基于信息获取私家车路径选择行为模拟*

为了研究大城市私家车出行选择对物流配送方案生成的影响,综合考虑私家车驾驶者出行知识、获取的出行信息,建立了考虑自身风险规避、自身后悔规避与相对风险规避、相对后悔规避的路径选择混合效用随机模型,给出了确定预期后悔阈值的方法。基于模型的随机性,使用蒙特卡洛方法对模型中的随机参数进行了标定。通过实验网络对比了信息条件下和无出行信息条件下私家车驾驶者备选路径生成及路径选择行为,给出了不同条件下产生差异的原因,说明建立的模型符合对驾驶者在不同条件下的实际出行选择行为模拟。     

基于TAN结构的启发式贝叶斯网络结构学习算法

贝叶斯网络结构学习是个NP难题。一种有效且准确性较高的学习算法是K2算法。但K2算法要确定结点次序,在无先验信息时受到很大限制。提出了一种启发式结构学习G算法,该算法以学习树扩展朴素贝叶斯TAN结构作为启发式信息,由该启发式信息生成结点次序,再用K2算法生成贝叶斯网络结构。实验结果表明,G算法可以解决无先验信息时确定结点次序的问题。所添加的弧比较简洁,网络结构比TAN结构更加合理。     

基于频繁项挖掘的贝叶斯网络结构学习算法BNSL-FIM

贝叶斯网络能够表示不确定知识并进行推理计算表达,但由于实际样本数据存在噪声和大小限制以及网络空间搜索的复杂性,贝叶斯网络结构学习始终会存在一定的误差。为了提高贝叶斯网络结构学习的准确度,提出了以最大频繁项集和关联规则分析结果为先验知识的贝叶斯网络结构学习算法BNSL-FIM 。首先从数据中挖掘出最大频繁项集并对该项集进行结构学习,之后使用关联规则分析结果对其进行校正,从而确定基于频繁项挖掘和关联规则分析的先验知识。然后提出一种融合先验知识的BDeu评分算法进行贝叶斯网络结构学习。最后在6个公开标准的数据集上开展了实验,并对比引入先验/不引入先验的结构与原始网络结构的汉明距离,结果表明所提算法与未引入先验的BDeu评分算法相比显著提高了贝叶斯网络结构学习的准确度。     

基于TAN结构的启发式贝叶斯网络结构学习算法

贝叶斯网络结构学习是个NP难题。一种有效且准确性较高的学习算法是K2算法。但K2算法要确定结点次序,在无先验信息时受到很大限制。提出了一种启发式结构学习G算法,该算法以学习树扩展朴素贝叶斯TAN结构作为启发式信息,由该启发式信息生成结点次序,再用K2算法生成贝叶斯网络结构。实验结果表明,G算法可以解决无先验信息时确定结点次序的问题。所添加的弧比较简洁,网络结构比TAN结构更加合理。     

小数据集条件下基于数据再利用的BN参数学习

着重研究了小数据集条件下结合凸约束的离散贝叶斯网络(Bayesian network, BN)参数学习问题, 主要任务是用先验知识弥补数据的不足以提高参数学习精度. 已有成果认为数据和先验知识是独立的, 在参数学习算法中仅将二者机械结合. 经过理论研究后, 本文认为数据和先验知识并不独立, 原有算法浪费了这部分有用信息. 本文立足于数据信息分类, 深入挖掘数据和先验知识之间的约束信息来提高参数学习精度, 提出了新的BN 参数学习算法 --凸约束条件下基于数据再利用的贝叶斯估计. 通过仿真实验展示了所提算法在精度和其他性能上的优势, 进一步证明数据和先验知识不独立思想的合理性.     

基于贝叶斯网络的城市居民出行方式研究

以西安市城市居民出行方式为研究对象,收集西安市部分区域城市居民出行的调查数据。利用获得的调查数据,综合运用相关性分析方法和K2算法进行贝叶斯网络的结构学习;应用贝叶斯参数估计方法进行贝叶斯网络的参数学习,建立了应用于西安城市居民出行方式分析的贝叶斯网络。应用所建网络分析了是否有私家车、居民性别、居民年龄和出行目的对西安城市居民出行方式的影响。研究结果表明,基于贝叶斯网络建立的西安城市居民出行方式分析模型预测精度较高,具有较高的实用价值。     

