按照《国家科学技术奖励工作办公室关于2019年度国家科学技术奖提名工作的通知》(国科奖字〔201841)的要求,现对2019年度国家科学技术奖提名项目不确定性知识的多粒度发现理论与方法 完成人:重庆邮电大学王国胤、浙江海洋大学吴伟志、河北师范大学米据生、西南交通大学李天瑞与重庆邮电大学于洪 )的有关信息进行公示,具体如下:

一、          项目名称:不确定性知识的多粒度发现理论与方法

二、提名单位及提名意见

重庆市

通讯地址

重庆市渝北区新溉大道2号生产力大厦1604

邮政编码

401147

熊新

联系电话

13996191687

电子邮箱

4699857@qq.com

   

023-67600060

提名意见:

该项目针对模糊集理论(不确定性知识的典型数学理论)的两个基本科学难题,即概念隶属度函数结构的选择和推理系统中关联结构的设置缺乏科学方法,基于粗糙集研究不确定性知识发现问题,建立了不确定性知识的多粒度发现理论与方法,具体包括:

1.首次发现粗糙集多粒度计算模型理论的代数形式与信息熵形式之间呈包含关系,推翻了学术界自1982年粗糙集理论提出后二十年来公认的二者之间等价这一经典理论,建立了不确定性知识的近似逼近理论;

2.首次提出不确定性知识表达的多粒度粗糙集计算模型,形式化刻画了人脑多粒度认知机理,揭示了信息熵在多粒度知识空间中的单调性演化规律,实现了复杂问题的多粒度求解,突破了传统数据挖掘仅能获取单粒度知识的局限;

3.首次建立不确定性知识近似逼近中特征选择的充分性判据和必要性判据,实现了最优多粒度特征选择这一NP-hard问题的近似求解;

4.创建数据特征驱动的自主式知识发现模型,通过不确定性知识的特征度量,实现了多源异构、海量动态数据的渐进式多粒度高效知识发现。

项目成果得到多国院士等知名专家的高度评价、引用和采用,在流程工业系统自动控制等典型复杂问题上取得突出应用效果,形成重要国际影响;曾获重庆市自然科学一等奖和吴文俊人工智能科技进步一等奖。第一完成人曾任国际粗糙集学会理事长,引领粗糙集和粒计算发展为信息技术和人工智能的重要分支,推动了学科方向发展。

提名该项目为国家自然科学奖    等奖。

三、项目简介

数据丰富与知识贫乏是信息时代人工智能研究中的一大突出矛盾问题。问数据要知识的数据挖掘与知识发现研究,逐渐成为最近三十年人工智能研究中的主要热点。不确定性知识发现是复杂数据知识发现这一困难任务的瓶颈科学问题。模糊数学是研究不确定性知识的典型数学理论,但存在两个基础难题:概念隶属度函数结构的选择和推理系统中关联结构的设置,缺乏科学方法。

项目组从上世纪九十年代就开始在国内开展粗糙集与粒计算研究,在科技部、国家自然科学基金委员会等部委17项国家级科研项目持续资助下,经过二十年不懈攻关,在不确定性知识的多粒度发现理论与方法上取得重要突破,为不确定性知识发现中的知识表达、特征度量、特征选择和知识学习奠定了理论基础。本项目的关键科学发现点为:

1.首次发现粗糙集多粒度计算模型理论的代数形式与信息熵形式之间呈包含关系,推翻了学术界自1982年粗糙集理论提出后二十年来公认的二者之间等价这一经典理论,建立了不确定性知识的近似逼近理论;

2.首次提出不确定性知识表达的多粒度粗糙集计算模型,形式化刻画了人脑多粒度认知机理,揭示了信息熵在多粒度知识空间中的单调性演化规律,实现了复杂问题的多粒度求解,突破了传统数据挖掘仅能获取单粒度知识的局限;

3.首次建立不确定性知识近似逼近中特征选择的充分性判据和必要性判据,实现了最优多粒度特征选择这一NP-hard问题的近似求解;

