亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于肉類食品追溯系統(tǒng)的證據(jù)融合算法研究與改進(jìn)

        2018-05-18 01:25:12吳敏寧張永恒
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年8期
        關(guān)鍵詞:理論融合分析

        吳敏寧,張永恒,楊 斐

        (榆林學(xué)院,陜西榆林719000)

        肉類食品安全追溯的一個(gè)重要特征是其動(dòng)態(tài)行為,由于肉類食品供應(yīng)鏈內(nèi)部及與環(huán)境之間的相互作用,系統(tǒng)對(duì)危害活動(dòng)擾動(dòng)的響應(yīng)隨時(shí)間變化而變化[1]。在肉類食品安全追溯分析過程中,只有詳盡了解肉類食品供應(yīng)鏈的運(yùn)行過程,才能識(shí)別諸多環(huán)節(jié)中可能存在的不安全因素,從而在供應(yīng)鏈中消除危險(xiǎn)因素或?qū)⑽kU(xiǎn)因素控制在可控制的水平范圍內(nèi)。在供應(yīng)鏈中,由于內(nèi)部因素之間的相互作用以及系統(tǒng)與環(huán)境和操作人員之間的交互等,可能造成實(shí)際危害路徑的變化以及安全結(jié)果的差別,因此需詳細(xì)了解這些動(dòng)態(tài)特征,分析與求解系統(tǒng)的各項(xiàng)安全模式,評(píng)價(jià)肉類食品供應(yīng)鏈安全性水平,從而消除或控制危險(xiǎn)因素,有效防止不安全事故的發(fā)生,提高食品質(zhì)量安全[2]。因此,迫切須要設(shè)計(jì)出可以對(duì)肉類食品供應(yīng)鏈進(jìn)行質(zhì)量安全診斷,對(duì)危害模式進(jìn)行快速定位的肉類食品質(zhì)量安全模型,而這一模型的建立基礎(chǔ)是供應(yīng)鏈參與的各種證據(jù)。在實(shí)際分析過程中存在證據(jù)沖突和證據(jù)缺失的問題,針對(duì)肉類食品追溯過程中證據(jù)缺失和證據(jù)沖突等問題,建立證據(jù)融合模型,能夠有效降低在復(fù)雜的證據(jù)條件下和風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)條件下計(jì)算的復(fù)雜度,提高分析識(shí)別率。

        1 D-S證據(jù)理論

        1.1 D-S證據(jù)理論的基本概念

        D-S證據(jù)理論是由20世紀(jì)60年代哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)家Dempster利用上、下限概率解決多值映射問題時(shí)提出,并由他的學(xué)生Shafer于1976年進(jìn)一步發(fā)展起來的一種不精確推理理論[3],Shafer對(duì)證據(jù)理論作了進(jìn)一步發(fā)展,引入信任函數(shù)概念,形成了一套“證據(jù)”和“組合”來處理不確定性推理的數(shù)學(xué)方法。D-S理論是對(duì)貝葉斯推理方法的推廣,主要是利用概率論中貝葉斯條件概率來進(jìn)行的計(jì)算,貝葉斯推理方法須要知道先驗(yàn)概率[4]。而D-S證據(jù)理論不需要知道先驗(yàn)概率,就能夠很好地表示“不確定”,因此被廣泛用來處理不確定數(shù)據(jù)。

        在D-S證據(jù)理論中,由互不相容的基本命題(假定)組成的完備集合被稱為識(shí)別框架,表示對(duì)某一問題的所有可能答案,但其中只有一個(gè)答案是正確的;該框架的子集稱為命題;分配給各命題的信任程度稱為基本概率分配(BPA,m函數(shù)),m(A)為基本可信數(shù),反映對(duì)A的信度大小。信任函數(shù)Bel(A)表示對(duì)命題A的信任程度,似然函數(shù)Pl(A)表示對(duì)命題A非假的信任程度,也即對(duì)命題A似乎可能成立的不確定性度量,實(shí)際上,[Bel(A),Pl(A)]表示命題 A的不確定區(qū)間,[0,Bel(A)]表示命題 A的支持證據(jù)區(qū)間,[0,Pl(A)]表示命題A的擬信區(qū)間,[Pl(A),1]表示命題A的拒絕證據(jù)區(qū)間。設(shè)m1和m2是由2個(gè)獨(dú)立的證據(jù)源導(dǎo)出的基本概率分配函數(shù),則Dempster組合規(guī)則可以計(jì)算這2個(gè)證據(jù)共同作用產(chǎn)生的反映融合信息的新基本概率分配函數(shù)[5]。其區(qū)間劃分如圖1所示。