先验信息不确定条件下贝叶斯网结构学习方法

针对先验信息不确定条件下的贝叶斯网络学习问题,提出了一种非确定先验结构信息贝叶斯网络的结构学习方法。主要在以下几个方面开展了工作：提出了一种贝叶斯网络结构的不确定先验信息表示方法;改进了MDL测度,提出了SMDL测度,使之能在学习过程中考虑先验信息的不确定性;基于模拟退火算法,对问题进行求解。最后通过实验对算法的可行性进行了验证。     

基于贝叶斯网络的信用卡客户价值预测

在阐述贝叶斯网络的特点和学习算法的基础上,利用先验知识选取数据样本的属性变量,通过基于K2算法的贝叶斯网络结构学习和基于极大似然方法的参数学习,建立预测模型并进行银行信用卡客户价值预测。预测结果的正确率和覆盖率表明,贝叶斯网络是信用卡客户价值预测的有效工具。     

遥感波段与样本组合及贝叶斯网络结构变化分析

贝叶斯网络表达了输入数据与分类结果之间的依赖关系,网络结构则表达了节点之间的条件概率状态。遥感数据的贝叶斯网络结构训练涉及先验知识和样本数量两个方面,是贝叶斯网络结构分类的重要环节。该文以应用目标和遥感数据波段的物理意义为先验知识指导,进行了贝叶斯网络结构建立中的遥感数据波段数和样本数的优化组合实验,为贝叶斯网络在遥感数据分类方面提供了基础性实验结果。     

基于进化MCMC的DBN学习算法

提出利用进化MCMC算法进行动态贝叶斯网络(DBN)学习的方法。在数据缺省情况下利用EM算法进行贝叶斯网络参数学习,结构学习部分生成多条备选的贝叶斯网络染色体,对染色体进行变异操作和交叉操作,在遗传操作中根据温度参数和贝叶斯网络及贝叶斯信息准则来构造MCMC函数,并利用MCMC函数进行贝叶斯网络学习。每一代进化后,将贝叶斯信息评分最大的贝叶斯网络作为结构学习的结果。实验结果验证了该方法性能的稳定性。     

A new real-coded Bayesian optimization algorithm based on a team of learning automata for continuous optimization

Estimation of distribution algorithms have evolved as a technique for estimating population distribution in evolutionary algorithms. They estimate the distribution of the candidate solutions and then sample the next generation from the estimated distribution. Bayesian optimization algorithm is an estimation of distribution algorithm, which uses a Bayesian network to estimate the distribution of candidate solutions and then generates the next generation by sampling from the constructed network. The experimental results show that the Bayesian optimization algorithms are capable of identifying correct linkage between the variables of optimization problems. Since the problem of finding the optimal Bayesian network belongs to the class of NP-hard problems, typically Bayesian optimization algorithms use greedy algorithms to build the Bayesian network. This paper proposes a new real-coded Bayesian optimization algorithm for solving continuous optimization problems that uses a team of learning automata to build the Bayesian network. This team of learning automata tries to learn the optimal Bayesian network structure during the execution of the algorithm. The use of learning automaton leads to an algorithm with lower computation time for building the Bayesian network. The experimental results reported here show the preference of the proposed algorithm on both uni-modal and multi-modal optimization problems.     

不完备证据条件下的Bayesian网络参数学习

在Bayesian网络推理中,对节点做参数学习是必不可少的.但在学习过程中,常常会出现证据丢失,导致参数收敛速度减慢,同时影响参数学习的精确度,甚至给参数收敛带来困难.针对这样的问题,本文提出一种证据丢失参数模型,并推导出包含学习率的EM更新算法.收敛性能的理论分析和仿真试验结果两方面均表明,新算法与传统处理算法相比,在不降低参数估计精度的前提下,具有更快的收敛速度,为保证不完备证据条件下可信高效的Bayes-ian网络参数学习提供了一条可行的解决途径.     

基于改进SEM算法的基因调控网络构建方法*

动态贝叶斯网络（DBN）是基因调控网络的一种有力建模工具。贝叶斯结构期望最大算法（SEM）能较好地处理构建基因调控网络中数据缺失的情况,但SEM算法学习的结果对初始参数设置依赖性强。针对此问题,提出一种改进的SEM算法,通过随机生成一些候选初始值,在经过一次迭代后得到的参数中选择一个最好的初始值作为模型的初始参数值,然后执行基本的SEM算法。利用啤酒酵母细胞周期微阵列表达数据,构建其基因调控网络并与现有文献比较,结果显示该算法进一步提高了调控网络构建的精度。     

