韓 琦,李為民,羅 驍
(1.空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院,西安 710051;2.國防大學(xué)聯(lián)合作戰(zhàn)學(xué)院,石家莊 050000)
直覺模糊集(Intuitionistic Fuzzy Sets,IFSs)最初由著名學(xué)者K.Atanassov[1]于1986 年提出。作為近年來新興的研究領(lǐng)域,其理論和應(yīng)用研究受到國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注,成為當前研究的一個熱點領(lǐng)域,發(fā)展很快,是Zadeh 模糊集理論最有影響力的一種擴展和發(fā)展。
直覺模糊集相似度,直覺模糊距離,直覺模糊熵等作為直覺模糊集之間的度量方式,是直覺模糊聚類分析,直覺模糊推理與應(yīng)用,直覺模糊多屬性決策等應(yīng)用的基礎(chǔ)。Chen[2],Eulalia Szmidt[3]等提出了直覺模糊集間的相似度距離在直覺模糊集之間的度量及應(yīng)用;Hung[4]等研究了基于Hausdorff 距離的直覺模糊相似度;Zeshui Xu[5]研究了直覺模糊相似度及在多屬性決策上的應(yīng)用。除了以上研究,現(xiàn)存方法還有很多,它們各有側(cè)重點,且滿足絕大部分直覺模糊相似度的條件,但這些方法幾乎都會在某些應(yīng)用情況下出現(xiàn)反例。
本文針對直覺模糊集產(chǎn)生信息的“波動性”和“不確定性”特點,對直覺模糊相似度進行了補充拓展定義,并基于此給出了直覺模糊相似度的計算公式。給出的計算方法克服了現(xiàn)存方法存在的典型反例,從而驗證了本文方法的可靠性和有效性。
文獻[14]總結(jié)了以往文獻中出現(xiàn)的反例,并建立了由不同單元素直覺模糊集構(gòu)成的人工測試框架,用以測試直覺模糊相似性測度和距離。雖然這個集合不能覆蓋所有的反例,但它們具有代表性。為了進一步說明所提直覺模糊相似度的有效性,本文利用測試框架中所有的IFSs 對本文所提方法和Hong 等所提方法進行比較。為了反映出直覺模糊集的特點,還在測試集中加入了一組新的單元素IFSs,擴展的人工框架測試集如表1 所示。
表1 測試的IFSs
從表2 中可以看出本文所提方法在測試集下的結(jié)果不存在反例。事實上目前絕大多數(shù)方法都存在反例,可能導(dǎo)致一些應(yīng)用情況下無法有效區(qū)分直覺模糊集之間的差異。
表2 相似度之間的比較(加粗斜體為反例)
之所以直覺模糊集比傳統(tǒng)模糊集能夠更加有效地描述不確定信息,是因為其引入了直覺指數(shù)來刻畫“亦此亦彼”的狀態(tài)。在這個例子中,因為直覺指數(shù)自身包括不具體的信息即Atanassov 算子不確定(直覺指數(shù)支持和反對的比重不確定),所以即使直覺模糊集數(shù)值相同,實質(zhì)上也無法確定直覺模糊集所表示的信息之間有沒有差異(即此時它們之間的相似度也不一定為1)。本文所提計算相似度的方法正是體現(xiàn)了直覺模糊集的這一特點,因而才能更有效地計算直覺模糊集之間的相似度。
針對直覺模糊集存在的信息波動性與不確定性因素,本文重新補充定義了直覺模糊相似度,并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的直覺模糊相似度公式,一方面盡可能避免反例出現(xiàn),另一方面能夠有效地體現(xiàn)直覺模糊集信息的波動性和“亦此亦彼”性。并在人工框架測試集中進行了驗證,說明了所提方法的有效性。