基于区间数理论的考场电磁环境评价

刘姗姗, 宋振明

(西南交通大学数学学院, 四川 成都 610031)

基于区间数理论的考场电磁环境评价

刘姗姗, 宋振明

(西南交通大学数学学院, 四川 成都 610031)

基于考场电磁环境评价指标值以区间数呈现, 建立了考场电磁环境综合评价模型.首先根据考场的特定环境及评价目的, 给出了评估指标体系, 又依据考场电磁环境的特性, 给出了考场电磁环境复杂度的等级划分标准, 在此基础上通过引入符合度, 建立了评价模型.

考场电磁环境; 综合评估; 区间数; 符合度

近年来, 随着现代通信技术的发展, 考试作弊现象越来越严重.因此, 为了能够更好地监测考场周边的电磁环境, 能够高效率地发现异常信号, 有效的了解及掌握当前电磁环境的状态, 所以对电磁环境进行分析, 自动监测和评估研究是必要的.

目前已提出了基于云模型[2]、基于模糊综合评价[3]、基于语言决策模型[4]等电磁环境评价模型.文献[2]提出了基于云模型的电磁环境复杂度评估方法.由于影响考场电磁环境的因素很多, 且监测到的数据存在一些误差,所以利用区间数来评价是合理的.

1 考场电磁环境评价

1.1 评价指标体系

由于影响电磁环境的因素很多, 没有统一的标准, 但总的来说要按四域表示法来建立电磁环境评价指标体系.则指标的选取, 既要从整体和局部这两个方面共同选取指标来描述复杂电磁环境的复杂程度, 同时也要充分考虑到选取指标的可操作性.对于考场电磁环境的评价来说, 主要是对作弊信号以外的电磁环境进行评价,所以参考已有的电磁环境评价理论和方法, 提取了四个影响电磁环境评价的特性指标, 即: 无线电信号强度, 频率占用度, 信道占用度, 无线电信号类型与样式.

下面分别进行详细介绍:

1)无线电信号强度(u1)

2)频率占用度[4,18,19](u2)

频段占用度或称频率占用度: 是指在某一给定频段内, 已占用的频点数与总的频点数之比:

其中,OEn是占用频点数;FSn为总的频点数.

3)信道占用度[4][18][19](u3)

因信道状态是随机的, 所以不能确定任意给定时刻的状态, 但是信道状态却可用概率来表示, 即信道占用度.

信道占用度, 是指在一段连续时间内, 利用监测设备对特定的信道进行测量, 用信号大于某一门限电平值的时间与总监测时间的百分比.

4)无线电信号类型与样式[3](u4)

无线电信号类型与样式是指考场电磁环境中工作频段范围内的辐射源发射各种无线电信号的种类及其样式.其大小反映了考场电磁环境的电磁信号的复杂程度.

1.2 指标权重及评价指标的确定

在考场电磁环境评价的指标体系中, 各评估指标的属性不尽相同.为消除指标值的量纲影响, 统一各指标的变化范围, 对指标值必须进行标准化处理.

正值标:

逆指标:

1.3 评价标准的确定

评价集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合, 用V表示, 在考场电磁环境评价中,取评价集合为V={简单|一级, 轻度|二级, 一般|三级, 中度|四级, 重度|五级}.

评价等级 简单 轻度 一般 中度 重度一级 二级 三级 四级 五级区间界定 [0, 0.2][0.2, 0.4][0.4, 0.6][0.6, 0.8][0.8, 1]

1.4 基于区间数理论的考场电磁环境综合评价

步骤3.确定评价区间.

1.5 利用区间符合度确定综合评价区间的等级

为了确定最终综合评价区间的等级, 本文引入了区间理论中的可能度和符合度的概念, 通过计算评价区间与评价集中的五个评价等级区间标准的符合度, 与其最相符的等级水平就是所求的评价结果.

定义: 设区间数a= [a-,a+]和b= [b-,b+], 记la=a+-a-,lb=b+-b-, 则a£b的可能度公式为:

设Xi=[Xi-,Xi+]是评价等级vi对应的等级标准区间数, 则R与vi的符合度计算步骤如下:

1)根据公式(1)计算两个可能度

2)计算R与vi的符合度fi为

依照上式分别计算出最终综合评价区间与五个评价等级的符合度 {f1,f2,L ,f5}, 确定符合度的最大值,即对应该评价区间的等级:

若最大值为fi, 则相对应的等级为第i等级.

2 算例

本文以某个考场为例, 其对讲机(220～240MHz)频率内监测到数据为例.由于u4> 是作为实际评估过程中分析评价结果而提出的, 则剩余三个指标的等级界限如表2, 表3, 表4所示.

表1 场强划分标准

表2 频段占用度划分标准

表3 频点占用度划分标准

3 结论

由于监测的数据往往随时间是有变化的, 将一段时间内获取的数据统一为区间数表示相对比较恰当, 因此建立区间数综合评价模型对考场电磁环境进行评价是可行的.

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Electromagnetic environment evaluation of examination rooms based on the interval number theory

LIU Shan-shan, SONG Zhen-ming
(School of Mathematics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, P.R.C.)

Based on the electromagnetic environment evaluation indexes of examination rooms with interval Numbers, the examination electromagnetic environment comprehensive evaluation model is established.First of all, according to the test of specific environment and evaluation purpose, evaluation index system is given, and according to the examination room electromagnetic environment characteristics, the examination standard of electromagnetic environment complexity hierarchy is given, and on this basis, through the introduction of compliance, evaluation model is established.

examination electromagnetic environment; integrated assessment; interval number; compliance

O212

A

1003-4271(2014)02-0240-04

10.3969/j.issn.1003-4271.2014.02.14

2013-11-08

刘姗姗(1987-), 女, 河南许昌人, 硕士生, 研究方向为智能信息处理; 宋振明(1960-), 男, 西南交通大学教授, 硕士生导师.

国家自然科学基金资助项目(61175055); 工业和信息化部无线电管理局项目: 无线电监测网络系统研发(Grant NO.[2011]146); 四川省科技支撑计划: 无线电智能监测网络系统(Grant NO.[2011]FZ0051).