应用粗糙集提取柴油机故障数据特征

根据柴油机故障数据的特点,采用粗糙集理论对其进行特征提取研究。由于实际测量的参数大多为连续数据,而粗糙集只能处理离散数据,提出了一种适用于粗糙集的SOM网络离散化方法;给出一种基于简化差别矩阵的快速属性约简算法;以6135D型柴油机故障诊断数据为例进行特征提取,成功地将原始8个属性约简为3个,为后续研究工作打下了基础。     

一种基于一致性准则的属性约简算法

粗糙集方法提供了一种新的处理不精确、不完全与不相容知识的数学工具.属性约简是粗糙集理论的重要研究内容之一,已有的大多数属性约简算法主要针对离散值属性的约简,面向连续值属性的约简报道较少.为此,在引入新的对象一致性定义后,提出一种新的基于一致性准则的属性约简模型,该模型可针对离散或连续值属性进行有效的约简,是经典粗糙集属性约简模型的有效推广.依据新模型,提出了一种基于一致性准则的属性约简算法,该算法可有效进行连续值属性的约简,且通过错分对象数的控制可有效增强属性约简的有效性.理论分析和实验表明提出的算法是有效可行的.     

基于模糊工具箱和ROSETTA的粗糙集数据挖掘

针对大量连续属性值的数据挖掘,提出了一种基于模糊工具箱和ROSETTA软件的粗糙集数据挖掘方法.在粗糙集理论的基础上,应用模糊工具箱中的模糊聚类方法离散分类连续属性值,并将其转化为粗糙集易于处理的知识表格.应用粗糙集数据挖掘软件ROSETTA对这些知识表格进行知识约简处理.通过约简知识属性和属性值,得到连续属性值的核心知识规则,并以实测数据为例,说明了该方法的实现过程和有效性.     

基于差异关系的变精度粗糙集知识约简算法研究

有效的知识约简算法是粗糙集理论的重要研究内容.粗糙集是一个去掉冗余特征的有效工具.经典的粗糙集方法要求数值用离散数据表达,对于连续值则在处理前必须进行离散化处理.真实数据往往存在连续值,为了避免运用粗糙集方法所必需的离散化过程带来的信息丢失,将差异关系应用于粗糙集的知识约简.为进一步增强差异关系粗糙集对噪声数据的适应能力,提出基于差异关系的变精度粗糙集知识约简算法,并分析差异关系下变精度粗糙集模型参数的特性,给出依赖度和参数范围关系描述,将参数取值从点扩展到区间范围.在UCI数据库的数据集上进行实验,结果证明了所提方法及相关理论的有效性.     

基于粗糙集-BP神经网络的机车滚动轴承故障诊断

论文提出了一种基于粗糙集理论与BP神经网络相结合的机车滚动轴承故障诊断方法.首先对原始故障诊断样本的连续属性进行离散化处理,然后利用粗糙集理论,对条件属性进行约简,删除冗余信息,最后将约简的最小属性集作为BP神经网络的输入,并设计BP神经网络对滚动轴承进行诊断.仿真结果表明粗糙集-BP模型不仅简化神经网络结构,而且提高了收敛速度和故障诊断正确率.     

基于模糊粗糙集的肿瘤分类特征基因选取

依据基因表达谱有效建立肿瘤分类模型的关键在于,准确找出决定样本类剐的一组特征基因.粗糙集理论作为一种新的软计算方法能够保持在原数据集的分类能力不变的基础上,对属性极大约简,从大量基因中找到对分类有效的基因.由于基因表达谱数据集的连续性,为了避免运用粗糙集方法所必需的离散化过程带来的信息丢失,尝试将模糊粗糙集应用于特征基因的选取,提出了基于互信息的模糊粗糙集属性约简算法,运用于基因表达谱数据集的基因选取.然后分别采用KNN和C5.0分类器进行特征基因分类性能进行检验.以急性白血病亚型(leukemia Microarray)和直肠癌(colon Microarray)分类特征基因选取为例进行实验,结果表明了上述方法的可行性和有效性.     

一种基于粗糙集的离散化算法

粗糙集理论以其独特的数据约简能力在不确定信息处理的相关领域得到广泛关注和研究,而连续属性的离散化是粗糙集方法及其它归纳学习系统中的重要环节.将离散化视作一种信息概括、抽象和约简,利用粗糙集理论提出一种全局的离散化算法.算法通过定义一致性度量,实现全局离散,弥补了局部离散化MDLP方法引入不一致的缺陷.然后在保持一致性前提下,进一步对离散中分割点的冗余进行约简.实验采用ID3和粗糙集分类工具ROSETTA在多个大数据集上对提出的离散方法进行分类验证,实验结果表明该算法的有效性和优越性.     

