第三章 不确定和非单调推理方法

  3.2.5 可性理论
  Zadeh1965年提出了模糊集合论,在此基础上1978年又建立了可能性理论,并将不确定性理解为可能性。
  1. 针对模糊概念建立模糊子集
  一个概念常由其内涵来定义,而由其外延来表现出来,外延是具有内涵属性全体个体构成的集合。
  对一个模糊概念(如年青、胖、高)也可用模糊集合来描述来表现。
  设论域为U,其上定义了一个模糊概念。如果对任意的u∈U依都规定一个数值
     μ(u)∈[0,1]
  作为u以A的隶属程度,这时
     μ:U→[0,1]
  就叫U上的隶属函数,定义了隶属函数的模糊概念称作U的一个模糊子集。用模糊子集来描述模糊概念。
  例如 U={a,b,c,d,e},模糊概念为"圆块块"。
  μ:a→1 b→0.9 c→0.4 d→0.2 e→0
  模糊子集
  = ( 1,0.6, 0.4, 0.2, 0) 或
   =(1/a+0.9/b+0.4/c+0.2/d+0/e 或
   ={(a,1),(b,0.9),(c,0.4),(d,0.2),(e,0)}
  便是"圆块块"这一模糊概念在U上的表现见图3.3。


图示
图3.3

  当μ的值域退化为{0,1}时,便退化为普通集合A了,这时的隶属函数就是普通集合A的特征函数了。
  给了模糊子集便可定义并集、交集和全集,而且有
     μ(u)=max{μ(u),μ(u)}
     μ(u)=min{μ(u),μ(u)}
     μC(u)=1-μ(u)
  2.模糊推理举例
  通常的假言推理是
     A∧(A→B)→B
  现在要讨论的是与A→B中的A并不完全一致时,能否也可得到有价值的结论?
  设论域 U上有模糊子集
      V上有模糊子集
  而是U到V的一个模糊关系,即U×V上的一个模糊子集,其隶属函数定义为
     ()(u,v)=((u)∧(v))∨(1-(u))
  其中符号∨表示max,∧表min。
  于是当已知有模糊子集时,可得出
     1(v)=u∈U((u)∧(u,v))
  记作 1=!*()
例题 例如
   U=V={1,2,3,4,5},若u小则v大,已知u 较小,问v如何?
 若表模糊概念小,1模糊概念较小,而表模糊概念大。而且知
   =1/1+0.5/2
   1=1/1+0.4/2+0.2/3
   =0.5/4+1/5
 可计算得的隶属函数为

   
 进而求得
   1=1・()
    =(1 ,0.4, 0.2 ,0 ,0 )・R
    =(0.4 ,0.4 ,0.4 ,0.5 ,1)
 可理解为v较大。

  3.U上模糊变量的可能性描述
  设x是取值U的变量,对它可定义一个相容性函数,使x的每个取值都对应于[0,1]中的一个数。相容性函数就是对变量x的一种约束。特别当是U上的模糊子集有隶属函数μA(x)时,可把与x联系起来,将μ(x)取作变量x的相容性函数,这时就是对x的一种约束了,如上例x表圆块块,这时便可说x=a的可能性为1,x=b的可能性为0.9,…。这样便给出了变量x的可能性分布,可记作
     poss(x=a)=1, poss(x=b)=0.9,…
  值得注意的是poss与概率P是不同的。例如一个人早饭吃了x个鸡蛋的描述,x∈{1,2,3…}=U
u= 1 2 3 4 5 6 7 8
poss 1 1 1 1 0.8 0.6 0.4 0.2
P 0.1 0.8 0.1 0 0 0 0 0
  poss 表示能吃几个鸡蛋的一种能力,不是概率。poss大也不意味着P大,只对不可能事件两者取值相同。还可规定
     poss =(x=a∨y=b)=max{poss(x=a),poss(x=b)}
     poss =(x=a∧y =b)=min{poss(x=a),poss(x=b)}
     poss(x≠a)=1- poss(x=a)
  若将不确定性以这种可能性来度量时,便可用可能性理论来讨论不确定性推理了。