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1. 环境类型 环境类型分为封闭式环境和开放式环境,封闭环境或闭合系统,指不与外界有任何物质交换,不受任何外力控制或影响的系统。如一个核电厂的整个运行监控系统,其特点是:观察对象固定,对象的特征与对象间关系稳定且可枚举,此类环境的态势感知相对容易。 开放式环境如战场、互联网等,其特点是:环境中的对象类型、特征均可能发生变化,环境无边界或者边界模糊。为了简化,这类环境的感知模型会将对象进行粗略的分类,从而使对象类型固定。信息时代,这类环境更为常见,由于环境复杂度高,对态势感知技术的需求也更为迫切。 2. 应用类型 应用类型主要有3 个:环境管理、安全监测与工业控制,不同类型间的区别在于感知的目的不同,而这主要体现在感知过程的不同。 环境管理,如观察某一区域的车辆通行情况,观察记录某地气象走势等。通过记录、统计、分析,为将来的设计提供决策等。 安全监测,这包括对环境中异常的检测,攻击的识别,威胁的评估,主要目的是宏观的安全管理。 工业控制包括对工业生产环境的过程控制,主要目的是确保工业生产活动的安全、质量、效率等。 以上应用类型的不同主要体现在态势感知过程的不同上,总结如表2 所示。
3. 方法类型 方法类型主要有:因果关联分析、事件统计及本体模型3 类。 因果关联分析是通过分析环境中发生事件的因果关系,来理解、确定或预测环境的状态。具体来说,环境信息通过基于因果关系的感知模型,映射为环境的状态,这类方法适用于环境中的对象及其行为之间存在因果关系的场合。 事件统计是指按照事件发生的统计结果来评估环境状态,这类技术通常需要使用基于训练数据的机器学习方法,学习的目标是建立特定事件模式与环境知识状态之间的映射关系,新的事件通过这种映射关系的映射形成对环境态势的感知,这类方法适用于具备质量较高的环境事件统计数据的场合。 本体模型是通过对环境本身时空特性的分析,归纳并推断当前及未来的态势。例如,通过分析一个网络中服务的漏洞情况来判断未来网络的安全态势,通过分析一个区域的安保设施维护情况来推断这个区域的安全风险等。 各种态势感知技术的特点总结如表3 所示。
4. 模型分类 可以根据有无反馈,有无决策目标,有无人为因素来划分。需要注意,有时这些因素之间是相关的,如有决策目标的模型,为了提高模型的准确度,往往需要通过评估决策的效果并通过反馈修正模型;而具有多元决策目标的评估模型,由于决策过程的复杂性,往往需要加入人为干涉来调整感知模型。 除此以外,模型分类还可以基于以下特征:数据源(单一、多源、多源异构)、模型特点(基础模型、融合模型、领域模型)、所用方法(概率统计、关联分析)等。 综上所述,总结有代表性的模型如表4 所示。
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