一种航空发动机连续数据的粗糙集离散化方法

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1、第42卷第2期2012年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．2Mar．2012一种航空发动机连续数据的粗糙集离散化方法孙涛1，王永华1，蒋科艺1，何勇2，李冠军3(1．海军航空工程学院飞行器工程系，山东烟台264001；2．海军驻常州地区航空军事代表室，江苏常州213022；3．东海舰队19分队，浙江宁波315122)摘要：针对传统粗糙集属性离散化方法存在离散化区间会破坏数据实际含义的问题，结合连续属性的领域知识，提出了一种基于信息熵的粗糙集属性离散化方法。利用航空发动机的滑油光谱分析数据对其进

2、行了验证，结果表明其能够在保持决策表相容关系的前提下，获得具有较好实际意义的离散化区间。关键词：航空发动机；粗糙集；离散中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1671．654X(2012)02．0013．03AMethodofAeroengineContinuousDataDiscretizationBasedonRoughSetTheorySUNTa01，WANGYong．hual，JIANGKe—yil，HEYon92，LIGuan—jan3(1．DepartmentofAircraftEngineering，NavalAeronautic

3、alandAstronauticalUniversity，Yantai264001，China；2．AeronauticalMilitaryRepresentatives锄‰ofNavy，Changzhou213022，China；3．The19Division，NavyEastChinaSeaFleet，Ningbo315122，China)Abstract：Aimingattheproblemoftraditionaldatadiscretizationmethodbasedroughset，anovelmethodofdatadiscretiza

4、tion，basedonroughset，isputforward，whichisbasedondiscretizationknowledgeofat·tributesandinformationentropy．Aeroenginespectrometricoilanalysisdataisusedtoverifythemethod．Theresultprovesthatthemethodcanmaintainthecompatibilityrelationofdecisiontableandgetdiscreteintervalswithactual

5、meanings．Keywords：aeroengine；roughset；discretization引言粗糙集作为一种能从客观数据中提取知识的软计算方法⋯，目前已在特征提取、数据挖掘、决策支持等多个领域得到了广泛应用。利用粗糙集方法对航空发动机监测数据进行数据挖掘时，首先需要将航空发动机的连续型参数离散化。目前基于粗糙集理论的连续属性离散化方法研究较多(在粗糙集理论中参数称为属性)，具体可参见文献[2—10]。这些方法中最为常用的是精确离散化方法，即在操作属性的取值范围内产生一系列候选断点，并根据一定的准则从中选取结果断点，再依据结果断点对原始数据

6、进行离散。在大多数精确离散化方法中，候选断点一般是在属性值排序的基础上，取相邻两属性值的中点作为候选断点，如文献[4]和文献[8]中介绍的方法。这种做法有时会破坏连续型数据所具有的实际意义。如在某型航空发动机滑油光谱分析数据中，Fe元素的警告值是7ppm，异常值为10ppm。假设历次光谱分析后，Fe元素的含量有三个取值：5ppm、8ppm和llppm。以相邻属性值的中点作为断点，可得断点为6．5ppm和9．5ppm，则对于离散化区间[6．5，9．5]来说，Fe元素含量为6．7ppm和8ppm时，两个数值会被离散为同一数值，这显然是不合理的。另外一种连续

7、数据离散化方法是由领域专家根据数据的领域知识进行离散化，如领域专家根据发动机振动量的大小，结合经验将其划分为“振动正常”、“振动大”、“振动剧烈”等多个离散化概念，每种离散概念对应相应的离散化区间。但对于航空发动机的连续数据离散化来说，领域知识相对离散化的需求来说通常是不足的，换言之，我们有时只知道正常数据的取值范围，而缺少对其余数据进行离散划分的知识。针对以上两种离散化方法各自存在的不足，本文收稿日期：2010—09一01修订日期：2012—03—02基金项目：国家自然科学基金(青年基金)项目资1功(61102167)，航空科学基金与航空电子系统综合

8、技术国防科技重点实验室联合基金项目资助(20095584006)作者简介：孙涛(1979一)，