Neural network model for rapid forecasting of freeway link travel time

Estimation of freeway travel time with reasonable accuracy is essential for successful implementation of an advanced traveler information system (ATIS) for use in an intelligent transportation system (ITS). An ATIS consists of a route guiding system that recommends the most suitable route based on the traveler's requirements using the information gathered from various sources such as loop detectors and probe vehicles. This information can be disseminated through mass media or on on-board satellite-based navigational system. Based on the estimated travel times for various routes, the traveler can make a route choice. In this article, a neural network model is presented for forecasting the freeway link travel time using the counter propagation neural (CPN) network. The performance of the model is compared with a recently reported freeway link travel forecasting model using the backpropagation (BP) neural network algorithm. It is shown that the new model based on the CPN network, and the learning coefficients proposed by Adeli and Park, is nearly two orders of magnitude faster than the BP network. As such, the proposed freeway link travel-forecasting model is particularly suitable for real-time advanced travel information and management systems.     

小数据集情况下基于变权重融合的BN参数学习算法

针对小数据集情况下贝叶斯网络（BN）参数学习结果精度较低的问题，分析了小数据集情况下BN参数变权重设计的必要性，提出一种基于变权重融合的BN参数学习算法VWPL。首先根据专家经验确定不等式约束条件，计算参数学习最小样本数据集阈值，设计了随样本量变化的变权重因子函数；然后根据样本计算出初始参数集，通过Bootstrap方法进行参数扩展得到满足约束条件的候选参数集，将其代入BN变权重参数计算模型即可获取最终的BN参数。实验结果表明，当学习数据量较小时，VWPL算法的学习精度高于MLE算法和QMAP算法的，也优于定权重学习算法的。另外，将VWPL算法成功应用到了轴承故障诊断实验中，为在小数据集上进行BN参数估计提供了一种方法。     

Controlled generation of hard and easy Bayesian networks: Impact on maximal clique size in tree clustering

This article presents and analyzes algorithms that systematically generate random Bayesian networks of varying difficulty levels, with respect to inference using tree clustering. The results are relevant to research on efficient Bayesian network inference, such as computing a most probable explanation or belief updating, since they allow controlled experimentation to determine the impact of improvements to inference algorithms. The results are also relevant to research on machine learning of Bayesian networks, since they support controlled generation of a large number of data sets at a given difficulty level. Our generation algorithms, called BPART and MPART, support controlled but random construction of bipartite and multipartite Bayesian networks. The Bayesian network parameters that we vary are the total number of nodes, degree of connectivity, the ratio of the number of non-root nodes to the number of root nodes, regularity of the underlying graph, and characteristics of the conditional probability tables. The main dependent parameter is the size of the maximal clique as generated by tree clustering. This article presents extensive empirical analysis using the Hugin tree clustering approach as well as theoretical analysis related to the random generation of Bayesian networks using BPART and MPART.     

基于贝叶斯最优分类器的多源模糊信息融合方法

为了使传统的贝叶斯最优分类器能够处理模糊信息和实现推理过程的自动化, 在这篇文章里我们将模糊信息嵌入到贝叶斯最优分类器中, 形成新的贝叶斯最优分类器. 它不但能有效地处理模糊信息, 而且还保留了贝叶斯最优分类器的学习性能. 再者, 根据模糊集理论的发展, vague 集也嵌入到贝叶斯最优分类器中形成 vague 贝叶斯最优分类器.它能同时模拟模糊信息正、反两方面的特征. 进一步, 提出能同时处理正、反和不确定三方面模糊信息的集对贝叶斯最优分类器. 最终, 为了实现贝叶斯最优分类器的自动推理, 提出一种基于知识的人工神经网络 (KBANN) 的贝叶斯最优分类器. 它不仅降低了贝叶斯最优分类器的计算量, 而且还改善了它的分类学习质量.     

贝叶斯网参数学习中连续变量离散化方法研究

连续变量离散化是贝叶斯网络参数学习中面临的一个重要问题,它的好坏将直接影响到贝叶斯网络的推理效果。目前缺少一种有效的手段用于评价连续变量离散化的好坏,通过研究,提出了推理信息量的概念,并采用作为衡量连续变量离散化好坏的标准。在连续变量离散化的过程中,采用遗传算法通过迭代的方式寻求最优解,其中,推理信息量作为衡量个体适应度的标准。实例分析证明,推理信息量大的推理效果好要优于推理信息量小的推理效果。