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基于信息融合的转基因食品安全评估

作　者: 柴记娥
导　师: 邓勇
学　校: 上海交通大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 转基因食品风险评估等级全息建模信息融合证据理论层次分析法
分类号: TS201.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

转基因食品自问世以来,全球约有2亿多人食用过数千种转基因食品。转基因技术作为一项新兴的技术,其食品的食用安全问题受到各界人士的广泛关注。有试验表明,部分动物食用转基因食品后,会出现各类异常情况甚至是死亡,转基因食品是否对人体有害成为学术界讨论的热点问题。目前,关于转基因食品安全的研究很多,这些研究多是以某一角度作为切入点来评估转基因食品的食用安全,尚未针对转基因食品的多因素特点建立基于信息融合的综合分析平台。因此,建立一个有效融合多属性信息的智能评估平台对我国转基因食品的发展具有重要的现实意义和理论价值。转基因食品安全评估系统是一个复杂的系统,涉及诸多因素,既有能统计到具体数值的定量数据,又有模糊语言组成的定性指标,各个因素对整体安全评估系统的影响程度有大小之分。本文针对转基因食品的安全评估过程中的诸多问题进行了探讨,引入等级全息建模方法(HHM)、层次分析法(AHP)与证据理论相结合的方法建立多属性信息融合决策模型,并开发了针对转基因食品食用安全的智能评估平台,具体研究内容如下:(1)建立转基因食品安全评估模型。转基因食品的安全问题涉及到很多方面的影响因素,本文将这些影响因素称为影响指标,各影响指标的选取是通过大量的文献调研和与转基因食品安全研究的专家协商而确定的。文中将影响指标分为几大类一级指标,再将一级指标细分为多个二级指标,部分二级指标包含有三级指标。这些指标包括以统计数据出现的定量指标和以专家的模糊语言判断为依据的定性指标。不同层级的指标构成了转基因食品安全评估模型的框架。(2)运用AHP方法计算每一层级指标的权重。AHP方法是一种根据相对重要性的比例标度计算出每个影响指标权重的方法。将转基因食品安全评估模型拆分为多个递阶层次结构,请专家给出每一递阶层次结构指标的相对重要程度,得到判断矩阵,求出判断矩阵的特征向量、权重向量和一致性指标CR值。当CR值满足一致性判断条件时即可得出给递阶层次结构的各个指标的权重值。(3)研究将定性指标和定量指标转化为基本概率指派函数(BPA)的方法。对定性指标,请相关领域专家给出指标的安全等级并给出确信度,从而得到BPA函数;而对于定量指标,利用已有的统计数据样本,将数据划分为多个区域,每个区域分别对应转基因食品的某个安全等级。对某个具体数据,将其与划分区域的分界点进行比较,得到该数据所在区域,从而得到其安全等级,并给出安全等级的BPA函数值。(4)在承认证据有冲突的基础上,比较前人对冲突证据处理方法的优劣性,本文采用邓勇提出的加权融合算法对冲突证据进行融合,得到最终BPA函数。BPA函数值最大者对应焦元即为安全等级,BPA函数的最大值即为确信度。(5)使用Matlab设计评估界面,并编程实现转基因食品安全评估系统的软件开发。该系统可实现对不同年份不同地区的各类转基因作物食用安全的综合评估,也可实现对转基因评估系统的各级指标的安全等级评估。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT（英文摘要）  5-9
主要符号对照表  9-10
第一章绪论  10-22
  1.1 引言  10-11
  1.2 信息融合技术  11-16
    1.2.1 信息融合技术的发展  11-12
    1.2.2 信息融合的关键技术和算法  12-13
    1.2.3 信息融合技术的应用  13-15
    1.2.4 证据理论在信息融合中的应用  15-16
  1.3 转基因食品  16-20
    1.3.1 转基因作物的发展现状与趋势  17-18
    1.3.2 转基因作物的分类  18-19
    1.3.3 转基因食品的安全问题  19-20
  1.4 论文安排  20-22
第二章相关理论概述  22-30
  2.1 等级全息建模方法（HHM）  22-23
  2.2 模糊数的基本概念及其运算规则  23-25
    2.2.1 模糊数的基本概念  23-24
    2.2.2 模糊数的运算规则  24-25
  2.3 D-S证据理论概述  25-27
    2.3.1 D-S 证据理论基本概念  25-26
    2.3.2 D-S 证据理论合成规则  26-27
  2.4 层次分析法（AHP）概述  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章转基因食品的安全评估  30-66
  3.1 转基因食品安全评估模型的建立  31-38
    3.1.1 转基因食品安全评价原则  31
    3.1.2 转基因食品安全评估指标的选取原则  31-32
    3.1.3 转基因食品安全评估的HHM模型  32-38
  3.2 各层级指标权重的确定  38-45
    3.2.1 一级指标权重的确定  38-40
    3.2.2 二级指标权重的确定  40-43
    3.2.3 三级指标权重的确定  43-45
  3.3 基本概率指派函数(BPA)的生成  45-49
    3.3.1 转基因食品安全等级的划分  45-46
    3.3.2 BPA的生成  46-49
  3.4 证据融合计算  49-51
    3.4.1 融合方法简介  49-50
    3.4.2 具体融合过程  50-51
  3.5 实例分析  51-65
    3.5.1 外源性毒害物质BPA的生成  52-55
    3.5.2 内源性毒害物质BPA的生成  55-56
    3.5.3 转基因食品特有安全影响因素BPA的生成  56-59
    3.5.4 国家政策BPA的生成  59-61
    3.5.5 技术方法BPA的生成  61-64
    3.5.6 最终融合决策结果  64-65
  3.6 本章小结  65-66
第四章转基因食品安全评估系统的设计及界面实现  66-81
  4.1 系统界面设计介绍  66
    4.1.1 系统界面设计特点  66
    4.1.2 系统界面设计内容  66
  4.2 系统操作流程  66-67
  4.3 系统使用说明及界面  67-77
    4.3.1 输入评估对象基本信息  67-69
    4.3.2 各影响指标的信息输入  69-76
    4.3.3 综合评定转基因食品安全等级  76-77
    4.3.4 提示窗口  77
  4.4 本章小结  77-81
第五章总结与展望  81-83
  5.1 主要研究内容  81-82
  5.2 研究展望  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
附录A 各二级指标、三级指标相对重要性专家评估表  88-92
附录B 转基因相关情况  92-94
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  94-96

基于信息融合的转基因食品安全评估

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