基于证据理论的多源信息融合风险分析方法.docx

基于证据理论的多源信息融合风险分析方法专利名称：基于证据理论的多源信息融合风险分析方法技术领域：本发明涉及的是一种信息处理技术领域的方法，具体是一种基于证据理论的多源 信息融合风险分析方法背景技术：风险分析是一种识别和测算风险，开发、选择管理方案来解决这些风险的手段它 包括风险识别、风险评估和风险管理三方面的内容其中，风险评估是对潜在问题可能导致 的风险及其后果实行量化，并确定其严重程度它牵涉到多种模型的综合应用，最后得到系 统风险的综合印象风险评估的方法有很多种，概括起来可分为三大类定量的风险评估 方法、定性的风险评估方法、定性与定量相结合的评估方法其中，定量分析法主要有层次 分析法、模糊综合评判法、BP神经网络、灰色系统预测模型等；定性分析法主要有专家评价 法、事故树分析法、因果分析法风险分析涉及诸多不确定因素，系统结构较为复杂，因此采 用稳定、高效的信息融合方法进行系统的风险评估十分必要信息融合技术是近年来发展起来的一种自动化信息综合处理技术，通过对来自不 同指标或传感器的信息进行处理，得出综合分析评估结果，用以改善信息的质量，提高信息 的精度数据融合的方法有很多，常见的有聚类分析法、人工神经网络法、灰色系统法、D-S 证据理论等。

其中与本发明相关的是D-S证据理论作为一种不确定性推理方法，D-S证据理论为不确定性信息的表达和合成提供了 自然而强有力的方法，已在不确定性推理及数据融合中获得了广泛应用，特别是风险评估 领域在D-S证据理论的应用中，涉及到两个基本问题第一个问题是基本概率指派函数 (BPA)的生成；第二个问题是BPA的融合算法BPA的生成是否合理直接关系到融合结果是 否正确在现有的BPA生成及融合方法中，往往具有专业局限性强、计算复杂度高的特点 例如基于FCM分类结果来确定像元BPA的方法被用于多源医学图像融合分类和图像分割 问题；根据分类器混淆矩阵来生成BPA的方法被用在手写字符识别问题等这无法满足现 代信息融合广泛的应用领域，对于一些实时性要求比较高的场所，也无法得到应用发明内容本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于证据理论的多源信息融合风 险分析方法，具有较好的通用性，且具有计算复杂度小，实时性好的优点，可方便用于系统 的风险评价中本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤第一步、风险系统指标的确定及其权重在风险评估中，首先确定风险指标，这是正确建立风险系统模型的重要部分，又称 为风险识别。

在建立风险评估系统的指标体系时应遵循三个原则1)代表性原则；2)全面 性原则；3)可操作性原则其次，根据各个风险指标(即风险源)对该风险系统的贡献程度，对其进行权重的划分本发明采用层次分析法(AHP)计算各指标的权重，具体计算步骤如下1. 1)建立层次结构模型，该结构模型包括目标层，准则层，方案层1.2)构造判断矩阵1. 3)计算单排序权向量并做一致性检验对每个判断矩阵计算最大特征值及其 对应的特征向量，利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验若检验通 过，特征向量(归一化后)即为权向量；若不通过，需要重新构造判断矩阵1. 4)计算总排序权向量并做一致性检验第二步、风险等级的划分风险等级划分的方法包括两类统计方法和系统方法，其中统计方法又分为多数 原则、半数原则、均数原则、少数原则以及众数原则本发明主要采用统计方法中的均数原 则来划分风险等级具体分为以下3个步骤2. 1)确定风险指标的方向性在风险评估中，各指标都有自己的方向性偏好例 如消费者购买产品时，价格指标的风险偏好是越小越好只有确定了指标的方向性，才能正 确的对指标的定性或定量的数据进行正确地处理2.2)指标数据的处理。

由于本发明采用均数原则划分等级，因此需要得到该指标 数据在一定时期内的最大值max，最小值min，以及差值Δ，差值均值ρ等，其中Δ = max-min (1)ρ= Δ/4(2)2. 3)根据各指标数据得到风险等级的临界值根据指标方向性的不同分为两种 风险等级划分方法图1给出两种方向性指标的风险等级划分方法正向性指标的风险等 级划分方法如图1(a)所示，负向性指标的风险等级划分方法如图1(b)所示 第三步、生成基本概率指派3. 1)风险等级与基本概率指派函数焦元的相对应基本概率指派函数的焦元由 风险等级的个数来定一般五个风险等级的风险系统采用三元素的焦元即可遇到风险系 统指标数据缺失情况，可将其与基本概率指派的全集焦元进行对应3. 2)加权合成基本概率指派函数所谓加权合成是指根据各个风险指标对该风 险系统的贡献程度，分别对其赋予不同的权重，再将其对应的焦元乘上权重后相加，权利要求1.一种基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，其特征在于，依次通过层次分析 法确定风险系统指标及其权重，采用统计方法中的均数原则来划分风险等级并生成基本概 率指派，然后采用基于有效处理冲突证据的加权融合法对基本概率指派进行融合，最后确 定融合结果的主焦元，然后通过风险等级与基本概率指派函数焦元的相对应的关系得出风 险系统的风险等级，实现风险分析。

2.根据权利要求1所述的基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，其特征是，所 述的层次分析法是指1.1)建立包括目标层、准则层和方案层的层次结构模型； 1. 2)构造判断矩阵；1.3)对每个判断矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致性指标、随机一 致性指标和一致性比率做一致性检验，当检验通过，特征向量经归一化后即为权向量；否则 重新构造判断矩阵；1.4)计算总排序权向量并做一致性检验3.根据权利要求1所述的基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，其特征是，所 述的划分风险等级是指2.1)确定风险指标的方向性；2. 2)指标数据的处理采用均数原则确定指标数据在周期内的最大值max，最小值 min，以及差值Δ，差值均值ρ，其中Δ = max-min，ρ = Δ/4 ；2.3)根据指标方向性的不同采用正向性指标的风险等级划分风险等级或负向性指标 的风险等级划分风险等级4.根据权利要求1所述的基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，其特征是，所 述的基本概率指派通过以下方式获得3.1)基本概率指派函数的焦元由风险等级的个数来定五个风险等级的风险系统采 用三元素的焦元进行确定，当风险系统指标数据缺失时则将其与基本概率指派的全集焦元 进行对应；3. 2)加权合成基本概率指派函数根据各个风险指标对该风险系统的贡献程度，分别 对其赋予不同的权重，再将其对应的焦元乘上权重后相加，生成基本概率指派函数，具体η5.根据权利要求1所述的基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，其特征是， 所述的加权融合法是指当风险系统有η个指标时，将加权合成后的基本概率指派函数按Dempster组合规则组合全文摘要一种信息处理技术领域的基于证据理论的多源信息融合风险分析方法，依次采用层次分析法确定风险系统指标及其权重，采用统计方法中的均数原则来划分风险等级并生成基本概率指派，然后采用基于有效处理冲突证据的加权融合法对基本概率指派进行融合，最后确定融合结果的主焦元，然后通过风险等级与基本概率指派函数焦元的相对应的关系得出风险系统的风险等级，实现风险分析。

本发明具有较好的通用性，且具有计算复杂度小，实时性好的优点，可方便用于系统的风险评价中。