基于粗糙集理论的膨胀土分级模型及应用.pdf

VoL10 No．30 第10卷第30期2010年10月科学技术与工程 OcL20lO Science and @2010 167l一1815(20LO、30-7575—05 TechnologyEngineering Sci．Tech．Engng． 建筑技术 基于粗糙集理论的膨胀土分级模型及应用 赵磊 宦秉炼马春梅王丽 (昆明理工大学国土资源与工程学院，昆明650093) 摘要将粗糙集理论与模糊集理论相结合应用于膨胀土分级问题中，利用粗糙集中的知识约简方法挖掘评价指标。把权 重问题转成粗糙集理论中属性重要性问题，建立了关于膨胀土分级评价的关系数据模型。将评价结果与实际的评价结果进 行了对比分析，研究结果表明：预测等级与实际结果吻合，比较客观地反映了膨胀土分类的复杂状况，该方法操作简单。 关键词粗糙集 膨胀土 分级 知识约简 中图法分类号TU443； 文献标志码A 膨胀土具有强胀缩性、崩解性、多裂隙性、超固 各自发挥各自的特长，建立基于粗糙集理论的膨胀 结性、强风化性等特点。这些特点不仅会给工程结 土数据关系模糊评价模型，以便工程界技术人员的 构造成危害，如路面开裂、房屋成群开裂、铁路塌 实际应用和掌握。 方，而且可导致膨胀土边坡产生表层前滑现象，造 成农田水力设施破坏，严重影响人们的生活环境。 1粗糙集理论的基本概念 因此，对膨胀土胀缩性等级的分类进行研究很 重要【lj。目前，判定膨胀土的胀缩性等级的方法有 很多种。主要有风干含水率分类法【2】、塑性图分类 出一种新的研究模糊性和不确定性的一种新的数 法[3I，灰色理论‘4|、模糊数学口]、可拓学…、神经网学工具。其主要特点是在保持分类不变的基础上， 络‘6·71、支持向量机‘8I、距离判别分析法‘91、粗糙集 利用知识约简的方法导出决策和规则，特别适用于 理论【1们、未确知数学理论【l¨等。这些方法能较全 复杂系统评价指标的数据挖掘¨51。 面地考虑各个影响指标因素，也能得出较为科学的 1．1知识与知识库 结果，但是上述文献所采用的方法在计算过程中复 假定论域u为一有限的非空集合，R为论域u 杂，工程量大，不利于在工程上应用传统的模糊评 中的一个等价关系，U／R是兄的所有等价关系所构 判准则也有某方面的不足【l2l，对样本的全部评价指 成的集合，[菇]R为包含元素菇cU的尺等价类，u 标进行模糊函数计算，指标多且计算较复杂。粗糙 一族划分称为关于U的一个知识库，一个知识库是 集理论正好补充了模糊评判的不足，粗糙集理论可 以在知识表达系统的基础上定义约简的概念，进而 系的交集)也是一个等价关系，称为P上的不可区 可以把不重要的评价指标进行约简，从而达到指标 分关，记为洒d(p)，且 简化的效果。以粗糙集理论确定评价指标的权重， 以模糊理论构建评价指标的隶属函数，使两种理论 [X]iad(∞=0，M詹 (1) 1．2属性的重要性 2010年8月3日收到 四元组S=(∥，A，y刀为一个知识表达系统，其 第一作者简介：赵磊(1985一)，男，山东青