贝叶斯网络学习算法研究

贝叶斯网络是一种概率图形模型,它提供了不确定性环境下的知识表示、推理、学习手段,可以完成决策、诊断、预测、分类等任务,已广泛应用于数据挖掘、语音识别、工业控制、经济预测、医疗诊断等诸多领域。贝叶斯网络将概率理论和图论相结合,为解决不确定性问题提供了一种自然而直观的方法。在对贝叶斯网络全面概述的基础上,深入研究了贝叶斯网络的结构学习。     

贝叶斯网络研究综述

贝叶斯网络将概率理论和图论相结合,为解决不确定性问题提供了一种自然而直观的方法.近年来,贝叶斯网络已成为国内外智能数据处理的研究热点之一,被广泛应用于专家系统、决策支持、模式识别,机器学习和数据挖掘等领域.综述了贝叶斯网络的典型推理和学习算法,并对其进一步的研究方向进行了展望.     

基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算

针对事故树分析法不能对管道风险进行多态性分析,且无法实现双向推理问题,提出一种基于贝叶斯网络的油田管道失效概率计算方法.首先,建立油田管道失效风险事故树模型,利用事故树与贝叶斯网络的转换确定贝叶斯网络结构,完成管道失效风险贝叶斯网络模型结构的构建;其次,考虑到由专家知识经验及期望最大化算法确定的网络参数存在较大的估计误...     

一种基于贝叶斯网络的威胁估计方法

为有效处理地面战场威胁估计问题,提出了一种基于贝叶斯网络的威胁估计方法。根据专家知识建立贝叶斯网络模型,通过匹配算法实现态势估计记录与贝叶斯网络中态势节点的匹配,并根据证据可信度及先验概率动态实现态势节点的概率赋值,利用Pearl消息传播算法计算威胁等级节点各取值的概率值,最终获得威胁等级决策。针对一个简化的贝叶斯网络模型,采用该方法进行了不同先验概率及态势下威胁等级的仿真评估,所得结论与人工判定结论基本吻合,表明该方法可有效地应用于地面战场威胁估计领域。     

贝叶斯网络结构学习算法探析

贝叶斯网络将概率理论和图论相结合,为解决不确定性问题提供了一种自然而直观的方法.近年来,贝叶斯网络逐渐成为国内外智能数据处理的研究热点之一,被广泛应用于专家系统、决策支持、模式识别、机器学习和数据挖掘等领域.本文在对贝叶斯网络全面概述的基础上,深入研究贝叶斯网络的基本原理、贝叶斯网络的典型推理和学习算法.     

贝叶斯网络在组织因素对系统可靠性影响中的应用

介绍了核电站系统在运行过程中的组织因素对系统可靠性的影响以及贝叶斯网络的理论基础,以贝叶斯概率和贝叶斯网络基本理论为基础建立了相应贝叶斯网络模型,并对该模型展开了进一步分析与解释.     

基于半定性贝叶斯网络的建模方法研究

在定性贝叶斯网络的基础上,提出一种既包含定性符号信息,又包含概率分布定量信息的半定性贝叶斯网络,用以集成多个专家的知识和经验,通过一个与专家反复交互的过程,构建出相关问题领域的稳定的贝叶斯网络模型。提出利用区间数来统一表达多个专家的定性或定量的判断意见,给出了在半定性贝叶斯网络中进行概率推理的区间数传播算法,并通过算例验证其有效性。     

基于贝叶斯网络的可信概率评估方法

针对ad-hoc现存的问题,基于贝叶斯网络提出一种ad-hoc网络中评估节点可信度的模型.根据节点在网络的属性,利用贝叶斯网络,动态地计算节点可信度,模型可以根据节点关注的属性不同,调整贝叶斯网络子节点概率分布表,从而实现灵活的可信评估策略.结合贝叶斯网络,用概率统计的方法计算节点的可信度,该方法使用贝叶斯网络计算,评估节点的当前状态在历史通信记录的基础上的可信概率.仿真结果表明,本方法能够动态反映节点可信程度,及时地发现恶意攻击.     

在非时齐马氏决策过程中的动态贝叶斯网络研究

提出了用动态贝叶斯网络（DBN）对非时齐马氏决策系统进行建模的改进方法，使动态贝叶斯网络能被更广泛地应用于各种复杂的真实系统中．该方法的基本思路是，将扩展后的隐藏变量引入DBN的演化过程来建立假设条件所要求的马尔可夫模型，给出从不完整的样本数据集以及存在隐藏变量时来学习DBN结构的算法，进而用贝叶斯概率统计方法对后来的时间片的充分统计因子进行估计，并通过当前已存在的和估计的充分统计因子对基于时间变化的转移概率进行学习，以解决假设条件要求的转移概率的时不变性．原理性分析和仿真实验结果也验证了改进方法的有效性．     

基于故障树和贝叶斯网络的危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性分析

为保障危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性,提出一种基于故障树分析法和贝叶斯网络的系统可靠性研究方法.首先,根据道路运输系统故障树模型向贝叶斯网络转化的方法确定贝叶斯网络模型和条件概率表;其次,结合贝叶斯网络双向推理算法对危化品道路运输系统进行推理计算;最后,分析得出危化品罐式运输车道路运输系统的可靠度.研究发现:该方法可以根据根节点故障的先验概率正向推理系统失效的可能性,并且可以通过根节点的概率重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.在结论中,提出了针对系统中关键风险事件的应对策略.     

