基于模糊信息聚類的應急管理資源調度模型

李云鋒， 鄭勇平， 劉 洋

(1 武警警官學院， 成都 610213； 2 海軍工程大學， 武漢 430033)

0 引 言

隨著應急管理資源信息化建設的發展，需要建立應急管理資源調度模型，結合多源信息資源分布式挖掘和信息融合聚類分析的方法，進行應急管理資源調度，建立應急管理資源的信息融合模型，采用大數據挖掘方法，進行應急管理資源的挖掘和輸出均衡配置[1]。在進行應急管理資源調度過程中，受到信息擁堵和配置路徑的差異性，導致應急管理資源調度出現沖突，需要進行應急管理資源調度和防沖突設計，提高應急管理資源調度的效率，降低應急管理資源擁堵的風險，提高應急管理資源調度的安全性，相關的應急管理資源調度模型研究受到人們的極大關注[2]。本文提出基于模糊信息聚類的應急管理資源調度方法。首先構造應急管理資源信息疏導模型，采用物理空間資源均衡配置方法進行應急管理資源的均衡配置，進行應急管理資源調度的模糊信息聚類，然后通過模糊關聯信息熵的分布式屬性，實現應急管理資源調度。最后進行仿真測試分析，展示了本文方法在提高應急管理資源調度能力方面的優越性能。

1 應急管理資源結構和均衡配置

1.1 應急管理資源結構

為了實現應急管理資源調度，結合模糊特征聚類分析方法進行應急管理資源的疏導控制和信息聚類分析，實現對應急管理資源信息處理，構造應急管理資源信息疏導模型，采用物理空間資源均衡配置方法進行應急管理資源的均衡配置[3]，采用關聯聯合概率分析方法，得到應急管理資源信息可靠性分布的概率密度函數為p(vi,ej)，結合應急管理資源調度信息的融合調度方法，得到應急管理資源訪問信息的特征分布序列(vk-1,ek-1)T是獨立的，應急管理資源調度的模糊關聯規則集為：

p(xk|Xk-1,Yk-1)=p(xk|xk-1,yk-1),

(1)

p(yk|Xk,Yk-1)=p(yk|xk),

(2)

采用空間特征信息聚類分析方法，建立應急管理資源調度的統計分析模型，描述為：

p(vk-1,ek-1)=p(vk-1|ek-1)p(ek-1),

(3)

建立應急管理資源的分布式結構模型，采用聯合特征演化分析方法[4]，得到資源調度的聯合特征分布變量為ωk，即:

(4)

ωk∈Rd(d=nv+ne),

(5)

則應急管理資源調度的模糊加權系數為ωk，表示為一個均值為uk，方差為Σk的標準正態分布，對第m點處采集的應急管理資源信息進行模糊性檢測，得到應急管理資源調度的演化特征分布集為：

ωk～N(uk,Σk),

(6)

式中,

uk=[uTv,k,uTe,k]T,

(7)

(8)

綜上分析，建立應急管理資源調度的空間信息聚類分析模型，結合可靠性檢測方法，進行資源調度[5]。

1.2 應急管理資源均衡配置

采用物理空間資源均衡配置方法進行應急管理資源的均衡配置，結合模糊關聯信息熵特征提取方法進行應急管理資源信息特征挖掘[6]，得到應急管理資源調度的控制約束參量θk=(uk,Σk)，采用似然估計的方法，建立應急管理資源調度的信息熵提取模型，得到信息熵特征滿足：

(uk,Σk)～NiW(vk,Vk),

(9)

式中,

(10)

式中,iW(.)表示應急管理資源調度的疏導狀態特征量；參量vk和Vk表示統計特性通過挖掘應急管理資源集的屬性特征，實現應急管理資源模糊特征檢測，得到應急管理資源調度特征分布為：

(11)

(12)

(13)

Λk=Vωkωk,k-V1ωk,kV-111,kVωk1,k，

(14)

式中，Vωkωk,k是Vk的d×d維子矩陣塊，根據應急管理資源數據的分布特性，得到資源信息置換矩陣為Vk∈R(d+1)×(d+1)，采用空間演化聚類分析方法，得到模糊信息聚類的特征分布值滿足(uk,Σk)，空間信息聚類的聯合特征分布集為：

