具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
设图4为原始DUCG图,其中的参数为:
b1=(- 0.08)T;b2=(- 0.01 0.02)T;b3=(- 0.05)T;
所有的rn;i=1;其中X14因各种原因是不可观测变量,其余X变量均是可观测变量;X15和X16为BX3,1的特异性变量,即当X15,1或X16,1被检测到为真时,BX3,1必定发生,当X15,0和X16,0被检测到均为真时,BX3,0必定发生,其它情况下BX3的状态待定。由于{B1,1,B2,1,B2,2,B3,1}与{BX1,1,BX2,1,BX2,2,BX3,1}等价,所以B变量不再作为诊断对象。an;D为Xn与Dn之间的有向弧的参数的简写。
我们的任务是通过最小的代价检测尽可能少的X变量的状态,以使得可能原因事件集合SH(y)尽可能小、真实原因事件的概率尽可能大。
例1:y=0(无任何证据)的情况
根据2,当无证据时(y=0),根据图4,SH(0)={H1,1,H2,1,H2,2,H3,1}={BX1,1,BX2,1,BX2,2,BX3,1}、状态待检测的可检测变量为{X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X15,X16}。这些变量状态均未知、与SH(0)中的Hk单向连通、且中间无状态已知变量阻断,因而SX(0)={4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,15,16}。但由于X15和X16是BX3,1的特异性变量,所以被从SX(0)中删除,即SXs(0)={4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}。相应地,S4G(0)=S5G(0)=S7G(0)=S8G(0)=S9G(0)=S10G(0)=S11G(0)=S12G(0)=S13G(0)={1}、S6G(0)={1,2}。
基于图4,根据[8]所述DUCG算法,由于不同Hkj的交集为空,即不同Hkj不能同时发生,应根据Hk对图4进行拆分,并根据化简规则进行化简,结果如图5-7所示。
由于无证据,E(0)=全集,各拆分子图的概率ζi(y)=ζi(0)=Pr{E(0)}=1(i∈{1,2,3}),各拆分子图的权重系数基于图5-7,根据参考文献所述的算法,可得BX1,1,BX2,1,BX2,2和BX3,1的状态概率分别为:
排序概率的计算结果如下:
按照3,基于图4,S12K(0)=S13K(0)={1}、S4K(0)=S7K(0)=S9K(0)={1,2}、S6K(0)=S11K(0)={2,3}、S5K(0)=S8K(0)=S10K(0)={1,2,3};相应地,m12(0)=m13(0)=1,m4(0)=m6(0)=m7(0)=m9(0)=m11(0)=2,m5(0)=m8(0)=m10(0)=3。由于BX1和BX3只有一个标号为“1”的异常状态,所以,S1J(0)=S3J(0)={1}。BX2有标号为“1”和“2”的两个异常状态,所以S2J(0)={1,2}。
按照4,设ωk=1(k∈{1,2,3})。
按照5,采用下式计算:
其中i∈SXs(0)={4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}。基于图4,由于ωk=1,k∈{1,2,3},于是
其中:
所以:
同理,
按照7,采用ρi(y)=maxl∈SXs(y){ρl(y)}进行计算,可得:
ρ15(0)=ρ16(0)=max{0.0299,0.030331,0.040694,0.020938,0.01785,
0.020838,0.021232,0.027049,0.063,0.00792}=0.063。
于是有:
i |
ρi(0) |
4 |
0.0299 |
5 |
0.030331 |
6 |
0.040694 |
7 |
0.020938 |
8 |
0.01785 |
9 |
0.020938 |
10 |
0.021232 |
11 |
0.027049 |
12 |
0.063 |
13 |
0.00792 |
15 |
0.063 |
16 |
0.063 |
按照6,设βi值给定如下:
i |
βi |
4 |
0.01 |
5 |
0.5 |
6 |
0.02 |
7 |
1 |
8 |
0.5 |
9 |
0.5 |
10 |
0.5 |
11 |
1 |
12 |
1 |
13 |
1 |
15 |
1 |
16 |
1 |
按照3,设n=1,根据mi(0),可算得λi(0)如下:
i |
mi(0) |
λi(0) |
4 |
2 |
1/2 |
5 |
3 |
1/3 |
6 |
2 |
1/2 |
7 |
1 |
1 |
8 |
3 |
1/3 |
9 |
1 |
1 |
10 |
1 |
1 |
11 |
1 |
1 |
12 |
1 |
1 |
13 |
1 |
1 |