误差修正机制转换模型的贝叶斯估计

用贝叶斯估计法来估计误差修正机制转换模型的参数。通过先验分布的设定和贝叶斯定理,求出该模型参数的后验分布,接着使用基于Gibbs抽样的贝叶斯估计技术进行参数估计,最后对贝叶斯估计方法进行统计模拟,模拟结果表明:该方法可以稳健的估计该模型的参数。     

结合定性知识的定量贝叶斯模型外推方法 

针对新设计域中试验数据有限而难以进行模型验证的问题,提出了定性知识与定量贝叶斯推理相结合的模型外推方法.其中,量化方法用于将领域专家意见等定性知识转化为先验概率;贝叶斯网络及限定抽样范围的蒙特卡罗方法用于定量推理,并通过贝叶斯区间假设检验的贝叶斯可信度提供模型外推结果.对Sandia国家实验室某静态力学结构的研究表明,该方法能有效实现新设计域不确定性系统的模型可信度外推.     

基于贝叶斯面板平滑转换模型的区域资本流动性研究

针对面板平滑转换模型参数不确定性风险问题,构建了区域资本流动性的贝叶斯面板平滑转换模型.通过模型的统计结构分析,选择参数先验分布,设计相应的MHGibbs混合抽样算法,据此估计模型参数,解决非线性OLS参数估计过程中遇到的算法难以收敛问题;并利用中国各地区投资与储蓄面板数据进行实证分析.研究结果表明:参数的迭代轨迹收敛,MH-Gibbs混合抽样算法能够准确地估计模型参数,证明了贝叶斯面板平滑转换模型的有效性.     

船舶结构腐蚀检测及腐蚀模型不确定性分析

针对经典的概率论不能有效地处理检测概率的参数不确定性问题，提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法，并以威布尔分布形式的检测概率为例，推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式。针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题，基于无损检测信息采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性，得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数。最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法，并用算例证明了所提方法的有效性。     

Application of Bayesian Network Learning Methods to Land Resource Evaluation

0IntroductionLand resourceis the material basis of people’s existence.Land protectionis a persistent national problembecausethat it is serving national sustainable development.Moreover,land evaluation and land gradation are of great i mportance inguiding decisions onland uses andland explorations.Shortageof land resource becomes serious,which attracted the specialattention and recognitionin various countries.And so,manyscholars triedtofind novel approaches of landresource evalua-tion.Kalogir…     

混凝土碳化深度的贝叶斯自回归预测分析

总结和分析了影响混凝土碳化的主要因素及碳化深度计算模型,讨论了参数随机性及不确定性对碳化深度预测计算结果的影响.根据贝叶斯分析的基本原理,研究了混凝土碳化深度预测的贝叶斯自回归方法.该方法根据马尔可夫链(Markov Chain)的概率密度演化,利用吉布斯(Gibbs)抽样及蒙特卡洛(Monte Carlo)数值模拟,建立了混凝土碳化深度的随时贝叶斯自回归模型.该模型形式简单,收敛性好,且具有较高的预测精度.利用该方法和实测的碳化深度结果,建立自回归模型,可以对混凝土碳化深度进行更新预测.     

协整体制转换模型的参数估计

研究了协整体制转换模型的贝叶斯估计,利用贝叶斯定理和Gibbs抽样技术,实现了该模型的贝叶斯估计。结果表明：该方法可以精确地估计模型参数。     

基于贝叶斯网络的路网失效程度评估方法研究

创造性地将贝叶斯网络应用于路网失效的评估中。选择连通可靠性作为评价标准,运用实例分析的方法,对基于贝叶斯网络的路网失效程度评估方法进行了研究。通过对路网的失效成因进行分析建立路网失效对应的事件树与故障树,并引入故障树向贝叶斯网络转化的算法,提出了利用贝叶斯网络对城市路网的失效程度进行评估的方法。最后举出一个简单的路网实例,按上述方法对其建立了其路网失效的贝叶斯网络,并利用MSNBX软件对该路网遭遇不同类型攻击时的失效情况进行了模拟计算,得到了实例路网的失效程度。实验结果证明了所探讨的方法的有效性,并为贝叶斯网络在大规模路网研究中的应用提出了一些思考和建议。     

Bayesian Assessment for Reliability of Binomial Components Based on Information Fusion of Similar Products

A modified Bayesian reliability assessment method of binomial components was proposed by fusing prior information of similar products.The traditional Bayesian method usually directly used all the prior data,ignoring the differences between them,which might decrease the credibility level of reliability evaluation and result in data submergence.To solve the problem,a revised approach was derived to calculate groups of prior data's quantitative credibility,used for weighted data fusion.Then inheritance factor was introduced to build a mixed beta distribution to illustrate the innovation of new products.However,in many cases,inheritance factor was determined by Chi-square test that could not give out exact result with respect to rare failures.To make the model more precise,Barnard's exact test was suggested being used to calculate the inheritance factor.A numerical example is given to demonstrate that the modified method is successful and rational,while the classical method is too conservative and the traditional Bayesian method is too risky.     

一种新的Bayes网络条件概率学习方法

针对大规模Bayes网络的条件概率赋值问题,提出一种学习方法.首先使用类层次结构定义一种新的基于层次的Bayes网络模型,用于表示大规模Bayes网络.然后将训练数据集由单个数据表的形式转化成多表数据库,其中每个数据库表对应一个Bayes网络模块.在此基础上导出条件概率计算公式,从每个数据库表中算出相应的Bayes网络模块的条件概率表,由此实现对整个层次Bayes网络的概率赋值.通过适当增加数据库表的数目来控制每个表中属性的个数,保证计算的可行性.将层次Bayes网络及计算公式用于解决图像中文本的自动检测与定位问题,实验结果表明了它们的有效性.