1.基于混合启发式规则系统的铁路运输风险概率计算方法,该方法包括以下各步骤:步骤(1)输入为采集某铁路运输区间的环境监测量、设备监测量、承运监测量,其中环境监测量包括通过雨量器测得降雨量f1(t),单位为mm,f1(t)≥0;风速测量仪测得风速f2(t),单位为m/s,f2(t)≥0;能见度观测仪测得能见度f3(t),单位为m,f3(t)≥0,通过地面温度传感器测得霜冻数据f4(t),单位为℃,f4(t)∈[‑50,50];设备监测量包括机车f5(t),车辆f6(t),轨道f7(t),信号系统f8(t),受电弓f9(t)的故障时间,单位为h,fj(t)∈[0,72],j=5,6,7,8,9;承运监测量包括乘客超员人数f10(t),单位为个,f10(t)≥0,货物超载重量f11(t),单位吨,f11(t)≥0;数据每天采集一次,共采集T天,1≤T<∞,则采样时刻t=1,2,...,T;输出为铁路运输风险概率Y(t)∈[0%,100%],x%表示此线路当天发生事故或故障的车辆数占比为x%;
步骤(2)建立混合启发式规则系统的规则,采用环境监测量C1=[f1(t),f2(t),f3(t),f4(t)],设备监测量C2=[f5(t),f6(t),f7(t),f8(t),f9(t)],承运监测量C3=[f10(t),f11(t)]与风险概率Y的非线性关系,先建立交集启发式规则系统,其中的第l条交集规则记为Rl,其表示形式如下:其中fa,fb∈Cg,g=1,2,3,fa≠fb,“∧”表示规则仅仅处于交集假设下,Rl的规则权重为θl∈[0,1];输入变量f1(t)~f11(t)对应的属性权重分别为δj∈[0,1],j=1,2...11;
式(1)中, 分别为混合启发式规则系统的输入变量的fa、fb参考值,且有其中j=1,2…11,Qj为 的取值空间,其中的元素满足
xj表示对应第j
个输入变量参考值的取值个数,xj≥1;分别在Q1,Q2...Q11中抽取元素作为fj的参考值,由此
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组合成规则,共计产生L1=3=81条环境监测量启发式规则,L2=3=243条设备监测量规3
则,L3=3=9条承运监测量规则,共计L=333条;
式(1)中,Rl后项属性分别为G1,G2,…,GN,并有LY≤G1
步骤(3)通过交集和并集组合的方式对交集启发式规则进行约减,建立混合启发式规则库,其中第l条混合启发式规则 如下:其中fa,fb,fc∈Cg,g=1,2,3,and,fa≠fb≠fc,“∧”表示规则处于交集假设下,“∨”表示规则处于并集假设下, 的规则权重为 输入变量f1(t)~f11(t)对应的属性权重分别为 组合的条件需要满足规则后项中的信度值λ1,l,λ2,l,...,λN,l相同;设定初始规则权重为 初始属性权重步骤(4)给定环境监测量f1(t)~f4(t),设备监测量f5(t)~f9(t),承运监测量f10(t)、f11(t)后,通过混合启发式规则系统获取它们对应的风险概率 具体步骤如下:步骤(4‑1)设定fj的取值分别为fj(t),j=1,2,...,11,并有 将它们带入混合启发式规则系统模型,计算它们激活规则的权重:
ωl=θlmh/(θ1m1+θ2m2+...+θ11m11) (3)ωl∈[0,1] (4)其中,mh为第l条规则的综合差异度,交集假设下的综合差异度为: 并集假设下的综合差异度为: 处于同一假设下的属性为属性组,属性组的个数为H,其中交集假设下的差异度为:并集假设下的差异度为:
式(5)和式(6)中 表示为第l条规则中第j个输入变量相对于参考值 的归一化之后的差异度,差异度的求解如下:(a)当fj(t)≤Aj,1和 时,fj(t)对于Aj,1和 的差异度取值均为1,对于其他参考值的差异度均为0;
(b)当Aj,x
(c)差异度归一化:
步骤(4‑2)对激活规则进行集合:
其中 表示相对于结果Gn的信度值;
步骤(4‑3)获得输入变量为fj(t),j=1,2,...,11时风险概率计算结果此时得到的结果,即为混合启发式规则系统对铁路运输风险概率。