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随着计算机及相关技术的飞速发展和人类对客观世界认知程度的不断提高,人们已经越来越不满足于使用计算机进行单纯的科学计算和事务性处理。在实现了描述客观世界和存储传播信息的基础上,信息处理的自动化程度得到不断提高,最终导致人们对思维自动化的思考。而实现思维自动化的关问题之一,就是如何有效地表达和解决不确定性问题。
最初人们采用概率推理的方法来解决不确定性问题,但对于许多复杂的实际问题来说,单纯的概率推理是难以处理的。pearl于2024年提出一种简单而有效的贝叶斯网络来解决这类问题。随后贝叶斯网络即成为人工智能领域的研究热点之一。
它主要研究不确定性知识表达和推理的方法,被认为是近十年来在人工智能领域中最重要的研究成果之一。
贝叶斯网络的推理实际上是进行概率计算,具体而言,在给定一个贝叶斯网络的模型的情况下,根据已知条件,利用贝叶斯概率中的条件概率的计算方法计算出所感兴趣的查询节点发生的概率。在bayes阿络推理中,主要有以下三种形式:
1)因果推理原因推知结论——由顶向下的推理:目的是由原因推导出结果.已知一定的原因(证据).使用bayes网络的推理计算,求出在该原因的情况下结果发生的概率。
2)诊断推理结论推知原因——由底向上的推理:目的是在已知结果时,找出产生该结果的原因.已知发生了某些结果,根据bayes网络推理计算,得到造成该结果发生的原因和发生的概率。该推理常用在病理诊断、故障诊断中.目的是找到疾病发生、故障发生曲原因.
3)支持推理支持推理——提供解释以支持所发生的现象:目的是对原因之间的相互影响进行分析。该推理是bayes网络推理中肋一种合理,有趣的现象。
**中,针对威胁可变及威胁体不尽相同的无人机路径规划问题提出了一种局部路径重规划的算法,该算法首先构造出战场具有n类威胁体的初始路径图—“改进型voronoi图”,后应用dijkstra算法搜索威胁分布图,求解粗略最短路径。在无人战斗机飞行过程中,威胁体威胁等级不断变化,无人战斗机通过多传感器数据融合知识构建动态贝叶斯网络图,感知环境,获取信息,应用viterbi解码算法获得实时威胁等级,进行局部改进型voronoi图的重构,以完成局部路径重规划,提高了无人战斗机在实战环境下生存概率。给出了应用该方法的具步骤通过**实验证明该算法的有效性。
阅读这篇**后,再加上查阅的其他资料对贝叶斯网络及其用法有了一些新的体会,如下:
bayes网络的建模目的是对所包含的定性知识和定量知识进行结构上的描述,为下一步推理提供依据。从原始数据中构造bayes网络模型.实际上是对原始数据进行数据挖掘:先找出最符合原始数据的定性的网络图关系,然后根据网络图中的因果关系,计算节点间的条件概率。
2024年,pearl开始在人工智能方面用bayes网络进行概率推理,分别对树型网络和多树型网络提出了消息传递算法。此后,bayes网络就越来越多地被应用于许多专家系统。其中一个典型的例子是pathfinder,用来帮助进行“淋巴节点”症献的诊断分析;另一个例子是cpcsbn远程医疗系统。
它有448个节点和908条弧。优于世界主要的远程医疗诊断分析方法。
概括而言,目前bayes主要应用在以下几方面:
1)故障诊断:根据发生的故障特征,找出发生故障的原因,根据经常发生的故障或系统现有的状态,进行实时监控和故障预防。例如.微软视窗软件中的疑难解答,帮助用户解决所遇到的软硬件问题。
2)专家系统:提供专家水平的推理,模拟人的智能,解决专业领域内的实际问题。例如,bayes网络在医学上的应用。
3)规划:根据因果概率推理预计各类事件发生的可能性,对于给定的目标——省钱或省时,得到一个项目的规划。
4)学习:对学习提供帮助。帮助初学者快速掌握事件发生的因果关系和规律。
5)分类:使用bayes网络帮助聚类分析。它在数据挖掘中具有重要作用。
如下介绍一些贝叶斯网络图用法的一些实例。
随着城市化的迅速发展和汽车的大量普及,交通日益拥挤,环境开始恶化。导致交通事故频发,造成巨大的经济损失。为保证我国国民经济的持续稳定发展。
进一步开展交通运输发展战略及对策研究,建立可持续发展的交通环境,已成为当前十分紧追的任务。
目前,智能交通系统的研究与开发是交通管理中的热点。它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、图像分析技术、导航定位技术,以及计算机网络与处理技术等有效地综合运用于整个交通管理体系,建立一种在大范围内、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的运输综合管理系统。该系统的建立,可以加强道路、车辆、驾驶员和管理人员的联系,实现道路交通管理的自动化.车辆行驶的智能化。
该系统是由若干高科技开发项目组成的,,它的作用是:
1)减轻工作强度,提高办事效率;
2)缩短并控制处理案件时间;
3)解决某些事故处理人员经验不足与事故处理专家精力有限的矛盾;
4)减少感情因素对交通案件公正性的影响。使交通事故的处理步,法制化、规范化的轨道;
5)根据交通事故频发的原因采取预防措施,减少交通事故的发生。
在交通事故处理智能央策支持系统中,主要是采用bayes网络分析推理交通事故的原因。首先根据专家知识与统计信息进行bayes网络建模,然后根据事故的形态进行诊断推理,根据已知信息找到事故最可能发生的原因,为事故处理人员提供决策支持。
在实际处理过程中。通过输入已知节点的状态,可以对交通事故的发生原因进行概率计算.引导事故处理人员经进一步调查分析,可快速找到事故发生的原因。
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