        1.2 D-S證據(jù)理論存在的問題

        (1)D-S證據(jù)理論無法解決證據(jù)沖突嚴(yán)重和完全沖突的情況,而肉類食品生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)涉及證據(jù)沖突和證據(jù)相關(guān)的問題,在肉類食品生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)處理中產(chǎn)生的證據(jù)很多是相關(guān)的,這將使得D-S證據(jù)理論在應(yīng)用于肉類食品追溯系統(tǒng)時(shí)遇到難題。(2)難以辨識(shí)模糊程度,由于證據(jù)理論中的證據(jù)模糊主要來自于各子集的模糊度,根據(jù)信息論的觀點(diǎn),子集中元素的個(gè)數(shù)越多,子集的模糊度越大。(3)基本概率分配函數(shù)的微小變化會(huì)使組合結(jié)果產(chǎn)生急劇變化,反映了證據(jù)理論的不穩(wěn)定性和對(duì)基本概率分配函數(shù)的敏感性。(4)證據(jù)損失問題,在證據(jù)融合分析中,證據(jù)損失是普遍存在的,如果證據(jù)損失比較小,或是證據(jù)沖突比較小,則有可能帶來證據(jù)融合結(jié)果的誤差;但如果證據(jù)沖突比較嚴(yán)重,則有可能帶來結(jié)論的錯(cuò)誤,所以對(duì)于證據(jù)損失須要進(jìn)行合理分析,減少因?yàn)樽C據(jù)損失帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)致證據(jù)損失的主要原因有證據(jù)兼容性定義不夠準(zhǔn)確和組合損失等[6]。

        2 改進(jìn)D-S證據(jù)合成理論法

        在同時(shí)考慮證據(jù)間的相關(guān)性、沖突以及證據(jù)損失問題的前提下,對(duì)D-S合成規(guī)則進(jìn)行改進(jìn),以適應(yīng)肉類食品安全分析過程。證據(jù)的相關(guān)性包括獨(dú)立、完全相關(guān)和部分相關(guān)等3種。證據(jù)的相關(guān)性可通過屬于相同信息源的焦點(diǎn)元素來度量,假設(shè)獲得的證據(jù)為ei,ei包含新焦元A,引入1個(gè)熵定義來描述證據(jù)信息量的大?。?]。

        定義1:證據(jù)ei的熵值表示如公式(1)所示 。

        式中:|A|為焦元A的勢;m(ei)為ei中包含的焦元個(gè)數(shù)。

        假設(shè)存在2個(gè)證據(jù)e1和e2,其基本概率分布為m1和m2,其焦元分別為A1和A2,如果e1和e2是相關(guān)證據(jù),則e1中的部分焦元和e2中的部分焦元必然是由某個(gè)證據(jù)ek產(chǎn)生的,稱這些焦元為相關(guān)焦元,表示為 R1,2,假設(shè) R1,2上的基本概率分布為mr,則ek的熵值為

        如果 E(e1,e2)=0,則表示 e1和 e2是相互獨(dú)立的;如果E(e1,e2)=1,則表示e1和e2是完全相關(guān)的,其他情況表示e1和e2是部分相關(guān)的。

        定義2:假設(shè)存在2個(gè)證據(jù)e1和e2,且證據(jù)e1、e2的熵值表示分別為 E(e1)、E(e2),相關(guān)熵值為 E(e1,e2),則定義證據(jù)e1和e2的相關(guān)度為相關(guān)熵值和對(duì)應(yīng)證據(jù)熵值的比值,即

        證據(jù)沖突是由于對(duì)證據(jù)認(rèn)識(shí)不全面而導(dǎo)致的合成誤差,在D-S合成公式中,沒有考慮因沖突信息缺失而導(dǎo)致的合成信息錯(cuò)誤。D-S合成公式為

        如果假設(shè)證據(jù)沖突是由2個(gè)焦元分別引起的,把沖突系數(shù)按照比例ω分給2個(gè)沖突的焦元,則獲得的改進(jìn)合成公

        3 改進(jìn)的D-S證據(jù)合成方法應(yīng)用

        3.1 將改進(jìn)的D-S證據(jù)合成方法應(yīng)用于肉類食品生產(chǎn)安全

        假設(shè)肉類食品生產(chǎn)安全中建立的識(shí)別框架集合為Θ={H1,H2,…,Hn},每個(gè)證據(jù) ei包含的節(jié)點(diǎn)集合 Ui={V1,V2,…,Vs},集合 Ui中每個(gè)節(jié)點(diǎn) Vi的概率分布為 P(Vi),為使用D-S合成理論,首先須要對(duì)Ui的概率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,獲取對(duì)應(yīng)的信任度。

