可拓知识库系统及其应用

知识库系统是一种专门存储、管理大量知识的机构。文章以可拓学的理论和方法为指导,提出可拓知识表示法和可拓知识库系统的特点与构架。给出了可拓知识表示的形式化语义,其基本单元是知识物元;阐述了矛盾问题求解的形式表示,其核心是问题的物元模型,通过可拓算子把不相容问题转化为相容问题;相关方式推理是可拓知识库系统推理机的特点,是传统规则推理的推广。可拓知识库采用可拓知识表示方法,是传统知识库的一个超集;可拓知识库系统由目标库、条件库、公用知识库、分类知识库、推理机与知识库管理系统组成。     

市场智能经济控制中的统一集方法初探

将统一集与物元变换结合用于市场智能经济控制，建立了统一集智能控制模型，在此模型中把企业的始末状态抽象为可拓学中的物元，应用统一集、界壳论、模糊控制以及可拓学的方法将经济体的初始物元进行物元变换，最后得到满意的初始物元。由于统一集包容了Fuzzy set, Vague set, Extension set,SPA,FEEC等学科，将这些学科中的方法融合起来，提出统一集市场智能经济控制的初步设想，并给出几个应用实例。     

可拓学——研究“矛盾转化，开拓创新”的新学科

可拓学是以蔡文研究员为首的我国学者们创立的 ,研究事物的可拓性与开拓规律 ,探索矛盾转化、开拓创新方法和技术的新学科。经过可拓学研究者们多年的艰苦创业、共同奋斗 ,可拓学已初具规模 ,包括可拓论、可拓方法、可拓工程等。在理论和方法上都取得了创新性、突破性的研究成果 ,在实际应用中 ,具有多领域、多类型的成功事例。可拓学及其应用已引起国内外学术界的广泛关注 ,具有一定的影响。可拓论　可拓学的理论基础是物元理论、可拓集合理论和事元理论 ,统称为可拓论。物元理论　提出了描述事物基本元的物元概念与性质、定性与定量相结合…     

基于可拓学模型的产品创新设计方法

阐述了可拓学的物元模型和菱形思维方法,并分析了可拓学应用在产品创新设计中的可行性。介绍了TRIZ方法,比较了TRIZ与可拓学矛盾解决方法的不同。将TRIZ与可拓学方法相结合,应用于产品创新设计中,形成了基于可拓学模型的产品创新设计方法,并通过创新设计实例验证了该方法。     

基于可拓学和SVDD的轴箱轴承故障监测

为监测轴箱轴承的故障状态,提出了一种基于可拓学和支持向量数据描述(SVDD)的轴承故障监测方法。该方法充分利用了可拓学的定性定量描述特性和SVDD的单值分类特性:通过特征提取构建轴箱轴承的运行状态物元;训练SVDD的单值分类器,通过求取最小超球体的支持向量来获取物元模型的特征参数经典域;利用关联函数对轴箱轴承的故障状态进行定性定量评估。通过分析轴箱轴承的实际振动信号,证明了该方法的可行性及有效性。     

基于可拓学的设计方案进化推理方法

在分析现有概念设计求解策略的基础上，提出了基于可拓学理论与遗传算法相结合的概念设计求解模型。利用遗传算法模拟物元变换过程，建立了产品方案物元描述的内部模型和外部模型，探讨了内、外模型的转换关系并通过关联函数将内、外部模型联系起来。根据内部模型给出了遗传算法的编码形式以及与之相适应的交叉、变异策略，并通过可拓评价方法建立了遗传算法的适应值函数，基本解决了产品概念设计中的知识组合爆炸和矛盾冲突问题。最后通过求解减速器方案验证了该方法的可行性。     

可拓免疫算法在汽轮机故障诊断中的应用

为了解决汽轮机的各种故障问题,一种新的可拓免疫算法被提出来对汽轮机各种故障进行诊断。该方法利用可拓学能同时定量和定性描述系统行为的特点,结合免疫系统的学习机制和否定选择机理,将故障的特征利用可拓学的物元进行描述,建立B细胞探测器物元和抗原物元。根据故障样本数据,利用免疫系统自己一非己识别机理训练产生B细胞探测器,其B细胞探测器与抗原物元的亲和度,采用可拓学中的关联函数作为度量函数。对产生的探测器利用样本数据进行检测。该方法在对汽轮发电机组进行故障诊断时,正确地识别出了故障成份,证明是有效的。并给出了进一步研究的方向。     