一种粗集与灰理论结合算法在柴油机故障诊断系统中的应用

提出一种基于粗糙集描述理论与灰理论的故障诊断属性约简方法,将用粗糙集描述理论算法进行故障诊断条件属性约简的结果,依据灰色关联度算法计算灰关联系数,进一步确定约简集中条件属性间的重要性,求取最佳属性约简集.在柴油机燃油系故障诊断系统,获取了最佳属性约简集,系统运行测试获得好的故障诊断结果.     

基于云计算的层次粗糙集模型约简算法研究

传统的并行属性约简算法通过利用抽样技术获取小数据样本进行知识约简,但对于大数据集来说,样本数据不具有一般性且无法代表整个数据集.为了弥补传统并行属性约简算法只能用来计算最小属性约简、处理小数据集的缺陷,论文通过分析了先验知识在粒计算中的重要性,结合云计算技术处理海量数据的优势,以粗糙集理论为背景,从不同角度、层次出发建立层次粗糙集模型,提出基于云计算的层次粗糙集模型约简算法,讨论并实现了知识约简算法中的可并行化操作,利用Hadoop在普通计算机集群上进行试验,从运行时间、加速比、可扩展性三个方面对所提出基于正区域、信息熵、边界域算法的重要性进行评价.实验证明：基于云计算的层次粗糙集模型约简算法可以有效处理大数据集.     

一种新的用于连续值属性离散化的约简算法

针对在Nguyen和Skowron的离散化算法中进行启发式约简时会出现某些属性不能进行离散化问题，以及在无核数据集中启发式约简算法计算量比较大等问题，在粗糙集理论和属性频率函数的基础上给出一个新概念－候选核，并提出一种新的用于连续值属性离散化的约简算法－基于候选核的启发式约简算法（简称BCC）。该算法可以寻找到能对所有属性进行离散化的约简，实验表明，所提出的BCC算法能提高大数据集的离散化效果。     

基于信度区间的故障特征约简方法

多源信息融合故障诊断方法可以有效提高设备故障的确诊率,但同时需要使用由不同传感器获取的多种故障特征数据.此时若将所有特征的数据用于诊断,则计算量过大,诊断的实时性差.对此,将证据理论与粗糙集相结合,提出基于信度区间的属性约简定理及相应的故障特征(属性)约简方法,力图利用约简后的重要特征进行快速诊断.利用随机模糊变量和K均值对特征数据进行离散化处理,通过压缩二进制矩阵获取核属性,再将属性的信度区间大小作为迭代约简过程中属性的选取标准,向核属性中添加重要属性,最终获得属性约简结果.最后进行电机转子的特征融合诊断实验,通过与经典的粗糙集简约方法对比验证所提出方法的有效性.     

优势-等价关系下序贯三支决策的属性约简

序贯三支决策方法是一种能够表示问题中的多重层次粒度,并将多粒度结合起来解决不确定决策问题的有效途径。优势-等价关系粗糙集则是针对条件属性具有偏好关系的分类问题,提取有序信息,对目标概念进行近似,从而形成决策知识。利用传统的优势关系粗糙集方法进行知识约简和提取的效率低下,而目前大部分序贯三支决策方法则局限在符号值属性的信息系统中,对连续值和有序值不能进行有效处理,造成一定程度的信息丢失。因此,将序贯三支决策的思想应用于优势关系粗糙集模型中,定义了一种新的基于序贯三支决策的属性约简及相应的属性重要度,对具有偏好值属性的信息系统进行更加高效的处理,通过多粒度的表示和关系的研究,加速了知识约简过程。选取了多组UCI数据进行实验,结果表明所提出的基于优势关系的序贯三支决策方法能够在保证约简质量的基础上明显降低时间耗费。     

一种基于粗糙集理论的规则提取方法

规则提取是实现智能信息系统的重要环节,也是一个难点。针对信息系统中的规则提取问题,提出了一种基于粗糙集的研究方法,并对规则提取涉及到的属性约简、属性值约简等问题进行了研究。根据粗糙集中的不可分辨关系建立了可辫识向量,以利用可辨识向量的加法法则运算求得核属性以及属性重要性,然后以核属性为基础、属性重要性为启发信息,求得信息表的一个属性约简。在此基础上,利用条件属性与决策属性之间的对应关系,对信息表中的每条规则通过删除冗余属性值来完成信息表的属性值约简,最终实现规则提取。数值实例和试验表明本算法是有效、可行的。     

Fuzzy rough set based attribute reduction for information systems with fuzzy decisions

Fuzzy rough set is a generalization of crisp rough set to deal with data sets with real value attributes. A primary use of fuzzy rough set theory is to perform attribute reduction for decision systems with numerical conditional attribute values and crisp (symbolic) decision attributes. In this paper we define inconsistent fuzzy decision system and their reductions, and develop discernibility matrix-based algorithms to find reducts. Finally, two heuristic algorithms are developed and comparison study is provided with the existing algorithms of attribute reduction with fuzzy rough sets. The proposed method in this paper can deal with decision systems with numerical conditional attribute values and fuzzy decision attributes rather than crisp ones. Experimental results imply that our algorithm of attribute reduction with general fuzzy rough sets is feasible and valid.     

