Описание применения логико-семиотической модели для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений

Описание процесса получения ответа на запрос в логико-семиотической модели

Для решения задачи целеполагания, постановка которой приведена в § 1.2, задаются множество прикладных логических моделей

М={М_Ь М₂, М„}, в состав которых входят факты и аксиомы, описывающие общие законы проблемной среды, и отношение перехода между прикладными моделями R_TM, заданное метаправилами. В основе построения этих моделей лежат следующие положения:

1) декомпозиция цели на подцели;
2) невозможность получения ответа на запрос за время At в заданной прикладной логической модели, например, из-за изменения множества фактов в процессе дедуктивного вывода или нехватки вычислительных ресурсов.

Приведем два типа запросов, предложенных в соответствии с постановкой задачи целеполагания. Запросы 1-го типа имеют следующий вид:

а) Зх| 3х₂...3х„ Ф[х_ьх₂,...,х_п];
б) —.(Зх, Зх₂..,3х_п Ф[Х|,х₂,...,x_n])v ANS(X|,x₂,..,,x_n),

где 3xi Зх₂ ...Зх„ Ф[х|,х₂,...,х_п] является запросом, заданным формулой логики 1-го порядка, на который необходимо получить ответ в логико-семиотической модели; ANS(x_bx₂,...,x_n) — предикат, используемый для формализации рекомендаций ЛПР.

Запросы 2-го типа имеют вид Зх_: 3х₂...3х_п

Q_:[X|]&Q₂[x₂]&...&Q_n[x_n], где Qj[xj], i = 1,..., n, — логическая формула, используемая для описания состояния ОУ. Запросы 2-го типа являются частным случаем запросов 1-го типа. Они выделены, поскольку для получения ответов на них в логико-семиотической модели существует возможность генерирования метаправил.

Рассмотрим процесс получения ответа на запрос в логикосемиотической модели. В процессе получения ответа па запрос в логико-семиотической модели при наличии метаправила инициализации, заключением которого является идентификатор прикладной логической модели Mj, в пей происходит вывод следствий в модели. При этом возможны три случая.

1. В прикладной логической модели получен пустой дизъюнкт ( ), свидетельствующий, что формула, заданная в запросе и описывающая требуемое состояние ОУ (цель), является выводимой в прикладной логической модели. При этом в предикате ANS сформирована совокупность рекомендаций ЛПР, выполнение которых позволит достигнуть поставленную им цель, заданную формулой в запросе.
2. В прикладной логической модели не может быть за время At выведен пустой дизъюнкт ( ). Это может произойти из-за нехватки вычислительных ресурсов для доказательства выводимости формулы.

заданной в запросе, в прикладной логической модели. Также это может произойти при возникновении изменений во внешней среде, которые могут быть промоделированы правилами системы «STRIPS»: IF <условие> THEN {список фактов для добавления} ??{список фактов для удаления}, где <условие> - логическая формула, описывающая изменения во внешней среде. Далее происходит поиск метаправила, на основе которого осуществляется переход из текущей модели к модели, указанной в заключение метаправила. Такое метаправило имеет вид Мр IF <условие> THEN M_k, где <условие> — логическая формула, задающая изменения во внешней среде, следствие или At. При этом логическая формула, которая доказывается (запрос), в условии метаправила не указывается. Считается, что это тот же самый запрос. Если такое метаправило найдено, то следствия, выведенные на основе предыдущей модели, считаются не выводимыми в логикосемиотической модели, кроме следствий, указанных в примечании.

Примечание. Если срабатывает метаправило, условием которого является следствие, то все выделенные следствия в предыдущей модели остаются выводимыми.

Далее в новой прикладной модели происходит вывод следствий. Для запросов 1-го типа процесс останавливается, если получен пустой дизъюнкт (3), свидетельствующий, что логическая формула, заданная в запросе, означивание переменных которой происходит в процессе вывода в логико-семиотической модели, является выводимой. Для запросов 2-го типа процесс останавливается, если срабатывает метаправило, заключением которого является ключевое слово «stop».

3. Пусть формула Ф[Х|,Х2,...,х_п], используемая в запросе 3х|3х₂...3х_п Ф[Х|,Х2,...,х„], имеет вид Goali[x_:] & Goal₂[x₂] Goal_n[x_n], где Goaljfxj], i = l,...,n, является запросом в М„ представленным в конъюнктивной нормальной форме [4]. Тогда возможно параллельное доказательство формул —.Goaljfxj] в модели Mi, i = l,...,n. Отметим, что для доказательства формул, входящих в -.Goaljfxj], i = 1,...,п, также могут быть применены различные виды параллелизма (AND-, OR- и DC DP-параллелизм [4]). Если в некоторой прикладной модели за время At не может быть получен пустой дизъюнкт, то см. п. 2.

Также ЛПР может задавать запросы 1-го типа для подтверждения имеющейся у него информации о состоянии ОУ.

Рассмотрим процесс поиска ответа на запросы 2-го типа. Для этого процесса необходимо разработать прикладные логические модели, в каждой из которых происходит вывод следствий, описывающих рекомендации ЛПР для достижения подцели поставленной цели, процесс достижения которой описывается аксиомами. В этом случае метаправила задают процесс активизации прикладных логических моделей, в качестве условий в которых могут быть выведенные следствия и логические формулы, описывающие состояние ОУ. Через время At или после обновления фактов происходит проверка метаправил на срабатывание. При срабатывании метаправила происходит смена текущей прикладной логической модели на модель, указанную в заключение метаправила, в которой и продолжается вывод следствий. Процесс останавливается, если выполнено метаправило, заключением которого является ключевое слово «stop». При этом считается, что цель, поставленная ЛПР, является достигнутой.

Метаправила могут быть разработаны инженером по знаниям совместно с экспертом. Предложена процедура их проверки на достижимость требуемого состояния ОУ (цели) для решения задачи целепола- гания (вариант б)). Эта процедура приведена в § 2.10. Как уже отмечалось, метаправила для решения задачи целеполагания, заданной в этой постановке, могут быть сформированы по И/ИЛИ-графу «цель— подцель». Методы построения этого графа и генерирования по нему метаправил описаны в § 2.6 и 2.7. В этом случае метаправила могут быть перегенерированы, если за время At невозможно вывести пустой дизъюнкт в прикладной логической модели и не срабатывает пи одно из метаправил. Отметим, что этот граф может иметь конечное число вершин, например вследствие конечного числа внештатных ситуаций, в которых может находиться ОУ и для которых вырабатываются рекомендации ЛПР, способствующие формированию управляющих воздействий для перевода ОУ в штатный режим.