基于可拓工程方法的维修保障系统效能评估研究

分析了维修保障系统效能的影响因素．应用可拓工程方法建立了维修保障系统效能多指标参数的物元可拓评估模型，以定量的结果对维修保障系统效能进行了评估分级，并与层次分析法和突变评价法的结果进行了比较，结论基本一致．为维修保障系统效能评估问题寻求出一种新的方法，其评估结果可为决策提供定量依据．     

基于多尺度熵的滚动轴承故障可拓智能识别

针对滚动轴承振动信号的多样性、复杂性以及不确定性,利用可拓学在分析矛盾问题可拓性和规律性时的优势以及对于时间序列多尺度熵(Multiscale Entropy,MSE)可在不同尺度上进行复杂度评价的特点,提出一种基于多尺度熵的滚动轴承故障可拓智能识别方法。利用MSE对轴承振动信号进行特征提取,利用Fisher比对MSE特征进行选择,将最终入选的MSE特征作为可拓物元模型的特征参数,并以此构建轴承不同健康状态物元模型的经典域以及所有状态下物元模型的节域。将待测数据代入构建好的轴承不同健康状态所对应的物元模型中,利用关联度函数计算待测数据与轴承不同健康状态的综合关联度,以此实现待测数据的定性定量识别。对电机滚动轴承的故障识别结果表明,所提方法对轴承正常、内圈故障、外圈故障和滚动体故障4类模式识别的准确率可达100%,高于常规的基于小波包和神经网络的方法。     

基于模糊Kano模型和可拓创新法的特种运载抱罐车设计

目的 结合模糊Kano模型和可拓创新法,解决特种运载抱罐车目前同质化严重、用户满意度低等问题。方法 提出基于模糊Kano模型和可拓创新法相结合的创新设计方法。首先,对特种运载抱罐车展开可拓分析,建立物元模型,进行拓展分析并利用模糊Kano模型,输出质量要素的重要程度,提取关键设计要素。其次,结合用户需求的数据分析结果,利用可拓变换方法将所构建的特种运载抱罐车物元数学表征模型进行变换,获取新的产品创意模型。最终利用优度评价法获取最优方案。结果 通过对特种运载抱罐车的优化设计,实现在外观造型、安全性能以及功能特征等方面的提升。结论 证明集成模糊Kano模型和可拓创新方法相结合的设计方法能够提高特种运载抱罐车的用户满意度和市场竞争力。     

面向普通话辅音检测的区别特征参数测量

以建立基于特征参数的解析化的普通话辅音发音检测方法为应用目的。根据普通话辅音按发音方式和发音部位分类的特点并结合区别特征理论的二元对立思想,首先提取分析了普通话21个辅音的美尔倒谱系数MFCC和美尔滤波器能量这两类特征,并进一步得到能区别发音方式或发音部位的区别性特征参数k1~k11。在此基础上构建了面向普通话辅音检测的二元分类决策树。与基于HTK的分类结果比较表明：使用基于区别性特征参数的决策树判决的方法对辅音进行分类检测和识别的结果比较稳定,准确率大多在80%以上且有更好的鲁棒性。     

Multistage classification and recognition that employs vector quantization coding and criteria extracted from nonorthogonal and preprocessed signal representations

Classification decision tree algorithms have recently been used in pattern-recognition problems. In this paper, we propose a self-designing system that uses the classification tree algorithms and that is capable of recognizing a large number of signals. Preprocessing techniques are used to make the recognition process more effective. A combination of the original, as well as the preprocessed, signals is projected into different transform domains. Enormous sets of criteria that characterize the signals can be developed from the signal representations in these domains. At each node of the classification tree, an appropriately selected criterion is optimized with respect to desirable performance features such as complexity and noise immunity. The criterion is then employed in conjunction with a vector quantizer to divide the signals presented at a particular node in that stage into two approximately equal groups. When the process is complete, each signal is represented by a unique composite binary word index, which corresponds to the signal path through the tree, from the input to one of the terminal nodes of the tree. Experimental results verify the excellent classification accuracy of this system. High performance is maintained for both noisy and corrupt data.     