        證據(jù)可信情況是相對(duì)的,為描述這種情況,在計(jì)算過程中用θ來描述證據(jù)中的未知情況,如果集合Ui只包括1個(gè)節(jié)點(diǎn)元素Vi,尋找在Θ中和Vi對(duì)應(yīng)的焦元Hi。

        如果集合 Ui包括 n個(gè)節(jié)點(diǎn)元素 Ω={V1,V2,…,Vn},節(jié)點(diǎn)的概率分別為 P(V1),P(V2),…,P(Vn),則對(duì)節(jié)點(diǎn)概率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的公式為

        式中:焦元Hi和節(jié)點(diǎn)Vi相對(duì)應(yīng),結(jié)果對(duì)證據(jù)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后,可獲得證據(jù)中的分布信息,根據(jù)公式(8)進(jìn)行證據(jù)合成得到焦元的信任函數(shù)。

        通過對(duì)肉類食品生產(chǎn)安全進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析獲取證據(jù)集合E={e1,e2,…,en},求每個(gè)證據(jù) ei包含1組節(jié)點(diǎn)集合 H以及H中節(jié)點(diǎn)的概率。D-S證據(jù)推理首先須要確定識(shí)別框架集合,在證據(jù)合成過程中,識(shí)別框架集合的建立很重要,直接影響運(yùn)算效率,識(shí)別框架集合由所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,其公式為

        根據(jù)證據(jù)E,通過改進(jìn)的D-S規(guī)則來確定Θ中節(jié)點(diǎn)的信任度,通過分析選擇具有最大信任度的節(jié)點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)集合構(gòu)成危害集,完成肉類食品生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)分析。

        根據(jù)已改進(jìn)的證據(jù)合成理論對(duì)肉類食品安全生產(chǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,形成決策算法。圖2為D-S證據(jù)推理融合原理,其中 m1,m2,…,mn為證據(jù)的信任度分配,m(A)為通過改進(jìn)D-S證據(jù)合成理論形成的聯(lián)合信任度分配,最后通過決策邏輯獲得融合結(jié)果。

        3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析

        肉類食品質(zhì)量可以通過若干質(zhì)量指標(biāo)來表示,如細(xì)菌含量、是否有異物、抗生素含量、激素含量、是否有寄生蟲、表面變色程度、是否超過保質(zhì)期等。影響肉類食品質(zhì)量的不良因素較多,其中主要受操作人員、加工設(shè)備、原材料、加工方法、加工環(huán)境等因素影響[8-9]。

        為驗(yàn)證證據(jù)融合算法,對(duì)從某肉類生產(chǎn)公司采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。已知識(shí)別框架U為{加工設(shè)備問題a,原材料問題b,加工環(huán)境問題c},2個(gè)獨(dú)立證據(jù)源為細(xì)菌超標(biāo)m1、表面變色m2,分析得表1。

        表1 證據(jù)融合試驗(yàn)數(shù)據(jù)

        通過應(yīng)用改進(jìn)的證據(jù)理論進(jìn)行修改推出a、b、c的信任區(qū)間分別為[0.46,0.49]、[0.06,0.10]、[0.53,0.55]。從融合結(jié)果可以得出,改進(jìn)的D-S證據(jù)合成方法,在融合過程中,融合規(guī)則既考慮到各個(gè)證據(jù)所包含的有用信息量的不同因素,又考慮組合過程中沖突部分概率的分配值,使得組合后的結(jié)論更加合理。

        以表1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)推出的3個(gè)證據(jù)為例進(jìn)行合成。

        設(shè) Θ={A,B,C},3個(gè)證據(jù)為

        按照權(quán)重系數(shù)的確定方法計(jì)算權(quán)重向量,得到的歸一化處理沖突向量和權(quán)重系數(shù)如表2所示。

        由表2可知,證據(jù)2與證據(jù)1、證據(jù)3嚴(yán)重沖突,但證據(jù)1和證據(jù)3之間的沖突較小,證據(jù)2的權(quán)重系數(shù)較小,證據(jù)1和證據(jù)3的權(quán)重系數(shù)相差較小,利用本研究提出的合成方法進(jìn)行合成,得出的合成結(jié)果如表3所示。

