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1、铁路军事交通运输保障能力的模糊聚类与粗糙决策文章编号:10031421(2o07)02一o08203中图分类号:U294.893;F530文献标识码:A铁路军事交通运输保障能力的模糊聚类与粗糙决策FuzzyCusteringandRoughDecisiononGuaranteeCapacityofRaitwayMititaryTransportation唐士晟,李建国,蒋兆远TANGShisheng,LIJianguo,JIANGZhao-yuan.(1.西南交通大学物流学院,四川成都610051;2.兰州交通大学机电技术研究所,甘肃兰州750070;5.甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究
2、中心,甘肃兰州750070)(1.CoHegeofLogistics,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Sichuan610031,China;2.MechanicalandElectricTechnologyResearchInstitute,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou,Gansu730070,China;3.GansuTechnologyResearchCenterofInformationizationEngineeringTechnologyforLogisticsandTransportEquipmentI
3、nformationizationEngineering,Lanzhou,Gansu730070,China)摘要:利用模糊集理论和粗糙集理论在处理不确定性和不精确性问题方面侧重点的差异性,构造一种组合决策模型,从铁路通达度,与公路贴近程度,通过受限情况以及450铁路国防交通储备物资库分布等4个角度对铁路军事交通运输保障能力进行了聚类与决策.关键词:军事交通,保障能力,模糊聚类,粗糙决策,决策表Abstract:Inthisessay,acombineddecision-makingmodelisestablishedtosolvetheemphasisdifferenceofuncertai
4、ntyandimprecisioneproblemsbyusingfuzzysetsandroughsetstheories.TheessaymakesclusteringanddecisiononguaranteeingcapacityofrailwaymilitarytransportationfrOmfollowing4aspects:railwaypenetration,accessibilitytoofroad,passinglimitstatusanddistributionofmaterialstoragematerialdepotsfor450railwaynationalde
5、fencetransportation,etc.Keywords:militarytransportation;guaranteecapacity:fuzzyclustering;roughdecision;decisiontable事交通运输是运用各种交通Zl十工具,实现军队人员和装备物资在空间上的位移,以保障军事活动的顺利进行.铁路军事交通运输保障能力信息是一种模糊的,不精确的信息,模糊集和粗糙集理论在处理和分析模糊信息时是非常有效的数学工具.在此可用模糊聚类和粗糙决策提出铁路军事交通保障能力的分析方法和决策规则,RIE2期建立铁路军事交通保障能力的计算机智能决策机制,实现决策智能化.1铁
6、路军事交通保障能力信息的提取以战区为例,以战区内沿铁路线200km为限,选取其中10段铁路,以关系到铁路军事交通保障能力的战区内铁路通达度,与公路贴近度,通过受限的桥梁隧道数目(受限情况),450铁路国防交通储备物资库分布情况(450分布)4个方面予以考察.通达度反映了战区铁路运输各节点之间联结的完善程度,它反映出铁路的可达程度;贴近度反映了在遭受打击或破坏后,能否实现铁路一公路接续转运的能力;通过受限情况反映了铁路的运力薄弱点;450分布的战备库有无或者距离受损铁路路段的远近程度,反映该段铁路的复旧自愈能力.原始数据见表1.铁路军事交通运输保障能力的模糊聚类与粗糙决策唐士晟等表1原始数据注:
7、通达度即该段铁路拥有的进出通路的数目.贴近度为在铁路沿线两侧100m范围内可以搭建简易平台从而实现公铁转运的公路里程.2铁路军事交通保障能力的模糊聚类110变换后,每个变量的均0,标准差为1,消除了量影响.通过运算得到变的数据矩阵为:,440.790.901.52780.260.890.65I440.421.591.52Il780.120.290.65I782.120.650.65I780.760.140.65I330.731.660.65I781.030.380.65I441.101.081.52I781.111.140.65,d/按公式:1一c一七.Il(f1,2,10),求相似系数(取C
8、:0.1),得数据矩阵的模糊相似矩阵尺:0.37737718960.2454330.9022450.6604820.7952640.7654090.8209510.2281670.8900.8960.24510.3430.2130.3820.2320.3030.8810.383做出截集,得到模糊聚类,聚类图见图1.10.9510.92l0.9020.9000.8960.890.7990.720.482图1分类聚类图当=1时,对象路段分为10类:X.,X:,X,X,X,0.4330.2450.4820.2640.4090.95l0.9020.6600.7950.7650.8200.2280.34
9、30.2l30-3830.2320.3030.88ll0.6820.8930,6670.9000.3260.682l0.6610.5190.5820.1960.8930.66l10.5600.9210.4330.6670.5190.560l0.5850.2l50.9000.5820.9210.585l0.4080.3260.1960.4330.2150.40810.7920.7200.6850.7990.7l00.1l8利用平方法求模糊相似矩阵的传递闭包:t(R):R:/一/10.4820.8960.4820.4820.4820.4820.482fl0.482l0.4820.9020.7200
10、.9000.7990.900I10.8960.48210.4820.4820.4820.4820.482ll0.4820.9020.48210.7200.9000.7990.90010.4820.7200.4820.72010.7200.7200.72010.4820.9000.4820.9000.72010.7990.921l10.4820.7990.4820.7990.7200.79910.799l10.4820.9000.4820.9000.7200.9210.7991l10.9510.4820.8960.4820.4820.4820.4820.4820.4820.8900.4820.8
11、900.7200.8900.7990.890:E第29卷第2期0.9510.4820.8960.4820.4820-4820.4820.482l0.482,703205908_,698928911183776771000000000,000000000,2020009028989299984848787840000000001X,X,X,X.;当一0.951,对象路段分为9类:X.,X9,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,Xl0;当一0.921,对象路段分为8类:X.,X9,X,X3,X5,X6,X8,X7,Xl0;当一0.902,对象路段分为7类:X.,X9,X2,X4,X3,X5,
12、X6,X8,X7,Xl0;当一0.900,对象路段分为6类:Xl,9,X4,X6,X8,X3,X5,X7,Xl0;当一0.896,对象路段分为5类:Xl,X3,X9,2,X4,砖,l0;当=0.89,对象路段分为4类:Xl,X3,X9,X2,X4,X6,X8,Xl0,X5,X7;当一0.799,对象路段分为3类:X,3,X9,X2X4,X6,X7,X8,Xl0,X5;当一0.72,对象路段分为2类:Xl,X3,X9,X2,X4,X5,X6,7,X8,l0;当一0.482,对象路段分为1类:Xl,2,X3,X4,5,X6,X7,8,X9,l0.3铁路运输保障粗糙决策假设按要求将目标路段分为4类,
13、则根据聚类结果取X.,X,X9,X2,X4,X6,X8,Xl0,X7,X5;由已知的数据信息和聚类结果构造决策表,见表2.粗糙集理论在处理模糊和不确定性问题方面着眼于知识的粗糙性,强调的是集合对象间的不可分辨性,着重研究的是不同类中的对象组成的集合之间的关系.在处理不确定性问题时,不需要提供问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息.因此,可以根据粗糙集理论对编码后的数据进行分类决策.为了便于分析对原始决策表进行编码,编码表见表3.铁路军事交通运输保障能力的模糊聚类与粗糙决策唐士晟等由编码后的数据构造的决策表见表4.表4中包含了对象路段的4个条件属性,它们分别为:通达度m,贴近度n,受限情况s,