15 |
1 |
1 |
16 |
1 |
1 |
其中,按照7,令λ15(0)=λ16(0)=1。
按照8,采用进行计算,可得:
按照9,排序结果为:
取前5个X变量进行检测。设检测结果为:X7,1、X11,0、X12,1、X15,0、X16,0。图4成为图8。其中,由于X15和X16是BX3,1的特异性变量,检测结果均为阴性(状态为0),可知BX3的状态为BX3,0。
根据例1所给参数,按照前述化简规则2、3和5,图8被化简为图9。其中,E(1)=E+(0)E(0)=E+(0)=X7,1X11,0X12,1。基于E(1),类似于例1,根据[8]所述DUCG算法,将图9拆分和化简为图10和图11。
根据文献[4-9]的算法,分别求拆分子图10和图11的概率ζi(y)=ζi(1):基于图10,
基于图11,
其中,原始参数a11,0;6=(- - -)被修改为a11,0;6=(1 1-0.3 1-0.8)。这是因为X11,0为负证据,表示异常状态均不发生。根据文献[4],X11,0=1-X11,1。
根据文献[8]的算法,分图的权重系数为
按照1,根据[4-9]的DUCG算法,y=0+1=1时,Hkj的状态概率为:
其中:
同理,
根据排序概率可算得为:
与检测前的排序概率比较,(1)原来排序第一的BX3,1被排除了,可能结果状态空间SH(1)缩小了;(2)BX1,1的排序概率远大于其余两个。也就是说,在只做了5个X变量的状态检测的情况下,已基本上确诊BX1,1就是真实的对象系统异常的原因。
例2:y=1的情况
仍如例1,根据图9,E(1)=X7,1X11,0X12,1、SH(1)={H1,1,H2,1,H2,2}={BX1,1,BX2,1,BX2,2}、状态可检测变量为{X4,X5,X6,X8,X9,X10}。这些变量状态均未知、与SH(1)中涉及的Hk∈{BX1,BX2}单向连通、且中间无状态已知变量阻断。但按照9,X4为X7,1的唯一上游变量,可以从排序中删除,所以SX(1)={5,6,8,9,10}。由于无特异性变量,SXs(1)=SX(1)。与y=0时相同,S4G(1)=S5G(1)=S8G(1)=S9G(1)=S10G(1)={1}、S6G(1)={1,2}。
按照3,基于图9,S13K(1)={1}、S4K(1)=S5K(1)=S8K(1)=S9K(1)=S10K(1)={1,2}、S6K(1)={2}、;相应地,m6(1)=1,m4(1)=m5(1)=m8(1)=m10(1)m9(1)=2。S1J(1)={1}、S2J(1)={2}。仍如y=0的情况,ωk=1(k∈{1,2})。
按照5,仍如例1采用下式计算:
其中i∈SXs(0)={4,5,6,8,9,10}。
基于图9,由于ωk=1,k∈{1,2},于是
其中:
所以:
同理,
计算结果列表为:
i |
ρi(1) |
4 |
0 |
5 |
0.092519 |
6 |
0.233261 |
8 |
0.065047 |
9 |
0.000199 |
10 |
0.06299 |
按照6,βi值仍如例1给定如下:
i |
βi |
4 |
0.01 |
5 |
0.5 |
6 |
0.02 |
8 |
0.5 |
9 |
0.5 |
10 |
0.5 |
根据mi(1),可算得λi(1)如下:
i |
mi(1) |
λi(1) |
4 |
2 |
1/2 |
5 |
2 |
1/2 |
6 |
1 |
1/1 |
8 |
3 |
1/3 |
9 |
1 |
1 |
10 |
1 |
1 |
按照8,采用进行计算,可得:
排序结果为:
序号 |
i |
Ii(1) |
1 |
10 |
0.448449 |
2 |
5 |
0.329338 |
3 |
8 |
0.154363 |
4 |
6 |
0.066427 |
5 |
9 |
0.001417 |
6 |
4 |
0 |
按照9,由于X5是X10的唯一上游变量,可以将X5从排序中删除。又由于X4的排序概率等于0,对其检测没有意义,可从排序中删除。于是上述排序成为:
序号 |
i |
Ii(1) |
1 |
10 |
0.448449 |
2 |
8 |
0.154363 |
3 |
6 |
0.066427 |
4 |
9 |
0.001417 |
对前3个变量进行检测,设检测结果为X10,1,X8,1和X6,0。则图9成为图12。由于a8,1;6,0=a11,0;6,0=“-”,表示相应的因果关系不存在。根据化简规则,图12被化简为图13。其中E(2)=E+(1)E(1)=X10,1X8,1X6,0X7,1X8,1X10,1X12,1。为计算 和图13被拆分并化简为为图14和图15。根据文献[8]所述算法,可得:
基于图14,
基于图15,
根据文献[8]的算法,分图的权重系数可算得为:
由于ζ2(0)=0或ζ2(0)=0,图15不能成立,应当删除。只有图14是唯一成立的子图。也就是说,BX1,1是SH(2)中的唯一事件。按照10,排序结束。对象系统异常的原因被唯一确定为BX1,1,也就是B1,1。