Математическое и программное обеспечение интегрированной системы поддержки принятия решений на основе лингвистических моделей

• Автор: Козлов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ.

1.1 Постановка задачи принятия решения.

1.2 Приближенная формализация задачи принятия решений

1.3 Задача оценки текущей ситуации.

1.3.1 Получение информации и формирование данных о функционировании объекта

1.3.2 Экспертные методы оценки ситуации

1.3.3 Классификационные модели оценки ситуации.

1.4 Определения целей принятия решения.

1.5 Задача генерации альтернатив и методы ее решения.

1.5.1 Метод инвертированных моделей
1.5.2 Семейство ОиНАметодов
1.6 Задача оценки последствий выбора альтернатив, и методы е решения. .
1.6.2 Задача построения приближенной модели
1.6.2.1 Регрессионные модели.
1.6.2.2 Нейросетевые модели
1.6.2.3 Нечеткие лингвистические модели
1.6.2.4 Деревья решений
1.6.2.5 Классификация приближенных моделей.
1.7 Представление внешних переменных лингвистической модели.
1.8 Формализация критериев оценки адекватности
лингвистической модели.
1.9 Алгоритм формирования правил нечеткого вывода
1. Выводы
ГЛАВА2. МЕТОД ГЕНЕРАЦИИ АЛЬТЕРНАТИВ В ЗАДАЧЕ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ.
2.1 Задача генерации альтернатив с использованием
приближенной модели
2.2 Описание принципа решения задачи генерации альтернатив.
2.3 Метод графового представления лингвистической модели.
2.4 Метод оценки параметров элементарных операций
2.4 Оценка достижимости цели принятия решения
2.5 Оценка достижимости цели при наличии неуправляемых входных параметров.
2.6 Процедура генерации альтернатив
2.7 Оценка достоверности решения.
2.7 Критерии упорядочивания множества альтернатив
2.8 Выводы.
ГЛАВ АЗ. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЫБОРА АЛЬТЕРНАТИВ НА ОСНОВЕ ЛИНГВИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
3.1 Задача оценки последствий применения альтернатив.
3.2 Оценка достоверности моделей, используемых для прогноза последствий применения альтернатив.
3.3 Настроечные критерии оценки разрешающей способности модели, для задач прогнозирования последствий применения альтернатив.
3.4 Тестовый информационный критерий оценки разрешающей способности модели.
3.6 Оптимизация параметров функций принадлежности термов входных переменных лингвистической модели
3.7 Оценка последствий применения альтернатив для малой обучающей выборки.
3.8 Алгоритм адаптации моделей системы и среды для учета временных изменений
3.9 Выводы.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ АЛЬТЕРНАТИВ И ПОСЛЕДСТВИЙ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
4.1 Реализация предварительного этапа поддержки принятия решений.
4.2. Реализация задачи построения лингвистической модели и приближенного моделирования
4.3 Реализация задачи получения информации об элементарных операциях.
4.4 Реализация метода генерации альтернатив.
4.5 Типовая структура и алгоритм работы системы поддержки принятия решений, реализующей предлагаемые методы
4.6 Исследование эффективности метода оценки последствий применения альтернатив для моделируемого объекта.
4.7 Исследование эффективности процедуры адаптации лингвистической модели для объекта с изменяющимися параметрами
4.8 Оценка эффективности метода генерации альтернатив.
4.9 Описание объекта внедрения
системы планирования водоподготовки.
4.9.1 Описание системы обеспечения водоподготовки.
4.9.2 Реализация системы поддержки принятия решений по обеспечению водоподготовки
4.9.3 Результаты опробования разработанной системы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список.
Приложение 1. Акты о внедрениии.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Объектом исследования является математическое и программное обеспечение инструментальных средств интегрированных систем поддержки принятия решений ИСППР. Предметом исследования являются теория и методы автоматического формирования альтернатив и методы априорной оценки последствий принимаемых решений в условиях неопределенности. Целью исследования является повышение степени автоматизации поддержки принятия решений трудноформализуемых задач путем разработки и развития методов автоматической генерации альтернатив и оценки последствий их применения. Методы исследования. Разработан метод автоматической генерации альтернатив, обеспечивающих достижение цели, выбранной ЛГ1Р, на основе графового представления лингвистических моделей системы. Предложена методика для оценивания характеристик перехода к цели принятия решения, основанная на использовании матрицы достижимости графа лингвистической модели и оценок вектора частных критериев, характеризующих качество решения и задаваемых ЛПР. Предложен метод оценки последствий применения альтернатив на основе лингвистической модели, приближенно адекватной системе процессу, относительно которой принимается решение. Разработан метод адаптации лингвистической модели к изменяющимся условиям среды или системы. Развит метод построения лингвистических моделей в целях повышения разрешающей способности при использовании в задачах принятия решений. Разработаны инструментальные средства создания ИСППР, позволяющие повысить их степень автоматизации и использующие предложенные методы. Достоверность научных результатов подтверждена экспериментальными исследованиями на наборах данных как для формализуемого виртуального процесса имеющего математическое описание, так и для реального трудиоформализуемого процесса, характеризующегося набором разнотипных входных и выходных неременных. Реализация и внедрение результатов работы. Предложенные в диссертации методики использовались для задач проектирования систем водоподготовки и прогнозирования качества подземных вод и реализованы при создании системы мониторинга. Практические результаты работы внедрены в производственный процесс на предприятиях 1 ООО Спецгеологоразведка, г. Тула 2 ЗАО ЭкзоСервис, г. Тула 3 ФГУП ЦТМП Центрмаркшейдерия, г. Тула. Теоретические результаты работы используются в учебном курсе Введение в системы искусственного интеллекта на кафедре ЭВМ Тульского государственного университета, а также в дипломном проектировании бакалавров и инженеров по специальностям Вычислительные машины, комплексы, системы и сети и Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем. На защиту выносятся результаты, полученные в ходе решения задач, поставленных в соответствии с целыо работы. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных и Всероссийских научнотехнических конференциях, совещаниях и семинарах 1. На первой Всероссийской научнотехнической конференции студентов и аспирантов Идеи молодых. Идеи новой России Тула, ТулГУ , г 2. Интеллект Тула, ТулГУ, г 4. На Всероссийской научнотехнической конференции Интеллектуальные и информационные системы. Интеллект Тула, ТулГУ, г 5. На XIV международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов Москва, МГУ, г. Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ. Структура и объм работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунка, 6 таблиц, список литературы из наименований и приложения. ГЛАВА 1. Как правило, любая открытая может быть представлена в виде кортежа 2,Е,У,Х,и,8,У , где 2множество факторов, влияющих на поведение внешней среды Е множество переменных, описывающих состояние внешней среды X множество переменных описывающих неуправляемые входные воздействия исследуемой системы Умножество неучтенных факторов возмущений,влияющих на систему и множество переменных характеризующих управляемые входные воздействия 5 возможные состояния исследуемой системы У множество выходных переменных характеризующими исследуемую систему рис. Измерение
Рис. Описание трудноформализуемой системы.