈Uu ⌢α(x )/x = x ∈Uα/x.其中:⌢α是常二型模糊集,α是次隶属函数.引理1设¯R ,R 是定义5中的上、下近似算子,则对于∀A ∈F 2(U ),以及任意常二型模糊集⌢α,有以下关系成立:¯R (A ∩⌢α)=¯R (A )∩⌢α,R (A ∪⌢α)=R (A )∪⌢α.证明对于∀x ∈U ,有u ¯R (A ∩⌢α)(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A ∩⌢α(t )]=Δt ∈U [u R (x,t )∇u A (t )∇u ⌢α(t )]=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )∇α]=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )]∇α=u ¯R (A )(x )∇u ⌢α(x )=u ¯R (A )∩⌢α(x ).则¯R (A ∩⌢α)=¯R (A )∩⌢α.类似地,R (A ∪⌢α)=R (A )∪⌢α.引理2对于∀A ∈F 2(U ),以及任意常二型模糊集⌢α,则A =∪y ∈U[1y ∩⌢u A (y )].证明对于∀x ∈U ,有u∪y ∈U[1y ∩⌢u A (y )](x )=Δy ∈Uu 1y∩⌢u A (y )(x )=Δy ∈U[u 1y (x )∇u ⌢u A (y )(x )]=Δy ∈U [u 1y (x )∇u A (y )]=u A (x ),故A =∪y ∈U[1y ∩⌢u A (y )]. 引理3对∀A ∈F 2(U ),以及任意常二型模糊集⌢α,有A =∩y ∈U[1U −{y }∪⌢u A (y )].证明对于∀x ∈U ,有u∩y ∈U[1U −{y }∪⌢u A (y )](x )=∇y ∈U u 1U −{y }∪⌢u A (y )(x )=∇y ∈U [u 1U −{y }(x )Δu ⌢u A (y )(x )]=∇y ∈U[u 1U −{y }(x )Δu A (y )]=u A (x ),故A =∩y ∈U[1U −{y }∪⌢u A (y )].定理6设L,H :F 2(U )→F 2(U )是一对对偶一元算子,则存在一个U 上的二型模糊关系R 使L (A )=R (A ),H (A )=¯R(A )对任意A ∈F 2(U )都成立的充分必要条件是H 满足如下性质:1)H (A∩⌢a )=H (A )∩⌢a ;2)H (A ∪B )=H (A )∪H (B ).其中:A,B ∈F 2(U ),⌢a 为任意常二型模糊集.证明基于算子H 定义U ×U 上的二型模糊关系R 为u R (x,y )=u H (1y )(x ),对于∀x ∈U ,有u ¯R (A )(x )=Δt ∈U[u R (x,t )∇u A (t )]=Δt ∈U[u H (1t )(x )∇u ⌢u A (t )(x )]=Δt ∈U [u H (1t )∩⌢u A (t )(x )]=Δt ∈U[u H (1t ∩⌢u A (t ))(x )]=u ∪t ∈UH (1t∩⌢u A (t ))(x )=u H (∪t ∈U(1t∩⌢u A (t )))(x )=u H (A )(x ),则H (A )=¯R(A ),再由对偶性易证L (A )=R (A ).定理7设L,H :F 2(U )→F 2(U )是一对对偶一元算子,则存在一个U 上的二型模糊关系R 使L (A )=R (A ),H (A )=¯R(A )对任意A ∈F 2(U )都成立的充分必要条件是L 满足如下性质:1)L (A ∪⌢a )=L (A )∪⌢a ;2)L (A ∩B )=L (A )∩L (B ).其中:A,B ∈F 2(U ),⌢a 为任意常二型模糊集.证明基于算子L 定义U ×U 上的二型模糊关系R 为u R c (x,y )=u L (1U −{y })(x ),对于∀x ∈U ,有u R (A )(x )=∇t ∈U[u R c (x,t )Δu A (t )]=∇t ∈U[u L (1U −{t })(x )Δu ⌢u A (t )(x )]=∇t ∈U[u L (1U −{t })∪⌢u A (t ))(x )]=∇t ∈U[u L (1U −{t }∪⌢u A (t ))(x )]=u ∩t ∈UL (1U −{t }∪⌢u A (t ))(x )=u L (∩t ∈U(1U −{t }∪⌢u A (t )))(x )=u L (A )(x ),则L (A )=R (A ),再由对偶性易证H (A )=¯R(A ).5结论本文在二型模糊环境中,基于二型模糊关系,首先构建了二型模糊粗糙集,并讨论了一些基本性质;然后,研究了二型模糊关系与上下近似算子的特征联系;最后,给出了二型模糊粗糙近似算子的公理化描述.二型模糊粗糙集为处理高度不确定性数据提供了一定的理论依据,特别是使高度不确定数据的规则提取和知识发现拥有了一定的数学基础,在一定程度上丰富了不确定性理论.下一步,可以考虑将已有的一型模糊粗糙算法推广到二型模糊粗糙环境中,基于二型模糊粗糙集对连续数据集进行属性约简.390控制与决策第28卷参考文献(References)[1]Pawlak Z.Rough sets[J].Int J of Computer andInformation Science,1982,11(5):341-356.[2]Pawlak Z.Rough sets:Theoretical aspects of reasoningabout data[M].Boston:Kluwer Academic Publishers, 1991:9-11.[3]Zadeh L A.Fuzzy 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