Семиотическое моделирование
Ситуационное управление
Развитию логических подходов к созданию ИСППР большое внимание уделил Д.А. Поспелов, предложивший семиотическую парадигму для создания таких систем, заключающуюся в их построении как семиотических систем моделирования [11]. В основе таких систем лежит семиотическая модель, представляющая фундамент для построения ИС качественно нового уровня. Разработанный Д.А. Поспеловым метод семиотического моделирования является развитием предложен-
3
Рис. 2.1. Архитектура ИСППР, создаваемой на основе методологии «ЛОГСЕМИС» разработанные алгоритмы вероятностного абдуктивпого вывода в сложных проблемных средах;
• интерфейсы с экспертами, инженерами по знаниям, программистами, администратором сети и пользователями.
Постановка задачи целеполагания.
Задача состоит в выработке рекомендаций ЛПР, описывающих управляющие воздействия на ОУ для достижения им поставленных целей. Сформулируем задачу целеполагания. На основе начального состояния ОУ, заданного множеством фактов, и множества аксиом, описывающих общие законы проблемной среды, получить: а) ответ на запрос, заданный в виде формулы логики 1-го порядка: Зх| Зх2 ...Зхп Ф[х:,Х2,...,хп]; б) множество следствий, задающих рекомендации ЛПР по управлению ОУ для достижения им поставленной цели.
В постановке задачи целеполагания выделены два варианта, поскольку они широко применяются для формулировки практических задач в области принятия решений. В ней вариант а) является частным случаем варианта б). Он выделен для того, чтобы предоставить ЛПР возможность задавать запросы, в процессе поиска ответа на которые вырабатывается совокупность рекомендаций. Эти рекомендации предлагается выполнить ЛПР для достижения поставленной в запросе цели, заданной формулой Зх| Зх2 ...Зхп Ф[х),х2,...,хп].
Далее, поскольку в основе принципа резолюции лежит процедура опровержения [4], делается отрицание запроса -i(3x|3x2...3xn Ф[х|,х2,...,хп]) и выполняется процедура сколемизации [4]. После этого, дописывая предикат ANS(x:,x2,...,xn), получим запрос -.®[xi,x2,...,Xn]vANS(xi,x2,...,xn), где предикат ANS(xi,x2,...,xn) используется для описания совокупности рекомендаций ЛПР, выполнение которых позволит достигнуть поставленную им цель.
Качество полученных решений зависит от аксиоматизации проблемной среды в прикладных логических моделях. Проблема задания аксиоматизации является наиболее трудной проблемой в процессе формализации проблемной среды. В работе вопрос применимости построенных прикладных логических моделей решается экспериментально.
Для решения задачи целеполагаиия выполняется извлечение знаний из экспертов и ЛПР и формализация этих знаний и знаний, содержащихся в нормативных документах по его управлению, которые представляются в моделях поддержки принятия решений. Построение таких моделей представляет собой трудоемкий и наукоемкий процесс, который не всегда заканчивается успешно, поскольку их создание происходит обычно в условиях неполной, противоречивой, нечеткой информации, выделяемой при описании реальных ОУ. Следует отметить, что сбор статистических данных, описывающих ОУ, представляет длительный процесс или иногда даже невозможен из-за сложности проведения измерений характеристик ОУ, поэтому одним из перспективных подходов к созданию моделей поддержки принятия решений является использование интеллектуальных методов. Следует отметить, что в последние годы разработано огромное число методов моделирования ОУ в условиях неопределенной информации [7]. Наиболее широко используемыми методами моделирования ОУ являются методы, в основе которых лежат статические модели с нечеткими параметрами, основанные па нечетких уравнениях регрессии; нечеткие модели, построенные на основе логического правила вывода: обобщенный Modus Ponens; формализации задачи принятия решений в виде задач нечеткого математического программирования.
В настоящее время наблюдается резкий рост количества работ, рассматривающих логические методы создания ИСППР. Российские ученые внесли и вносят большой вклад в это направление [4—6],
Рис. 1.1. Схема решения задачи управления
ного им же ситуационного метода к созданию ИС управления. Кратко рассмотрим парадигму ситуационного управления к созданию ИС.
Общая схема решения задачи управления, предложенная Д.А. Поспеловым, показана на рис. 1.1.
Описание текущей ситуации, сложившейся на ОУ, дается на вход анализатора. Его задача состоит в оценке сообщения и определении необходимости вмешательства системы управления в процесс, протекающий в ОУ. Если текущая ситуация не требует такого вмешательства, то анализатор не передает ее на дальнейшую обработку. В противном случае описание текущей ситуации поступает в классификатор. Используя информацию, хранящуюся в нем, классификатор относит текущую ситуацию к одному или нескольким классам, которым соответствуют одношаговые решения. Эта информация передается в коррелятор, в котором хранятся все логико-трансформационные правила (ЛТП). Коррелятор определяет то ЛТП, которое должно быть использовано. Если такое правило единственное, то оно выдается для исполнения. Если же таких правил несколько, то выбор лучшего из них проводится после обработки предварительных решений в экстра- поляторе, после чего коррелятор выдает решение о воздействии на объект. Если коррелятор или классификатор не может принять решение по поступившему описанию текущей ситуации, то срабатывает блок случайного выбора и выбирается одно из воздействий, оказывающих не слишком большое влияние на объект, или же система отказывается от какого-либо воздействия на объект, так как не располагает необходимой информацией о своем поведении в данной ситуации.
Для описания ситуаций и их смены Д.А. Поспеловым был разработан язык, названный языком ситуационного управления [11], в дальнейшем предложена общая запись продукции, имеющая вид I; К; О; С; А => В; Н; Е. Здесь 1 — имя продукции, К — сфера или секция, О — приоритетность, С - условие применения, А => В — ядро продукции, Н — постусловие, Е - связи.
Сфера или секция позволяет делить продукции на типы. Продукции, относящиеся к одной сфере или секции, связаны между собой более тесно, чем продукции, принадлежащие к различным сферам или секциям. Чаще всего такое деление диктуется спецификой решаемых задач.
Если имеется несколько продукций, которые можно активизировать, т.е. для которых сработали условия С, имеет место А и возможно выполнить постусловия Н, то разрешению альтернативы, связанной с выбором активной продукции па выполнение, помогает информация, содержащаяся в части «приоритетность». Связи Е используются для перехода от одной продукции к другим.
