Підхід до обробки інформації на основі деревоподібних баз знань зі змішаною схемою виведення

The application of obtained science and practical results brings to time reduction of information processing software modules design for such systems and information-analytic activity improvement in them.

Keywords: fuzzy knowledgebase, derivation scheme, flexible technology, information processing software module, complex organization system.

АННОТАЦИЯ

Терновой М.Ю. Подход к обработке информации на основе древовидных баз знаний со смешанной схемой вывода. Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - "Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии". Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2007.

Диссертационная работа посвящена развитию существующих и созданию новых научных и практических результатов в области моделирования и оценивания информации в сложных организационных системах в условиях лингвистической неопределенности и необходимости учета количественной и качественной информации.

Первый раздел посвящен анализу достижений и разработок в области управления сложными организационными системами, а именно процессам проведения обработки информации в сложных административных системах. Определены нерешенные проблемы в данном направлении, показана необходимость усовершенствования старых и создания новых методов, подходов и алгоритмов, а также гибкой технологии создания программных модулей обработки информации для их практического внедрения.

Во втором разделе предложен подход к обработке информации в сложных административных системах. В его рамках разработан подход к сведению нечеткой базы знаний к древовидной структуре, что позволило сократить вычислительную сложность вывода. Предложена модификация подсистемы нечеткого вывода, что позволило после вывода получать не только результирующее значение моделируемой переменной, но и входной параметр, который определил это значение.

Доказано, что при использовании модифицированного нечеткого вывода на основе древовидной нечеткой базы знаний будут получены такие же результирующие значения и соответствующие входные параметры, что и при выводе на основе неупорядоченной нечеткой базы знаний. Усовершенствована нечеткая логическая модель, построенная для решения задачи классификации, за счет использования древовидной базы знаний и введения ограничений, при выполнении которых часть нечеткой базы знаний можно рассматривать как классическую логическую без потери значения функции принадлежности терма результирующей переменной.

Разработан метод обработки информации на основе древовидных нечетких баз знаний, который состоит в подготовке нечеткой БЗ и последующем ее использовании для обработки информации. Предложен алгоритм обработки информации на основе древовидных нечетких баз знаний с использованием смешанной схемы вывода, который базируется на использовании нечеткой схемы вывода на основе нижней части базы знаний и, при выполнении определенных ограничений, логической схемы вывода на основе верхней части базы знаний с дополнительным определением входного параметра, который определил результирующее значение, что позволило уменьшить сложность вывода.

В третьем разделе решается задача построения и настройки нижней части нечеткой базы знаний. Для ее решения предложена модификация подхода к построению и настройке нечеткой базы знаний для задач классификации введением этапа формирования ее структуры.

Этот этап состоит из трех частей, а именно: упрощение по подобию, что позволяет уменьшить количество используемых при построении базы знаний термов лингвистических переменных; формирование начальной структуры нечеткой базы знаний, что позволяет уменьшить пространство поиска при использовании методов генетического программирования; использование методов генетического программирования для построения структуры нечеткой базы знаний, что позволяет получить структуру нечеткой базы знаний с заданной степенью соответствия.

Для реализации описанной модификации предложено представлять частичную нечеткую базу знаний, которая определяет зависимость лингвистической переменной второго уровня от лингвистических переменных первого уровня, в виде нечеткой нейронной сети, что позволило использовать методы и алгоритмы, разработанные для нечетких нейронных сетей.

Четвертый раздел посвящен разработке гибкой технологии создания программных модулей обработки информации, которая использует описанные метод, модели, подходы и алгоритмы, а также опыту ее практического внедрения. Особенностью разработанной гибкой технологии являются инструментальные средства привязки к предметной области; формирования, упорядочивании и настройки нечеткой базы знаний, что позволяет адаптироваться к различным объектам, которые являются сложными организационными системами, и позволило сократить время разработки программных модулей обработки информации в 1,5-2 раза.

Предложенные инструментальные средства включают CASE-средства обработки информации в терминах предметной области, что позволило сократить время подготовки отчетной документации в 2-5 раз и за счет этого значительно повысить эффективность работы пользователей.

При помощи инструментальных средств гибкой технологии созданы программные модули обработки информации, которые были внедрены в Государственном научно-исследовательском центре безопасности дорожного движения и деятельности дорожно-патрульной службы местной милиции МВД Украины, Всеукраинском научно-исследовательском институте гражданской обороны населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера МЧС Украины, Департаменте ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы МЧС Украины, что позволило повысить прозрачность прохождения, достоверность обработки информации и уменьшить время ее обработки за счет сокращения количества правил в нижней части древовидной базы знаний в 1,2-1,7 раз и суммарного количества термов в 2-4 раза.

Ключевые слова: нечеткая база знаний, схема вывода, гибкая технология, программный модуль обработки информации, сложная организационная система.

Размещено на Allbest.ru