4.创建数据特征驱动的自主式知识发现模型,通过不确定性知识的特征度量,实现了多源异构、海量动态数据的渐进式多粒度高效知识发现。

该项目出版著作6部、国际会议文集24部,发表SCI论文175篇、EI论文427篇。8篇代表论文被加拿大皇家科学院W.Pedrycz院士(IEEE TSMC-Part A主编)欧洲科学院R.Slowiński院士(EJOR主编),印度科学院和印度工程院S. K. Pal院士(莲花士勋章得主、IEEETPAMI原副主编)韩国工程院J. Jeong院士,中国工程院杨善林院士,Vermont大学的X. Wu教授(IEEETKDE原主编)意大利计算机科学家E.Damiani教授(IFIP数据库工作组主席、IJET主编)30多个国家学者高度评价、引用和采用,SCI他引623次,他引共2705次。该项目成果被成功应用于解决遥感图像目标检测、DNA基因特征提取和流程工业系统自动控制等领域关键问题,部分成果曾获2010年度重庆市自然科学一等奖和2018年度吴文俊人工智能科学技术奖科技进步一等奖。项目完成人组织召开国际会议34次,应邀在国际会议上作特邀大会报告42次;第一完成人在粗糙集领域的学术影响力位列全球第三名(见客观评价)2003年牵头创建中国人工智能学会粗糙集与软计算专委会(任第一、二届主任,该专委会2018年更名为粒计算与知识发现专委会)2014年出任国际粗糙集学会理事长(担任过此学术职务的唯一中国大陆学者),形成重要国际影响。该项目成果及完成人引领粗糙集和粒计算发展成为了信息技术学科和人工智能领域的重要分支,有力推动了学科方向发展

四、客观评价

该项目代表论文256ESI高被引论文;代表论文8在《计算机学报》自1978年创刊以来的所有论文中被引频次排名第一(见检索报告);完成人1232014-2017年连续4年入选Elsevier中国高被引学者榜;部分成果获2010年度重庆市自然科学一等奖和2018年度吴文俊人工智能科学技术奖科技进步一等奖。

[1] 国际粗糙集学会时任秘书长Z. Suraj教授的论文Discovering Patterns of Collaboration in RoughSet Research: Statistical and Graph-Theoretical Approach, RSKT 2011238-247” 通过统计分析,发现完成人1的学术影响力位列全球粗糙集研究者的第三名。

[2]Vermont大学X. Wu教授(IEEE TKDE》原主编,AAAS/IEEE Fellow)在代表性引文1中,称代表性论文1出了一种基于条件熵的知识约简算法,采用完成人1提出的引理去证明新的定理,进而设计隐私保护数据挖掘算法。

注:参考文献[29][20]分别为代表性论文17

[3] 加拿大皇家科学院W. Pedrycz院士(IEEE TSMC-Part A》主编、《Information Sciences》主编、《IEEE TFS》副主编)在代表性引文2中,指出代表性论文1发现了粗糙集代数形式与信息熵形式的差异,利用完成人1提出的信息熵定理去证明新的结论,并且直接采用了完成人1证明的关于粗糙集性质的一系列定理。

注:参考文献Wang(2003)Wang(2002)为代表性论文18,参考文献Wang(2005)为完成人1的其他相关论文

[4] 美国LaSalle大学M.Tavana教授(NASASpace Act Award得主、《IJADS(国际应用决策科学学报)》等5个期刊主编)在代表性引文4中,称完成人4通过公理化和构造方法集成了二型区间模糊集和粗糙集,在数据挖掘领域得到有效应用。Tavana教授还将该项目其他完成人的一系列成果作为当前粗糙集理论的代表性成果,将该项目的3篇其他相关论文列入关于近似算子研究的15篇代表论文之中。

注:参考文献[186][302][299]分别为代表性论文257,参考文献[4-6,52,71,76,78,101,143,171,192,213-214,223-224,246-248,262,268,290]为该项目完成人的其他相关论文