被动声纳目标识别系统设计研究

目标识别是声纳的主要功能之一,其性能包括识别正确率、泛化能力和识别距离。由于数据样本的保密特性,声纳目标识别系统设计有其自身特色。在设计过程中,应首先降低对数据样本的依赖,把目标辐射噪声的机理分析、组成、运动规律等知识巧妙地运用到系统设计中;其次还应尽可能提高泛化率,以提高声纳目标识别系统对未见过的样本的正确识别能力。讨论了声纳目标识别流程、声纳目标识别系统的设计方法;在声纳目标识别系统的性能评估中,给出了目标识别距离的估算方法。     

声呐渗流测量数据降噪的分类模型研究

渗漏造成的一系列安全隐患已严重威胁到地下隐蔽工程的建设与正常运行。为了研发新的渗流测量手段与技术方法,减少控制渗漏事故的发生,提出了一种基于梯度提升树的声呐渗流检测结果分类模型。模型利用ReliefF算法选取贡献权重大的特征作为训练数据集,利用属性标注的数据集训练出区分水库渗流、井孔渗流与噪声的梯度提升树模型。实验结果表明,所提出的分类模型具有良好的识别性能,在训练集上实现了高达96.6%的准确度,且在实际使用中能够较为准确地识别噪声干扰。     

统一集论与人工智能

通过综合经典集合、模糊集合、可拓集合、Vague集合、粗糙集合、集对分析、FHW（模糊灰色物元空间）、FEEC（模糊可拓经济控制）等多种理论，提出了统一集概念，并详细讨论统一集的各种运算以及相关性质。从分析集合理论和人类思维形式之间的关系入手，把统一集理论初步应用到模式识别、聚类分析、逻辑推理、机器学习、智能决策等多种人工智能领域，指出了集合论及其运算系统与逻辑推理系统的等价关系。统一集能对现有的理论进行总结、统一，还为开辟崭新的集合论、逻辑推理方法提供很好的理论基础。     

城乡经济产业结构调整的可拓策划过程

为了使城乡经济发展条理化,运用可拓策划的基本理论和方法,对经过可拓分析得到的各产业目标物元和期望条件物元进行可拓变换,生成多种经济发展创意。采用可拓优度评价方法,对生成的创意进行筛选,得出若干优度较高的可行创意并形成能具体实施的产业发展的行动方案。采用形式化方法生成有关城乡经济产业结构调整的策划创意,有助于基层政府理清思路,制定合理的产业发展规划,为城乡经济产业结构高级化提供一条可形式化的方法,实现产业结构调整从定性分析转向定性分析和定量计算相结合。本方法同样适用于城市经济、区域经济和国家经济。     

基于随机森林的统计控制图模式识别研究

引入随机森林方法进行统计控制图模式识别的研究。提取了控制图的统计特征和形状特征,设计了5种不同的特征组合方法,利用蒙特卡洛仿真方法产生训练数据集和测试数据集,选取了常用的3种模式识别方法（支持向量机方法、人工神经网络方法、决策树方法）进行对比。实验结果表明,随机森林方法相比其他3种分类器方法,在分类准确率和消耗时间两个维度上都有明显优势,可以应用于统计过程控制图模式识别。     

凝固速度对铸铁石墨形态的影响

本文采用定向凝固技术研究了凝固速度对铸铁石墨形态,奥氏体和石墨结晶动力学的影响,并分析研究了奥氏体,石墨棱面和基面之间的生长速度相对大小与石墨形貌之间的关系。发现奥氏体的生长速度随凝固速度的增加而增大,当奥氏体的生长速度超过石墨棱面的生长速度时,片状石墨突变为蠕虫状石墨,反之,则导致蠕虫状石墨突变为片状石墨。