面向DS證據理論的關聯信息融合研究

《面向DS證據理論的關聯信息融合研究》是依託上海電力大學，由蘇曉燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向DS證據理論的關聯信息融合研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：蘇曉燕
• 依託單位：上海電力大學

項目摘要

DS證據理論在信息融合領域套用廣泛。如何有效地融合關聯信息是證據理論套用中最具挑戰性的關鍵問題之一。現有的關聯證據融合方法主要集中在證據結構層次的相關性分析，忽略了對最根本的關聯本質的探索，導致融合結果不盡合理，極大影響了融合系統性能。針對這一問題，本項目從證據理論的數學原理入手，首次將關聯成因分為系統內部關聯和外部感知器關聯，並建立描述不同關聯情形的數學模型，合理度量關聯程度大小。提出從外部關聯到內部關聯的智慧型化分層處理融合算法，以全面處理各種關聯關係，並確定系統的關聯閾值作為判定條件：當關聯程度小於設定閾值時，採用經典的融合規則；反之，才選用較為複雜的關聯融合算法進行融合，這有利於降低系統的計算複雜度。最後以電力系統的可靠性分析及安全評估為背景，驗證並套用所提出的關聯證據融合方法。通過本項目研究，可以有效實現關聯證據的融合，提高信息融合系統性能，對證據理論的實際套用具有重要意義。

結題摘要

信息融合是目前信息學科研究的熱點之一。Dempster-Shafer證據理論由於具有較強的不確定信息表達及處理能力，在信息融合系統中有著廣泛的套用。然而，DS證據理論中的經典Dempster組合規則要求融合的信息必須相互獨立，這在實際套用中往往難以滿足。如果不能有效處理關聯證據融合這一問題，將導致實際套用系統無法得到合理的融合結果，甚至出現決策失誤，極大地影響了融合系統的性能。本項目針對不同的關聯情形，從內部關聯和外部關聯的角度出發，以關聯關係建模、關聯程度度量、關聯證據融合及決策為線索，提出了一套較為系統的關聯證據融合策略：針對由相同證據源更新而得的關聯證據，提出推廣的相關源證據模型，進一步拓展更新的形式，並將相關源證據在更新過程中存在的重要性程度納入考慮，拓展經典相關源證據模型的適用範圍；針對系統內部的條件規則關聯，提出了條件基本信度函式、聯合基本信度函式、條件信度表等新概念，在此基礎上提出廣義Dempster 組合規則，為條件關聯的證據融合提供具體的解決方案；針對具有一定量歷史數據及樣本的複雜不確定性關聯情形，提出了基於秩相關係數、綜合相關係數、互信息等統計參數模型的關聯證據融合方法；針對其他複雜不確定性關聯情形，提出基於複雜網路理的關聯證據融合方法，通過確定網路中各節點（信息源）間的關聯關係及重要性程度，最佳化選擇融合系統的信息源及其權重，得到較好的融合結果。本研究利用證據理論較好的表達和處理不確定性信息的能力，並結合所提出的關聯證據融合方法在處理關聯關係方面的優勢，在故障診斷、決策支持、核電廠人因可靠性分析及設備可靠性等方向上進行套用研究。通過本項目的研究，豐富和完善了關聯情形下多源信息融合的理論與方法，拓展了信息融合技術的套用領域和範圍，在理論和實踐中都具有價值和意義。