[5]英国Ulster大学H. Wang教授(IEEE Trans. on Cybernetics》和《IJMLC(国际机器学习与控制学报)副主编)在代表性引文6中,称代表性论文8基于香农条件熵提出了知识约简的启发式算法,代表性论文57以及该项目完成人的一系列其他相关论文系统研究了动态数据中的增量式属性约简与规则知识获取问题。

注:参考文献[61][11][41]分别为代表性论文578,参考文献[7-8,15,35,63]为完成人14的其他相关论文

[6]加拿大Saint Mary大学P. Lingras教授在代表性引文7中,称完成人5系统地研究了决策理论框架下的软聚类问题,并称代表性论文6用决策粗糙集理论有效解决了层次聚类中最优类簇数的设定问题。

注:参考文献[59]为代表性论文6,参考文献[43,44,58]是完成人5的其他3篇相关论文

[7]澳大利亚Univ. ofAdelaideH. Shen教授(中组部千人计划专家)在代表性引文8中,称代表性论文7用特征关系增长方式,修正了不完备信息系统中概念近似的定义和计算方法,激发了他们团队研究动态不完备数据的特征选择问题。

注:参考文献[15]为代表性论文7

五、代表性论文专著目录

序号

论文专著

名称/刊名

/作者

年卷页码

xxxx

xx页)

发表时间(年月 日)

通讯作者(含共同)

第一作者(含共同)

国内作者

SCI

他引次数

他引总次数

论文署名单位是否包含国外单位

1

Rough reduction in algebra view and information view  /International Journal of Intelligent Systems/Guoyin Wang

200318679-688

200356

Guoyin Wang

Guoyin Wang

王国胤

39

182

2

An axiomatic characterization of a fuzzy generalization of rough  sets/ Information Sciences/ Ju-Sheng Mi, Wen-Xiu Zhang

2004160235-249

2004322

Ju-Sheng Mi

Ju-Sheng Mi

米据生,张文修

163

323

3

On generalized intuitionistic fuzzy rough approximation  operators/  Information Sciences/ Lei Zhou, Wei-Zhi Wu

20081782448-2465

200861

Wei-Zhi Wu

Lei Zhou

周磊,吴伟志

76

180

4

On characterization of intuitionistic fuzzy rough sets based on  intuitionistic fuzzy implicators /Information Sciences /Lei Zhou, Wei-Zhi Wu, Wen-Xiu Zhang

2009179883-898

2009315

Wei-Zhi Wu

Lei Zhou

周磊,吴伟志,张文修

60

157

5

A decision-theoretic rough set approach for dynamic data mining/ IEEE Transactions on Fuzzy Systems/  Hongmei Chen, Tianrui Li, Chuan Luo, Shi-Jinn Horng, Guoyin Wang

20152361958-1970

201512

Tianrui Li

Hongmei Chen

陈红梅,李天瑞,罗川,洪西进,王国胤

31

66

6

An automatic method to determine the number of clusters using  decision-theoretic rough set/ International Journal of Approximate Reasoning/  Hong Yu, Zhanguo Liu, Guoyin Wang

201455 101-115

20141

Hong Yu

Hong Yu

于洪,刘占国,王国胤

62

134

7

A rough sets based characteristic relation approach for dynamic  attribute generalization in data mining/ Knowledge-Based Systems/ Tianrui Li,  Da Ruan, Wets Geert, Jing Song, Yang Xu

200720485-494

20076

Tianrui Li

Tianrui Li

李天瑞,宋晶,徐扬

83

181

8

基于条件信息熵的决策表约简/计算机学报/王国胤;于洪;杨大春

2002257759-766

2002712

王国胤

王国胤

王国胤,于洪,杨大春

109

1372

合计

623

2595


六、主要完成人情况

   

王国胤

性别

排名

1

技术职称

教授

工作单位

重庆邮电大学

行政职务

研究生院院长

完成单位

重庆邮电大学

 

