Методы и программные средства представления временных зависимостей в интеллектуальных системах поддержки принятия решений

• Автор: Троицкий, Виктор Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 240 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Моделирование времени в искусственном интеллекте

1.1. Значение и основные свойства времени

1.2. Моделирование времени в ИИ и компьютерных науках

1.2.1. Фактор времени в ИИ.

1.2.2. Области приложения и направления исследований.

1.2.3. Основные задачи, использующие фактор времени

1.2.4. Основные подходы к представлению времени в ИИ.

1.2.5. Задачи, связанные с введением фактора времени.
1.2.6. Направления исследований
1.3. Сравнительный анализ систем.
1.4. Фактор времени в ИСППР уточнение задач исследования
1.4.1. Время в современных инструментальных средствах разработки ЭС
1.4.2. ИСППР РВ семиотического типа
1.4.3. Особенности ИСППР РВ для помощи ЛПР при управлении сложными техническими объектами
1.4.4. Требования к разработке моделей времени в ИСППР РВ
1.5. Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. Методика построения моделей времени.
2.1. Требования к разработке моделей времени.
2.2. Структура модели времени
2.3. Онтология времени
2.4. Теории времени.
2.4.1. Алгебраическое представление структуры времени.
2.4.2. Сравнительный анализ теорий времени
2.5. Методы временной квалификации
2.5.1. Метод временных аргументов.
2.5.2. Модальная временная логика.
2.5.3. Метод овеществления утверждений1.
2.5.4. Расширения метода овеществления
2.6. Теория временных утверждений.
2.7. Языки представления и механизмы вывода.
2.8. Сравнение моделей времени
2.9. Методика построения моделей явного представления времени
2 Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Алгебраические методы представления временных зависимо
3.1. Задача согласования временных ограничений.
3.1.1. Основные определения и задачи.
3.1.2. Методы решения ЗСВО
3.2. Модели на основе качественной точечной ЗСВО.
3.3. Качественные интервальные ЗСВО алгебра Аллена
3.3.1. Определения.
3.3.2. Полиномиальные подклассы.
3.3.3. Алгоритмы решения ЗСВО.
3.4. Обобщенный алгоритм решения ЗСВО.
3.5. Качественные точечноинтервальные ЗСВО
3.6. Метрические точечные ЗСВО
3.7. Комбинированные качественные и метрические ЗСВО

3.8. Комбинированные ЗСВО с длительностями
3.9. Сравнительный анализ моделей 7.
3 Классификация моделей представления временных зависимостей
3 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. Реализация системы представления временных зависимостей .
4.1. Основные требования и функции СПВЗ.
4.2. Принципы построения СПВЗ.
4.3. Архитектура СПВЗ.
4.4. Программная реализация СПВЗ
4.5. Экспериментальное исследование алгоритмов
4.5.1. Методы получения тестовых данных.
4.5.2. Методы проведения экспериментов и анализа результатов
4.5.3. Результаты экспериментов.
4.6. Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. Пример применения системы представления временных зависимостей в интеллектуальной системе поддержки принятия решений реального времени.
5.1. Описание объекта.
5.2. Прототип ИСППР РВ
5.2.1. Схема функционирования.
5.2.2. Прогнозирование с временными зависимостями.
5.3. Описание разработанной модели времени
5.3.1. Онтология времени
5.3.2. Методы представления временных зависимостей
5.3.3. Метод временной квалификации.
5.3.4. Теория временных утверждений. 1.
5.3.5. Язык представления и алгоритмы вывода
5.4. Модель прогнозирования состояния НТУ СУЗ
5.4.1. Описание параметров НТУ СУЗ. 4.
5.4.2. Диагнозы на входе блока прогнозирования
5.4.3. Правила прогнозирования состояния элементов НТУ СУЗ
5.5. Пример прогнозирования последствий аномальных ситуаций
5.6. Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Такая модель лежала в основе взглядов Лейбница, рассматривающего время как определенную систему отношений между изменяющимися или неизменными объектами. Это так называемая релятивистская концепция времени. Естественно-научные подходы к пониманию времени являются основой, для многих моделей времени, используемых в различных ИС (как это будет показано в дальнейших главах) [5, И, ,]. Анализ работ по ИИ (см. ИИ опирается на понимание и исследование феномена человеческого интеллекта [И], а поскольку время и восприятие времени человеком непосредственно связано с его интеллектуальной деятельностью, то решение задачи разработки адекватных моделей времени является важной областью исследований в ИИ. Более того, наличие средств представления времени и моделирования рассуждений (вывода) о временных аспектах данных и знаний необходимо для эффективного решения многих задач ИИ, в частности, для создания перспективных ИСППР РВ [6,,]. Если, следуя [], рассматривать ИИ как науку и технологию разработки компьютерных систем (интеллектуальных агентов), которые «думают» и поступают рационально, то область представления и рассуждения о времени нацелена на разработку агентов, которые рационально рассуждают и действуют во времени. Построение адекватных моделей времени в ИИ основано на переносе накопленного опыта по изучению времени и его восприятия человеком из области философии, логики, психологии и естественных наук в область ИИ. России. С целью уточнения задач и места диссертационной работы в контексте, общих работ по ИИ, рассмотрим основные области исследования и задачи, в которых необходимо моделировать время. Использование моделей времени в таких задачах позволяет поднять процесс их решения на качественно новый уровень. Рассмотрим также специфические задачи, возникающие при использовании моделей времени в ИИ и, в частности, в ИСППР РВ. Отметим, что в работе используется логический подход к представлению временных зависимостей [И, ,], поэтому ниже будет дан обзор основных направлений в рамках этого подхода. Можно выделить ряд взаимосвязанных направлений исследований в области ИИ и компьютерных наук, которые нуждаются в моделях времени и средствах моделирования временных рассуждений (временного вывода) [2,4,5,,,-,-]. Обзор этих направлений, во-первых, обосновывает актуальность задачи разработки моделей и методов представления временных зависимостей, а, во-вторых, как будет показано далее, методы решения задач во многих из этих областей могут быть использованы для разработки перспективных ИС типа ИСППР РВ семиотического типа [6]. Верификация программ и реактивных технических устройств. Одним из способов формальной верификации программ на языках программирования и различных технических устройств, в особенности с большим количеством параллельно выполняющихся потоков и процессов, является использование различных семантических подходов, основанных на логике [,]. Для сложных программ и процессов, выполняемых во времени, часто используются различные временные логики, как классические, так и модальные [,,,]. Временные базы данных и языки запросов. Область исследований, связанная с введением временного фактора в реляционную модель данных, разработкой языков запросов и построением систем на этой основе. Многие работы пересекаются с работами в области ИИ, поскольку базы данных (БД) с временной размерностью необходимы и используются во многих областях и приложениях ИИ. Календарное планирование. Область исследований, традиционно относящаяся к исследованию операций. Основные задачи — это распределение ограниченных ресурсов между множеством потребителей во времени. Для решения таких задач используются методы линейного программирования и различные оптимизационные методы. Время рассматривается как ресурс с особыми свойствами. Одним из методов решения задач в данном формализме является сведение их к задаче согласования ограничений [,]. При этом возникает так называемое программирование в ограничениях или недоопределенные вычисления [-]. Разработка экспертных систем и СППР. Обширная область, охватывающая как конструирование ЭС и СППР, так и их применение [6,7,,,].