基于粗糙集的数据挖掘技术探索

粗糙集理论是处理不确定、不完整、不一致知识的数学工具，由Z. Pawlak于1982年提出，解决现实世界中的不确定性问题。该理论在数据挖掘、机器学习等领域广泛应用。不可区分关系是其核心概念之一，用于描述对象间的相似性。信息系统(I = (U, A, V, F))定义了论域、属性集合和属性值域之间的关系。上下近似集则描述了集合的不确定边界。

粗糙集与概念格作为知识发现和数据挖掘的有效工具，已在诸多领域展现出应用价值。本研究在对二者理论基础进行深入研究的基础上，提出了一种利用扩展粗糙集模型改进概念格近似性的方法。 该方法通过引入 β-多数蕴涵关系，实现了概念格外延的近似合并，并构建了近似概念格 (ACL)。在此基础上，进一步提出了概念格粗糙近似和规则挖掘算法 (LCRA)。UCI 机器学习数据库测试结果验证了该算法的可行性和有效性。

针对煤矿瓦斯灾害的特点，提出了利用粗糙集理论进行瓦斯灾害预测的方法。分析了瓦斯灾害的特征，并建立了相应的知识库。应用粗糙集理论构建了煤矿瓦斯灾害预测的数据挖掘模型，讨论了模型中的属性关系，并采用信息熵准则对预测方法进行了优化。通过实际案例验证了粗糙集理论在瓦斯灾害预测中的有效性和实用性。

自动电压控制 (AVC) 系统的参数设置通常缺乏依据且过程繁琐。为解决这一问题，该研究利用历史大数据，通过挖掘历史数据以指导系统关键参数的设置。 研究首先提出一种基于强化正域的属性综合约简策略，用于约简关联属性。然后，采用基于最优分类的属性变换策略将连续属性离散化，并提出一种基于数据预处理的集合近似匹配策略，用于计算不同曲线间的相似度。最后，研究构建了一个基于粗糙集的AVC系统关键参数辨识框架，用于挖掘历史大数据。 基于真实电网数据进行的算例分析表明，该辨识框架能够自动生成合理的参数设置结果。实际应用结果表明，与传统方法相比，基于历史数据挖掘结果的控制效果更佳。

该方法利用粗糙集理论处理不确定信息，通过计算条件信息熵来量化属性重要性，进而确定权重。

本调研分析了粗糙集理论中属性约简的方法，为大学生理解这一概念提供了指南。

利用粗糙集理论构建供应链绩效改进决策模型，包括指标约简方法和指标权重计算模型。结合制造业案例，通过平衡记分卡指标体系约简，建立决策模型，确定客观权重，分析结果并提出绩效改进建议。

数据挖掘是人工智能领域中知识发现的关键环节，其中分类占据主要地位。ID3 算法作为经典的决策树分类算法，在数据挖掘中得到广泛应用，但其抗噪声能力较弱。本研究结合分类和粗糙集理论，将可变精度粗糙集理论应用于属性信息熵计算，通过设定阈值放宽属性选择条件，对 ID3 算法进行改进。改进后的 VPID3 算法能够有效降低噪声对分类的干扰，提升含噪声数据的分类精度。此外，本研究还基于 VPID3 算法设计并实现了一个分类器，通过实验验证了该算法的性能。

道路运输管理信息数据常存在不一致、不精确和不完整等问题。为此，本研究结合粗糙集理论的系统归纳思想和属性约简方法，提出了一种将粗糙集分析与经典关联规则相结合的数据挖掘方法。 该方法利用粗糙集分析规则条数与支持度、置信度之间的关系，并通过道路运输管理的实际案例验证了其科学性和有效性。结果表明，该方法能够有效解决道路运输管理的实际问题，并在所选案例中实现了约简 33.3% 条件属性的优化效果。