基于bk樹擴展置信規(guī)則庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化框架

基于BK樹的擴展置信規(guī)則庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化框架匯報人：蘇群

學(xué)校：福州大學(xué)BRB系統(tǒng)專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域最活躍和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域之一。Yang等：基于證據(jù)推理算法的置信規(guī)則庫推理方法（belief

rulebaseinferencemethodology

usingtheevidentialreasoning

approach，RIMER）。D-S證據(jù)理論決策理論模糊理論傳統(tǒng)IF-THEN規(guī)則庫處理定量信息及不完整或不精確信息解釋性和透明性BRB系統(tǒng)BRB系統(tǒng)主要由兩個部分組成：置信規(guī)則庫推理機計算規(guī)則的激活權(quán)重D-S證據(jù)理論的ER方法前提屬性和候選值BRB系統(tǒng)優(yōu)化Yang等提出BRB系統(tǒng)優(yōu)化模型——參數(shù)學(xué)習(xí)。參數(shù)學(xué)習(xí)的原因參數(shù)影響推理決策的能力參數(shù)設(shè)定困難最優(yōu)化問題利用Matlab的Fmincon方法進(jìn)行求解Chen等提出全局參數(shù)學(xué)習(xí)Chang等提出智能優(yōu)化算法進(jìn)行參數(shù)學(xué)習(xí)EBRB系統(tǒng)參數(shù)學(xué)習(xí)是一種反復(fù)迭代的過程耗時！!Liu等提出由數(shù)據(jù)驅(qū)動的擴展BRB——EBRB，規(guī)則前件引入分布式置信框架。EBRB系統(tǒng)EBRB系統(tǒng)：規(guī)則數(shù)多規(guī)則無序存儲提出一個基于BK樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的EBRB結(jié)構(gòu)優(yōu)化框架，該優(yōu)化框架可以在一定程度上解決上述問題，并易與其他帶有分布式置

計信算框激架活的權(quán)方重時法-相>結(jié)反合復(fù)遍。歷規(guī)則庫->系統(tǒng)推理效率不理想??！激活大量規(guī)則->影響系統(tǒng)推理準(zhǔn)確度??！BK樹BK樹：Burkhard和Keller提出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹度量距離快速查找近似字符串匹配閾值三角形不等式BK樹特點：每棵子樹中結(jié)點與子樹的根結(jié)點度量距離相同樹形EBRB假設(shè)現(xiàn)在有5條規(guī)則，規(guī)則只有1個前提屬性，前提屬性有兩個參考值，5條規(guī)則在規(guī)則前件部分分別為：（0.4，0.6）、（0.5，0.5）、（0.3，0.7）、（0.2，0.8）和（0.6，0.4），度量距離為歐氏距離。(0.4,0.6)(0.5,0.5)0.14(0.2,0.8)0.28(0.3,0.7)0.280.57(0.6,0.4)樹形EBRB假設(shè)現(xiàn)在查詢：（0.45，0.55）閾值為0.2。d(0.4,0.6)

=

0.07|0.28-0.07|

=

0.21

>

0.2|0.14-0.07|

=

0.07

<

0.2(0.4,0.6)(0.5,0.5)0.14(0.2,0.8)0.28(0.3,0.7)0.280.57(0.6,0.4)樹形EBRB步驟無序存儲的規(guī)則->樹形的規(guī)則獨立于其他步驟，易與其他方法結(jié)合數(shù)據(jù)集構(gòu)造訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)建立基于BK樹索引產(chǎn)生置信規(guī)則根據(jù)閾值搜索規(guī)則擴展置信規(guī)則庫推理BK樹結(jié)構(gòu)優(yōu)化框架測試數(shù)據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)開始結(jié)束函數(shù)擬合實驗Yang-BRB系統(tǒng)專家構(gòu)建規(guī)則庫進(jìn)行局部參數(shù)學(xué)習(xí)MatlabChen-BRB系統(tǒng)專家構(gòu)建規(guī)則庫進(jìn)行全局參數(shù)學(xué)習(xí)MatlabBK-EBRB系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動規(guī)則庫未參數(shù)學(xué)習(xí)樹形存儲函數(shù)擬合實驗BRB類型MSE運行時間/秒(s)Yang-BRB0.037129394.2160Chen-BRB0.001996695.6130BK-EBRB0.00081490.0011輸油管道泄漏實驗當(dāng)輸油管道發(fā)生泄漏時，輸油管道中油液的流量和壓力會發(fā)生變化。輸入：流量差（Flow

Difference,FD）平均壓力差（Pressure

Difference,PD）輸出：泄漏大小（Leak

Size,LS）輸油管道泄漏實驗閾值0.4輸油管道泄漏實驗BRB類型MAE搜索規(guī)則次數(shù)Liu-EBRB0.6262403,012,000BK-EBRB(theta=1)0.6262403,012,000BK-EBRB(theta=0.7)0.5580872,646,759BK-EBRB(theta=0.4)0.2314001,432,841減少搜索規(guī)則數(shù)降低了MAE帕累托法則——少數(shù)起到重要影響分?jǐn)?shù)據(jù)實驗從UCI選擇9個著名的分類數(shù)據(jù)集進(jìn)行測試。閾值：1，0.8，0.6和0.4BK-EBRB(theta=1)BK-EBRB(theta=0.8)BK-EBRB(theta=0.6)BK-EBRB(theta=0.4)Breast類

71.70%71.70%72.64%70.75%Diabetes

上73.28%73.79%73.79%73.79%Ecoli79.76%80.06%82.44%85.42%Glass64.95%65.42%66.36%64.95%Knowledge78.91%79.40%81.89%82.38%Seeds90.00%90.00%90.48%90.48%Transfusion76.34%76.47%76.60%77.01%Vertebral72.26%72.58%73.55%73.55%Yeast45.42%45.49%46.16%50.40%從表中可以發(fā)現(xiàn)不同閾值的系統(tǒng)推理能力不一致，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)集的自身結(jié)構(gòu)特點設(shè)置不同的閾值。閾值選取枚舉對不同系統(tǒng)的推理性能進(jìn)行比較，選擇具有最優(yōu)推理準(zhǔn)確性系統(tǒng)對應(yīng)的閾值取值最優(yōu)化問題通過相關(guān)方法進(jìn)行求解得到