基于HCM聚类的连续域模糊关联算法

针对粗糙集对于连续域属性决策表的处理能力差以及不容易获得模糊集之间关系等问题,提出一种基于连续型属性模糊关联规则约简算法。该算法引入三角隶属度函数将连续属性值转化为模糊值,并使用硬C均值聚类方法获得数据集之间关系,采用遗传算法优化该模型。仿真结果验证了该模型的有效性。     

一种连续属性离散化的新方法

提出了一种基于聚类方法、结合粗集理论的连续属性离散化方法。在粗集理论中有一个重要概念：属性重要度（Attribute significance)，它常用来作为生成好的约简所采用的启发式评价函数。受此启发，在连续属性离散化方法中可把它用于属性选择，即从已离散化的属性集中选择出属性重要度最高的属性，再把它和待离散化的连续属性一起进行聚类学习，得到该连续属性的离散区间。文中介绍了该方法的算法描述，并通过实验与其他算法进行了比较。实验结果表明，由于这种方法在离散化过程中结合了粗集理论的思想,考虑了属性间的相互影响，从而产生了比较合理的划分点，提高了规则的分类精度。     

灰色信息系统基于集中有序关系下的知识约简

属性约简是粗糙集理论进行知识获取的核心问题之一。针对现实信息系统中属性值取值不确定的情况,结合灰色系统理论对集中有序关系进行扩展,建立了灰色信息系统中趋于某个标准值的一种偏好关系,并以集中有序关系下的优势度为启发式信息,给出了属性的重要性度量,在此基础上提出了适合于属性值为连续灰数的信息系统的属性约简算法,给出了约简的实际操作方法,并通过实例验证了算法的可行性。     

基于邻域粗糙集下知识划分的信息表降维

Pawlak粗糙集的知识约简包括对决策表的知识约简和对信息表的知识约简。作为Pawlak粗糙集的扩展,邻域粗糙集在针对决策表的属性约简方面应用广泛,而针对信息表的属性约简方面应用鲜少。为了设计一种适用于信息表的属性约简算法,根据Pawlak粗糙集的信息表知识约简标准,首先提出一种邻域粗糙集的信息表知识约简标准,然后根据这种标准,结合贪心思想,进一步提出了一种适用于聚类任务的信息表属性约简算法。与主成分分析(principal component analysis,PCA)算法相比,实验结果表明用该算法对数据集降维后,得到的属性约简集合的属性个数较多,K-means算法根据属性集合进行聚类的精度较高。实验结果证明该算法能有效地应用于信息表的属性约简方面。     

基于模糊知识粒度的混合属性约简算法

现实世界中常常包含着海量的、不完整的、模糊及不精确的数据或对象,使得模糊信息粒化成为近年来研究趋势。利用论域上的模糊等价关系定义了模糊粒度世界的模糊知识粒度,给出了新的属性约简条件和核属性计算方法,以便更好地挖掘出潜在的、有利用价值的信息。针对粗糙集在对连续属性约简的过程中容易造成信息缺失和不能对模糊属性处理的现象,提出了一种基于模糊知识粒度对混合决策系统约简的启发式算法,省去了连续属性离散化过程,减少了计算量,为离散值域和混合值域约简提供了统一的方法。最后通过实例验证了其有效性。     

不完备邻域粗糙集的不确定性度量和属性约简

针对现有的属性约简算法不适合处理数值型属性和符号型属性共同存在的不完备数据,提出了一种拓展不完备邻域粗糙集模型。首先,通过考虑属性值的概率分布来定义缺失属性值之间的距离,可以度量具有混合属性的不完备数据;其次,定义了邻域混合熵来评价属性约简的质量,分析证明了相关的性质定理,并构造了一种基于邻域混合熵的不完备邻域粗糙集属性约简算法;最后从UCI数据集中选取了7组数据进行实验,并分别与基于依赖度的属性约简（ARD）、基于邻域条件熵的属性约简（ARCE）、基于邻域组合测度的属性约简（ARNCM）算法进行了比较。理论分析和实验结果表明,所提算法约简属性比ARD、ARCE、ARNCM分别减少了约1,7,0个,所提算法的分类精度比ARD、ARCE、ARNCM分别提高了约2.5,2.1,0.8个百分点。所提算法不仅能够获得较少的约简属性,同时具有较高的分类精度。