        從表3可以得出,改進(jìn)合成方法對(duì)沖突較大或完全沖突情況下的證據(jù)進(jìn)行證據(jù)合并時(shí)得到的結(jié)果較符合實(shí)際情況。

        表2 歸一化沖突向量和權(quán)重系數(shù)

        表3 合成結(jié)果

        4 結(jié)束語

        為提高肉類食品安全質(zhì)量分析的準(zhǔn)確度,提出改進(jìn)的D-S證據(jù)理論合成方法,通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析推理形成不同的證據(jù),利用證據(jù)合成理論對(duì)證據(jù)進(jìn)行融合,完成肉類食品安全質(zhì)量分析處理。通過試驗(yàn)驗(yàn)證分析可得出,通過證據(jù)合成規(guī)則實(shí)現(xiàn)肉類食品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)分析是可行的,通過安全風(fēng)險(xiǎn)分析,可提高對(duì)肉類食品追溯系統(tǒng)中危險(xiǎn)因素定位的準(zhǔn)確度。

        參考文獻(xiàn):

        [1]洪小宇,謝 滿,陳楊楊.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品溯源系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào),2016,23(1):7-9,19.

        [2]林宇洪,林敏敏,林承操,等.基于物聯(lián)網(wǎng)的肉產(chǎn)品質(zhì)量安全信息的追溯[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào),2015,12(5):98-102.

        [3]趙秋月,左萬利,田中生,等.一種基于改進(jìn)D-S證據(jù)理論的信任關(guān)系強(qiáng)度評(píng)估方法研究[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2014,37(4):873-883.

        [4]李文立,郭凱紅.D-S證據(jù)理論合成規(guī)則及沖突問題[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2010,30(8):1422-1432.

        [5]孫 銳.基于D-S證據(jù)理論的信息融合及在可靠性數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究[D].成都:電子科技大學(xué),2011.

        [6]石 波,謝小權(quán).基于D-S證據(jù)理論的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢預(yù)測方法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2013,34(3):821-825.

        [7]江金娜.基于D-S證據(jù)理論的多傳感器決策級(jí)圖像融合的算法研究[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2015.

        [8]袁彥彥,王興芬,楊 浩.基于關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)的肉類食品冷鏈物流質(zhì)量安全保障因素發(fā)現(xiàn)及質(zhì)量安全預(yù)警模型[J].物流技術(shù),2015,34(21):182-185.

        [9]李 丹,王守偉,臧明伍,等.我國肉類食品安全風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀與對(duì)策[J].肉類研究,2015,29(11):34-38.

        猜你喜歡
        理論融合分析
        堅(jiān)持理論創(chuàng)新
        村企黨建聯(lián)建融合共贏
        神秘的混沌理論
        融合菜
        理論創(chuàng)新 引領(lǐng)百年
        從創(chuàng)新出發(fā),與高考數(shù)列相遇、融合
        隱蔽失效適航要求符合性驗(yàn)證分析
        相關(guān)于撓理論的Baer模
        《融合》
        電力系統(tǒng)不平衡分析
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:24
        亚洲日本精品一区久久精品| 97久久精品无码一区二区天美| 亚洲精品无码mv在线观看 | 一区二区三区日本大片| 日本女优爱爱中文字幕| 日本一区二区三区免费精品| 99精品国产一区二区| 午夜三级网| 高清亚洲精品一区二区三区| 国产精品视频自拍在线| 国产午夜精品一区二区三区| 五月综合高清综合网| 国产av一区二区三区国产福利| 国产乱码精品一区二区三区久久| 久久无码av一区二区三区| 国产区精品| 九色精品国产亚洲av麻豆一 | 青青草免费在线视频导航| 男女男精品视频网站免费看| 国产国拍亚洲精品mv在线观看| a观看v视频网站入口免费| av天堂在线免费播放| 人人澡人人妻人人爽人人蜜桃麻豆 | 国产精品狼人久久影院软件介绍| 国产午夜福利不卡在线观看| 国产人成无码中文字幕| 精品一区二区亚洲一二三区 | 东京热无码av一区二区| 无码国产精品一区二区免费16 | 日韩中文无线码在线视频观看| 综合人妻久久一区二区精品 | 最新国产三级| 国产精品很黄很色很爽的网站 | 免费国产在线精品一区| 免费精品无码av片在线观看| 精品亚洲人伦一区二区三区| 日本亚洲视频一区二区三区| 99久久国产综合精品五月天| 伊人亚洲综合网色AV另类| av免费在线播放观看| 乱码av麻豆丝袜熟女系列|