70、系统可靠性比较与集成分类器贡献可视化

系统可靠性比较与集成分类器贡献可视化

在实际应用中，无论是系统可靠性的评估，还是集成分类器的构建与分析，都面临着诸多挑战。系统可靠性比较涉及在概率信息不明确的情况下，如何准确判断不同系统的可靠性；而集成分类器则需要在保证分类准确性的同时，提高其透明度，让用户更好地理解分类决策过程。

1. 系统可靠性比较

在面对系统可靠性比较的问题时，常常会遇到概率信息不明确或为区间值的情况。下面通过一个具体例子来深入探讨。

假设有两个稍复杂的系统，需要从中选择最可靠的设计。这两个系统涉及三种类型的组件，其可靠性概率分别为：$p_1 \in [0.9, 1]$，$p_2 \in [0.8, 0.9]$，$p_3 \in [0.85, 0.95]$。这里存在两种选择：一种是采用 2 选 3 架构，但组件可靠性稍低；另一种是采用并行架构，组件可能更可靠。两个系统的可靠性计算公式如下：
- 系统 $S_1$ 的可靠性：$R_1 = p_1 \cdot p_2^2 \cdot (3 - 2p_2)$
- 系统 $S_2$ 的可靠性：$R_2 = p_1 \cdot p_3 \cdot (2 - p_3)$

由于区间 $[R_1, \overline{R_1}]$ 和 $[R_2, \overline{R_2}]$ 相交，仅通过区间比较无法确定 $S_1$ 和 $S_2$ 哪个更可靠。经过计算，$R_{1 - 2} = p_1^ \cdot p_2^2 \cdot (3 - 2p_2) - p_1^ \cdot p_3 \cdot (2 - p_3)$，其中 $p_1^* \in {p_1, \overline{p_1}}$，最终得到 $R_{1