14、450分布t,根据聚类结果,将对象X.一XIO分为4类,即决策d的取值.这10个对象可分为4类:Xl,X3,X9,X2,X4,X6,8,Xl0,X7,X5.利用可辨识矩阵对决策进行属性约简,得到决策表4的可辨识矩阵,见表5.通过表5得到可分辨函数厂(A)一mV,lVS,得到属性的一个约简结果,见表6.用数据分析法对决策表6进行属性约简.对于一个经过属性约简而得到的决策表,可以对应其中的每一个样本形成一条决策规则.因此,可以将决策表中的样本用规则来表示,这样,约简后的决策表实际上就是规则集合.称这样的规则集合为决策算法.对于决策表6其决策规则为:m2nlsldl;m4n2s3d2;m4nls2d
15、2m4nls3一d2;m4n3s4一d2;m4n4sld3;m3n3s4一以.首先计算第条决策规则的约简,其决策类x.】=1,3,9,1】优一1,表2决策表编码通达贴近受限情450指数度,个度/kin况,座分布,座3,X9,Xl】一Xl,X3,X6,X8,X9,Xl】一Xl,X3,X5,X9,由于Xl】【X.,【X.】【X.得约简规则为:一2期m2一dl.同理对其余6条决策规则进行(下转第93页)发生钢轨折断的原因及对策于胜利人员,机具及设备,尤其是规范断轨处理材料,备用短钢轨的存放地点,到达处理现场的方式,时间,确保抢修有章可循,时间控制在预案范围内.(4)加大设备投入.上级管理部门要按照线
16、路大维修规则的规定加大大中修投入,及早更换超期服役的钢轨,恢复原有道床断面.各设备管理单位应本着大修不到,维修不止的原则,大力改善线路轨道基础,提高设备养护质量,消除钢轨的受力不良状态.做好无缝线路铺设后的验交工作,保证交接达标设备.并加强无缝线路管理,应力调整做到调整量准确,应力分布均匀,锁定轨温适度,各项观测记录规范,真实,严防钢轨内部产生应力集中.(5)改进检查手段.陇海线已实现ZPW2000A型四显示贯通,该系统对轨道电路进行全程断轨检查,但目前该系统尚未实现断轨信息的输出与报警.因此,电务部门应积极开展技术攻关,实现该功能,并与工务共享,提高断轨的抢修速度.目前电务微机监测设备已实现
17、对轨道电路及区间自动闭塞的2min周期巡测和有车占用动态监测,但在信号非正常关闭,轨道电路红光带等一,二级报警中,不能分辨出是断轨还是信号自身故障.要加强这方面技术开发,实现区间断轨隐患造成轨道电路红光带的信息报警,并与工务共享,实现共保安全的目标.另外,工务部门也要开发简易的单轨条断缝处所检查仪器,并进行均衡配备,提高检查手段,缩短检查发现时间.同时应在机车上配备应急钢轨探测装置,使司机能在不高于20km/h通过故障地段过程中及时发现断轨处所,以便及时采取措施,确保列车通过安全.收稿日期:2006-11-13作者简介:于胜利(1972一),男,河南南阳人,郑州铁路局洛阳办事处安监室工电监察,
18、高级工程师,华东交通大学经济管理学院在读硕士研究生.责任编辑:王学智(上接第84页)表5可辨识矩阵表6约简结果m,n,SXlX3X5X6X7Xsx910m2424443424r/1212413l131313l24314d1212324212约简,分别得到:?/2S3一d2,S2一,3一d2,n4一d3,l3一以.其中第5条决策规则在约简后不能作为决策规则,这是因为其各属性不具备独立性.参考文献:【1】陈建林,陈蓓.战区军事交通运输网络保障能力评价研究.铁道运输与经济,2005,(5):7980.第292I第卷第期【2】杨西龙,陈瑶,曹长修,等.战时军事物流仿真研究【J】.系统仿真,2005,1
19、7(9):2070-2074.【3】任海君,朱新元.铁路国防交通储备物资在应急抢险使用中的问题及其对策.国防交通工程与技术,2004,(1):12-13.【4】Pawlak.Z.RoughSetsTheoreticalAspectsofReasoningAboutData【M】.KluwerAcadmicPublishers,Dordrecht.1991.【5】罗党.一种模糊Rough决策方法.中国工程科学,2004,(12):3236.【6】PawlakZ.RoughsetsandFuzzysetsJ】.FuzzySetsAndSystems,1985,(17):99-102.收稿日期:2006-11-07修订日期:2006-11-28作者简介:唐士晟(1959一),男,山东荣成人,乌鲁木齐铁路局高级工程师,西南交通大学物流学院在读博士研究生.责任编辑:金颖