Разработка и исследование кластерных экспертных систем

• Автор: Янаева, Марина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1 Обзор и анализ существующих интегрированных экспертных систем

1.1.1 Интегрированные экспертные системы для статических проблемных областей

1.1.2 Динамические итерированные экспертные системы реального времени.

1.2 Обоснование необходимости проектирования кластерных экспертных систем

1.3 Сущность проблемы.

1.4 Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ КЛАСТЕРНОЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Математическая модель кластерной экспертной системы.

2.1.1 Эвристические схемы Клэнси
2.1.2 Математическая модель вывода знаний в кластерной экспертной системе.
2.1.3 Структура кластерной экспертной системы.
2.1.4 Представление знаний и выбор решения в локальных экспертных системах
2.1.5 Алгоритм построения дерева решений для локальных экспертных систем
2.1.6 Структура подсистемы управления выводом знаний кластерной экспертной системы
2.1.7 Подсистема приобретения знаний
2.1.8 Подсистема формирования заключений и рекомендаций.
2.2 Методика проектирования кластерных экспертных систем
2.3 Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3 АРХИТЕКТУРА КЛАСТЕРНОЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ X ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
3.1 Общая характеристика кластерной экспертной системы диагностики инфекционных заболеваний
3.2 Описания предметной области КЭС x
3.3 Структура и основные компоненты кластерной экспертной системы x
3.4 Выбор и обоснование языка программирования
3.5 Выбор технологии проектирование локальных экспертных систем
3.6 Интерфейс КЭС x
3.7 Выводы по главе 3
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ КЛАСТЕРНОЙ
ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ.
4.1 Тестирование кластерной экспертной системы МЕОЕхрег
4.1.1 Общие сведения.
4.1.2 Тестирование системы.
4.2 Оценка эффективности
4.3 Оценка экономической эффективности разработки кластерной экспертной
системы МЕЭЕхрег.
4.3.1 Техникоэкономическое обоснование
4.3.2 Расчет трудоемкости выполнения НИР.
4.3.3 Определение плановой себестоимости проведения НИР
4.3.4 Определение прибыли и договорной цены
4.3.5 Оценка эффективности разработки
4.4 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Кроме того, нельзя забывать и об изменениях в предметной области, которые могут происходить в процессе эксплуатации системы. Возникает ситуация при которой необходимо вносить изменения в состав интегрированной экспертной системы, перепроектировать экспертные системы входящие в ее состав, изменять методы обработки запросов и т. Поэтому требуются более доступные инструментальные средства, которые бы поддерживали некую стандартную технологию проектирования прикладных экспертных систем. В рамках данной работы предлагается методика проектирования КЭС, направленная на решение указанных проблем. В работе разработана полнофункциональная кластерная экспертная система диагностики инфекционных заболеваний «MED - Expert». MED - Expert». Разработать механизм управления знаниями для моделирования знаний нескольких существующих локальных систем, алгоритмы формирования и распределения запросов между локальными системами. Кластерная экспертная система должна позволять формировать запросы ко всем локальным системам, обеспечивать взаимный обмен данными между экспертными системами, осуществлять централизованное управление информационными ресурсами системы в целом. При проектировании КЭС необходимо обеспечить выбор локальных экспертных систем, относящихся к данному запросу пользователя и их своевременную активизацию в нужном порядке. Входные данные КЭС - это запросы пользователя, отражающие известную ему информации о предметной области. Поставленные задачи решены с применением теории графов, теории множеств, теории вероятности, методов инженерии знаний и технологии экспертных систем, технологии, реализующий компонентный подход разработки модульных приложений, Microsoft СОМ. Предложена общая методика и технология проектирования кластерных экспертных систем. Практическая ценность полученных результатов заключается в реализации методики построения КЭС в виде интеллектуальной кластерной экспертной системы диагностики инфекционных заболеваний «MED - Expert». Разработаны механизмы управления процессом вывода знаний в кластерной экспертной системе, с применением вероятностных оценок достоверности полученных решений. Разработанная система прошла апробацию в территориальном отделе федеральной службы РОСПОТРЕБНАДЗОР по Краснодарскому краю Российской Федерации. Система «MED - Expert» позволяет существенно уточнять инфекционные заболевания в случае сходных симптомов или редко встречающихся заболеваний. Апробация работы продемонстрировала эффективность применения предложенной методики объединения знаний локальных экспертных систем для выбранной предметной области. При этом исключается необходимость применения других экспертных систем в случае недостаточности данных, так как в конечном счете предположительно диагностируется инфекционное заболевание с определенной степенью достоверности решения. Основные методы и алгоритмы функционирования кластерной экспертной системы реализованы на языке Object Pascal в среде программирования Borland Delphi. Система внедрена и используется в территориальном отделе федеральной службы РОСПОТРЕБНАДЗОР по Краснодарскому краю Российской Федерации. Акт, подтверждающий внедрение диссертационной работы приведен в приложении Б. По теме диссертации опубликовано печатных работ. MED - Expert». Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 3 страницах и 2 приложениях, включающих описание предметной области и акты внедрения КЭС «MED - Expert». В первой главе приводится сравнительный анализ основных направлений исследований в области интеграции экспертных систем. Проведен обзор имеющихся на сегодняшний день направлений интеграции. Выявлены и исследованы недостатки существующих подходов интеграции экспертных систем. Введено несколько новых ключевых определений, таких как кластерная экспертная система, локальные экспертные системы и др. Предложен новый подход к интеграции экспертных систем. Обоснована необходимость проектирования кластерных экспертных систем. Осуществлена постановка задачи исследования. Во второй главе предложен новый метод объединения знаний локальных экспертных систем.