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首页基于海明距离的证据融合方法:改进D-S理论在电力系统故障诊断中的应用
本文主要探讨了改进的证据理论在电力系统故障诊断中的具体应用,针对D-S证据理论中存在的处理高度冲突证据难题。D-S证据理论是一种重要的决策支持系统工具,它在处理不确定性和不完全信息时具有显著优势。然而,当不同来源的证据存在较大冲突时,如何有效地融合这些证据成为关键问题。 文章提出了一种创新的方法,即基于海明距离的证据合成规则。海明距离是一种衡量两个等长字符串之间差异的度量方式,通过计算证据间的差异程度,可以量化证据的相似性。首先,作者依据证据之间的冲突系数来评估证据间的矛盾程度,冲突系数越大,表示证据间的不一致性越高。接着,利用海明距离确定的相似度对每条证据赋予权重,这有助于区分重要性和可信度。 通过这种方式,原始的基本信度分配函数(BDNF)被重新调整,使得权重高的证据对最终结论的影响更大,从而实现对冲突证据的有效融合。这种方法旨在减少或平滑证据间的冲突,提高诊断结果的合理性。作者通过电力系统的一个故障诊断案例,展示了改进后的证据理论在实际应用中的有效性,结果显示其计算结果更贴近实际情况,能更准确地定位和识别电力系统的故障。 这篇文章的重要性在于提供了处理复杂证据冲突的一种实用工具,对于电力系统的运行监控和维护具有重要意义。通过引入海明距离,作者不仅解决了D-S证据理论中的一个问题,也为其他领域的决策支持系统提供了新的融合证据思路。同时,这也表明了工程技术领域研究者对现有理论的深入理解和创新应用。
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第 19 卷第 6 期
2012 年 12 月
工 程 设 计 学 报
Chinese Journal of Engineering Design
Vol .19 No .6
Dec .2012
收稿日期 :2012‐03‐02 .
基金项目 :河北省科技支撑计划项目(10215682) ;河北省建设科技研究计划项目(2011‐147 ,2009‐250) .
作者简介 :李玲玲(1968 — ) ,女 ,湖南益阳人 ,博士 ,教授 ,硕士生导师 ,从事电器可靠性 、电力系统及其自动化研究 ,E‐mail :
lilingling@ hebut .edu .cn .
DOI :10 .3785/
j
.issn .1006‐754X .2012 .06 .014
改 进 证 据 理 论 及 其 在 电 力 系 统 故 障 诊 断 中 的 应 用
李玲玲
1 ,2
,景丽婷
1
,马东娟
1
,李志刚
1
(1 .河北工业大学 电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室 ,天津 300130 ;
2 .天津大学 电气与自动化工程学院 ,天津 300072)
摘 要 :针对 D‐S 证据理论中高度冲突的证据难以融合的问题 ,提出一种基于海明距离的证据合成规则 .首先根据
冲突系数的大小判断证据冲突程度 ,利用海明距离确定的相似度区分每条证据 ,并赋予权重 ,然后对原始基本信度
分配函数进行重新分配 ,最终得到更加合理的合成结果 .将该数据融合方法用于电力系统的故障诊断实例中 ,表明
该方法合理有效 ,计算结果更符合实际 .
关键词 :证据理论 ;海明距离 ;电力系统 ;故障诊断
中图分类号 :TP 274 文献标志码 :A 文章编号 :1006‐754X(2012)06‐0485‐04
Improved evidence theory and its application in fault diagnosis of power system
LI Ling‐ling
1 ,2
,JI Li‐ting
1
,MA Dong‐
j
uan
1
,LI Zhi‐
g
ang
1
(1 .Province‐Ministry Joint Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability ,
Hebei University of Technology ,Tianjin 300130 ,China ;
2 .Electrical and Automation Engineering Institute ,Tianjin University ,Tianjin 300072 ,China)
Abstract :A new Dempster‐Shafer evidence combination rule based on the Hamming distance was
p
roposed aiming at solving the fusion problem of highly conflicting evidence .At first ,we judged
the evidence conflict degree according to the size of the conflict coefficient ,the Hamming distance
was used to determine the similarity to distinguish each of evidence ,and the weight was given to
the evidence .Then the original basic probability distribution function was redistributed ,finally
the more reasonable the syncretic result was obtained .At last ,the data fusion method was ap‐
p
lied to power system fault diagnosis example ,the calculation result indicated that the method
was effective and reasonable ,and the conclusion was more actual .
Key words :evidence theory ;Hamming distance ;
p
ower system ;fault diagnosis
电力系统出现故障时会引起关联设备保护动
作 ,从而将故障点隔离 ,防止故障扩大 ,然后根据故
障状态与故障行为间的逻辑关系进行故障判断 ,启
动相应保护以保障电力系统安全运行 .一般而言 ,故
障诊断技术的时效性以故障信息的完整性 、准确性
及诊断技术自身的科学性为基础 .但是由于电力系
统结构及运行机制的复杂性与故障信息的多样性 ,
在实际的故障诊断中信息通常是不完备的 ,此时若
采用单一信息实现故障诊断功能 ,很可能会造成误
判 ,危害电力系统安全
[1]
.
在信息融合领域 ,近年来 D‐S 证据理论因其满
足更弱的公理体系越来越引起重视
[2‐4]
,相较于贝叶
斯方法 、神经网络法
[5‐7]
等 ,其不需要先验知识和学
习样本 ,所需信息较少 ,且能区分未知与不确定信
息 ,故在信息融合方面显示了强大的应用前景 .但是
随着应用的广泛与研究的深入 ,证据理论自身的一
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