云制造服务迁移的决策实现过程以模糊软集为基本架构,在联合决策运作中分别应用了水平软集策略和基于信息熵的D-S证据推理方法。前文已对水平软集予以详述,故在此仅对熵值与D-S证据理论进行引入阐释。
(1)信息熵
为度量信息的不确定性,Shannon(1948)给出了如下所述信息熵的概念。
定义6-1 对于论域上的概率分布(p1,p2,...pm),定义信息熵为
式中,k为取决于度量单位的正常数。
对于一组信息表达数据而言,其分布越集中,则不确定性越小,故熵值越小;反之,其分布越分散则不确定性越大,熵值越大。
(2)D-S证据理论
Dempster-Shafer(D-S)证据理论是以概率论为基础的新的不确定推理方法。该理论能够综合各类不确定知识以实现不确定型评价,其中各证据均相互独立,适用于不确定信息的融合决策问题。D-S证据理论基于包含两两互斥元素的辨识框架展开讨论,融合多来源对信息进行证据推理,实现决策评判。
对于辨识框架Θ可表达为Θ={θ1,θ2,...θN }。其中θi(i=1,2,...,N)为该辨识框架包含的所有命题(或所有可能结果)。此外,以2Θ记为Θ的幂集。
定义6-2(Shafer,1976) 对于辨识框架Θ={θ1,θ2,...θN},其上的基本概率指派函数可定义为映射m:2Θ→[0,1],m满足
对于A⊆Θ,m(A)表示给定单一证据下命题A的基本可信数,也称为信度。(www.daowen.com)
相应地,若m(A)>0,则A称为Θ上基本概率指派函数m的焦元。
定义6-3(Shafer,1976) 对于辨识框架Θ={θ1,θ2,...θN}和其上的基本概率指派函数m:2Θ→[0,1],Θ上的信任函数可定义为Bel:2Θ→[0,1],满足
由定义可以看出,Bel(A)表示命题A的总体信度,是所有子命题信度的综合,是从集合视角对非精确性和不确定性问题进行的证据推理。显然,当A中仅含单个元素时,
Bel(A)=m(A)
就多数决策问题而言,决策信息往往并非单一而孤立,而是多维度、多视角的全方位综合化形态。同时,多证据间的相互印证与综合推理也能够有效提升科学、合理决策水平。因此,基于多证据融合的推理方法成为D-S证据理论的重要内容。
定义6-4(Dempster,1968) 对于辨识框架Θ={θ1,θ2,...θN},假设其上分别基于焦元A1,A2,…,As和B1,B2,…,Bt的基本概率指派函数为m1和m2,则Dempster证据合并规则定义为:
式中,。
在此,K表达了证据焦元间的冲突程度,系数称为正规因子,作为证据融合的冲突控制参数。
基于以上定义的Dempster证据合并规则进行推广,形成了如下多证据融合策略:
式中,A⊆Θ,A≠φ,且。
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