重庆

单位性质

大专院校

对本项目主要学术贡献:

发现了集合代数形式粗糙集和信息熵形式粗糙集之间的包含关系,提出了高效的粗糙集知识约简启发式算法;建立了不确定性知识的粗糙集近似逼近理论;提出了多粒度模糊商空间知识表示模型;提出了数据特征驱动的知识发现理论模型和渐进式知识发现方法。

对本项目重要科学发现中的第1234点做出了创新性贡献,是第1568篇代表性论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的90%

   

吴伟志

性别

排名

2

技术职称

教授

工作单位

浙江海洋大学

行政职务

数理与信息学院院长

完成单位

浙江海洋大学

 

浙江

单位性质

大专院校

对本项目主要学术贡献:

建立不确定性知识近似逼近中特征选择的充分性判据和必要性判据;发现了粗糙集理论下、上近似算子与Dempster-Shafer证据理论中信任函数与似然函数的对应关系;构建了模糊粗糙近似算子的拓扑结构。

对本项目重要科学发现中的第23点做出了创新性贡献,是第34篇代表性论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%

曾获国家科技奖励情况:

20111223日以第五完成人获2011年度国家科学技术进步奖二等奖,项目名称:基于异构信息融合的非线性动态系统估计技术及应用,个人证书号:2011-J-220-2-03-R  05,单位证书号:2011-J-220-2-03-D  03。颁奖单位:中华人民共和国国务院。

   

米据生

性别

排名

3

技术职称

教授

工作单位

河北师范大学

行政职务

数学与信息科学学院院长

完成单位

河北师范大学

 

河北

单位性质

大专院校

对本项目主要学术贡献:

创建不确定性知识表达的多粒度粗糙集模型;构建了模糊粗糙近似算子;给出了模糊粗糙近似算子的公理刻画;提出了基于模糊划分的粗糙集模型;提出了模糊粗糙集的一种新的不确定性度量。

对本项目重要科学发现中的第 2点做出了创新性贡献,是第 2篇代表性论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%

   

李天瑞

性别

排名

4

技术职称

教授

工作单位

西南交通大学

行政职务

人工智能研究院副院长

完成单位

西南交通大学

 

四川

单位性质

大专院校

对本项目主要学术贡献:

创建了基于属性泛化与特征选择的概念动态更新模型,提出了增量式动态更新近似概念的方法,奠定了不确定性知识发现的粗糙集近似逼近理论基础;阐明了信息系统中知识粒度的动态演化规律,建立了增量式高效的动态兴趣知识获取模型和挖掘方法,支撑海量数据的渐进式粗糙集知识发现。

对本项目重要科学发现中的第 4点做出了创新性贡献,是第 57篇代表性论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%

   

于洪

性别

排名

5

技术职称

教授

工作单位

重庆邮电大学

行政职务

完成单位

重庆邮电大学

 

重庆

单位性质

大专院校

对本项目主要学术贡献:

针对数据空间的层次化理解与知识发现问题,构造了基于决策粗糙集理论的有效性评价指标,为数据空间的理解提供了多粒度聚类的认知计算模型;提出了大规模数据空间中的不精确知识分布约简方法,实现了增量式、渐进性知识发现的多粒度高效计算。

对本项目重要科学发现中的第 1234点做出了创新性贡献,是第 68篇代表性论著的作者。本项目研究工作量占本人工作量的80%

七、完成人合作关系说明

完成人1与完成人2开展了基于粒计算的海量数据挖掘理论与高效算法研究项目研究合作,与完成人3米据生教授开展了基于Rough集理论的不确定性信息处理研究项目研究合作,与完成人4开展了面向领域的多粒度动态海量数据挖掘理论模型与方法项目研究合作,与完成人5开展了基于RoughSet的自动知识获取技术及应用研究等项目研究合作"。完成人1与完成人5还一起获得过2006年度重庆市自然科学二等奖,各位完成人多次联合组织国内外学术会议、联合出版图书、发表论文等。



 


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