(15)

式中，c是空間聚類的維數，ωk為應急管理資源均衡配置模型，表示為：

(16)

2 應急管理資源調度處理優化

2.1 應急管理資源調度模糊關聯信息熵特征提取

構造應急管理資源信息疏導模型，采用物理空間資源均衡配置方法進行應急管理資源的均衡配置[8]，則應急管理資源調度的特征分解模型為：

(17)

采用統計信息分析方法，建立應急管理資源挖掘的模糊特征分布集，得到：

(18)

其中，

(19)

(20)

(21)

式中，NB為資源分布回歸分析特征量，結合模糊度尋優方法，得到應急管理資源分布集滿足條件概率密度函數p(ek|vk)，資源調度的疏導模型可以表示為：

(22)

(23)

(24)

(25)

采用模糊信息聚類方法，進行應急管理資源的信息聚類，模糊關聯信息熵可以表示為：

p(θk|Xk,Yk)=p(θk|ωk)=NiW(vk,Vk),

(26)

式中：

(27)

vk=λvk-1+1,

(28)

采用模糊關聯信息熵特征提取方法，得到應急管理資源調度的對象集為：

(29)

采用相空間結構重組和平均互信息融合方法，進行應急管理資源調度的模糊信息聚類[9]。

2.2 應急管理資源調度均衡處理

采用相空間結構重組和平均互信息融合方法，進行應急管理資源調度的模糊信息聚類，通過模糊關聯信息熵的分布式屬性挖掘結果，得到應急管理資源調度的置換函數：

Tk(xk)=p(θk|xk,Yk),

(30)

則有：

(31)

通過模糊信息聚類分析，得到資源調度的自適應控制模型為：

(32)

式中,

(33)

v(ij)k=λv(j)k-1+1,

(34)

(35)

根據上述模型構造和數據分析，結合模糊信息聚類分析方法，實現應急管理資源調度優化[10]。

3 實驗測試分析

為了驗證本文方法在實現應急管理資源調度的應用性能，進行仿真實驗分析，實驗的算法采用Matlab設計，應急管理資源信息采樣的節點數為800，資源數據的樣本分布規模為1 024，信息聚類的空間維數為12，測試集規模為30，應急管理資源的屬性類別數為8，訪問延遲率設定為0.34，根據上述參數設定，進行應急管理資源調度仿真分析，得到采集的應急管理資源數據樣本如圖1所示。

圖1 應急管理資源數據樣本

以圖1的應急管理資源數據樣本為研究對象，進行應急管理資源調度處理，得到應急管理資源數據樣本模糊聚類結果如圖2所示。

分析圖2得知，本文方法能有效實現應急管理資源調度，應急管理資源信息的聚類性較好，說明均衡配置能力較強，測試應急管理資源調度的輪數，得到對比結果如圖3所示。

分析上述仿真結果得知，本文方法能有效降低資源調度信息擁堵風險，應急管理資源調度沖突出現的輪數減小，提高了應急管理資源的均衡性和安全性。

圖2 應急管理資源信息聚類結果

Fig. 2 Clustering results of emergency management resource information

圖3 應急管理資源調度的輪數對比

Fig. 3 Comparison of the number of rounds of emergency management resource scheduling

4 結束語

進行應急管理資源調度和防沖突設計，提高應急管理資源調度的效率，降低應急管理資源擁堵的風險，本文提出基于模糊信息聚類的應急管理資源調度方法。構造應急管理資源信息疏導模型，結合模糊關聯信息熵特征提取方法進行應急管理資源信息特征挖掘，提取應急管理資源信息的模糊關聯信息熵特征量，進行應急管理資源調度的模糊信息聚類，通過模糊關聯信息熵的分布式屬性，實現應急管理資源調度。研究得知，本文方法進行應急管理資源調度處理的均衡配置能力較好，降低了信息擁堵風險，應急管理資源調度沖突出現的輪數減小，提高了應急管理資源的均衡性和安全性，在應急資源管理中具有很好的應用價值。