[发明专利]用于群体安全行为定性模拟算法的过滤方法、系统及应用

说明书

本发明属于群体安全行为定性模拟技术领域，公开了一种用于群体安全行为定性模拟算法的过滤方法、系统及应用，量化系统状态变量，把系统状态变量的变化强度拆分成变化方向和变化时间，把原本的系统状态变量S_i＝qval_si,qdir_i＞转化为S_i＝qval_si,qdir_i’,qdt_i＞，将图形符号映射成数值；计算社会场，计算当前状态第i种状态组合的系统状态变量与初始状态的社会场变化量SFs_i，并计算最小变化量min{SFs_i}，筛选出最合理的状态组合；变量还原，计算得出的最合理的状态组合，按拆分规则逆向推算，获得过滤后的模拟结果。本发明提高了过滤结果的精确性；过滤结果的精确性决定着群体安全行为模拟结果的可靠性；提高了过滤效率，缩短过滤过程的计算时间。

技术领域

本发明属于群体安全行为定性模拟技术领域，尤其涉及一种用于群体安全行为定性模拟算法的过滤方法、系统及应用。

背景技术

目前：定性模拟算法(QSIM算法)能够充分发挥计算机技术的优势，高效地模拟大量行为数据，在国内学者的群体安全行为定性模拟研究中发挥了巨大的作用。定性模拟算法主要环节包括变量设置、模拟规则设置、模拟过滤、模拟结果分析等步骤。①变量设置：QSIM算法在进行常规模拟时，通常将变量根据需求进行分类。在职工群体安全行为分析中，将变量分为管理决策变量、环境变量和系统状态变量三类。管理决策变量用来描述群体中管理因素的影响，环境变量用来描述群体所处的环境变化，系统状态变量则用于描述群体内部行为特征的变化。对于管理决策变量M_i＝qvalm_i和群体环境变量E_i＝qvale_i，两者均属于外部因素，分别用qvalm_i、qvale_i表示管理决策变量、环境变量对群体安全行为影响的强度，qvalm_i＝{0,1,2}，qvale_i＝{0,1,2}，对应的定性描述分别为“无影响”、“低影响”、“高影响”；管理决策变量和群体环境变量对系统状态变量的作用方向则根据具体的状态转换规则表予以确定。系统状态变量为群体内部的状态，是模型分析的主要因素，其取值不仅包括定性值，还包括状态变化强度，因此用二元组S_i＝qvals_i,qdir_i的形式表述。qvals_i＝{1,2,3,4,5}，其对应的定性描述分别为“很低”、“低”、“一般”、“高”和“很高”；qdir_i＝{↓,↘,→,↗,↑}，分别表示“强减”、“弱减”、“不变”、“弱加”、“强加”。②模拟规则设置：模拟规则是顺利开展群体安全行为定性模拟的约束条例，是获取可靠模拟结果的重要指导方针，主要规则如下。规则1，管理决策变量根据领导风格和决策内容确定，环境变量则由群体所处的内外环境而定。由于群体安全行为具有不确定性，为了模拟这种不确定性，按照合理比例使用随机数作为不确定因素的干扰。规则2，系统状态变量的定性值只能依序变化，不可跃变，而变化强度却可以根据转换规则发生跃变。例如，系统状态变量中的群体安全行为初始状态是(2，→)，状态转换后，定性值的可能取值只能是“1”、“2”或者“3”；变化强度却可以从“→”变成“↗”、“↘”或“↓”、“↑”。规则3，受单一因素作用的系统状态变量，如果该因素是管理决策或群体环境变量，则将其定性值转换为综合作用；如果该因素为系统状态变量，则直接提取变化强度作为该系统状态变量所受的综合作用。然后，将该变量的定性值及变化强度带入通用转换规则表推导后续状态。规则4，受多个因素作用的系统状态变量，要根据每个变量所属的状态转换规则计算该变量可能受到的综合作用。然后，按照该变量的定性值、变化强度和综合作用，在通用转换规则表中推导出可能的状态。规则5，规则3和规则4中，若出现多种可能状态，则使用过滤算法，选择实际中最有可能出现的状态。③模拟过滤：每一轮模拟包括若干次，每一次模拟包含若干个阶段。每个模拟阶段代表着系统状态变量标志性变化的时间节段，所有时间节段依序排列，组成了每次模拟；通过多次模拟选取最佳模拟结果作为模拟的最终结果。如上述模拟规则所述，在每个阶段的状态转换过程中，可能会产生多种可能的组合，这些组合中只有一种组合是符合实际情况的，而其他不符合实际情况的组合则应该过滤掉。因此，过滤过程成为提高定性模拟可靠性的重要环节。在实际应用中，根据不同的模拟对象，往往需要对QSIM的过滤方法进行改进，或者集成其他合理方法。④模拟结果：群体安全行为模拟是在定性模拟的基础上，尽量使用定量的分析方法对模拟结果进行分析，观察、总结其演变过程及规律。模拟结果分析方法用于分析管理决策和环境变量的实际平均值、系统状态变量定性值所占百分比、系统状态变量在模拟过程中的变化趋势和各要素对群体安全行为水平的影响程度。由模拟规则中的规则1可知，管理决策和环境变量在模拟中会加入随机数，它们模拟后的实际平均值反映了其偏离初始值的程度；系统状态变量的分析内容以汇总表、柱状图、饼状图、变化趋势图等形式展现。