Введение к работе
Актуальность томи.
Исследования и разработки а области создания АСУ последних 15-20 лет содержат большое тлело публикаций материалов, относящихся к управлеш'ло слотами системами в условиях различных нестандартних ситуаций. Классические работы по ситуационному управлении определяй:' ситуации как свелеяил о структуре система, значениях параметров ее елемонтса 'і: состояний зкеїней среде. При этом оског-пой упер делается из нс-определеїшссть пене де кия элементов, которая :>і;ру:кзетсг! в зиле ж*,ормгц,п: с законах распределения этих параметров. Развитие ситуационного подхода к управлению присело к появлению таких понятии кок нештатная ситуация, критическая, аварийная. Псі: еггрз делении подобных ситуаций глзЕНкм о'раз c.v указывалось на ее неопределенность, из-за случайных отказов элементов системы управлении, таких, как датчик/: информации, канал обратной связи, регулятор, программное устройство и т.д.
Поскольку в таких ситуациях классический кентур управления оказывается разомкнутым, возникает необходимость перехода на ручное или автоматизированное управление объектами. Го есть задача переводится з плоскость создания второго контура автоматизированного управления. Наиболее широко такси подход использовался в работах по управлений летательны:.! аппаратом з критических ситуациях. 3 качестве таковых рассматривались ситуации, связанные с потерей грузов, затратами на восстановление и ремонт техники, гибель людей.
Распростанение концепцій критических ситуаций на производственные к организационные системы привело к тому, что стали рассматриваться ситуации, связанные не только с нарушениями и отказами в контуре автоматического управления и автоматизированным способом парирования этих возмущении, но и с неопределенностью цели.
Совокупность способов автоматизированного вывода управляемой системы из таких ситуаций составляет концептуальный базис теории автоматизированных систем принятия решений (АСПР). Отличительной чертой АСПР является наличие третьего контура автоматизированного управления по определению и реализации цели выхода из критической ситуации, в условиях когда первые два
контура практически разомкнуты, по сигналам и информационным потокам.
Е дальнейшем при создании автоматизированных сиотем управления использовалась различные подходы к определению ситуации принятая решений (IIP), однако на основе анализа литературы можно установить обциэ признаки таких ситуаций. К ним относятся дефицит ресурсов к риск ах потерн неопределенность цели, достикешм которой равнозначно для лица принимающего решение (ЛП?) выходу из ситуации, недостаточное знание ЛПР структуры причинных взаимосвязей событий е системе, противоречивое и протиаоинтуитивное поведение факторов ситуации, малый резерЕ времени на ликвидацию ситуации, отсутствие заранее отработанных действий на случай возникновения ситуации. Такие ситуации_ .принято називать проблемными (ПС). Управление такими ситуациями без использования интеллекта и опыта ЛПР невозможно. Как показывает анализ научно-технической литературы для них также отсутствуют единые подходы к ЕЫбору инструментальных средств информационной, . вычислительной и интеллектуальной поддержки деятельности ЛПР.
Это в свою очередь объясняется отсутствием в современных системах средств поддержки основных составляющих опыта' ЛПР.
В соответствии с изложенным разрботка автоматизированной системы принятия, ранений на основэ причинных моделей . в проблемных ситуациях является актуальной задачей.
Тема диссертационной работы связана с выполнением раОот по НИР 3-08-86 по программе "Полет", ' ИФ-АС-02-93-ОГ, ИФ-АС-О4-94-0Г.
Цель работы Разработка структуры, алгоритмов и программного обеспечения АСПР при управлении деятельностью ЛПР в проблемных ситуациях.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи.
I разработка концептуальной модели проблемной ситуации и формализованного описания способов деятельности в ней ЛПР,
2)Разработкв.средств информационной, интеллектуальной й вычислительной поддержки основных составляющих опыта ЛПР на основе причинных моделей.
3)Разра0отка информационного, алгоритмического и программного обеспечения АСПР и исследования его эффективности.
'з
4)Для решения второй задачи необходимо:
определить основные составлявшие опыта ЛПР
разработать методику декомпозиции и преобразования последовательности событий в-ПС,
разработать методику расчета ресурсных сценок вариантов решений,
разработать методику свертки векторного критерия,
разработать методику формирования лингвистического обеспечения деятельности ЛПР.
Методы исследования Е работе используются методы теории приятия решений, теории графов, прнчщшо-структурного анализа, методы линейной алгебрц, модели представления, знати, методы теорія: вероятностей, методы лингвистического и семантического анализа, методы искусственного интеллекта и экспертных систем.
Научная новизна
Предложено для описания последовательности решений, принимаемых ЛПР использовать иерархии связанных моделей открытого типа в сочетании с каузальным-, моделями в виде вложенных поглоцающих цепей Маркова. Это позволило практически увязать требования к система решений на трех урогнях стратегическом, тактическом и оперативном. Позволяет сформулировать стратегию ТГ? как вектор іштенсивнсстей использования возмо:кных способов деятельности для выхода из ПС.
Предложена концептуальная модель причинных информационно-операциональных схем (ИОС) как инструмента ПР и способ выделения классов управляемых со стороны ЛИ? состояний путем конденсации графа связи событий в процессе причинной декомпозиции ПС, .
Предложен новый способ многокритериальной оценки вариантов решений, согласно которому объективным содержанием предпочтений при оценке качественно несопоставимых факторов решения является отношение потенциального или реального взаимного замещения (обмена) ресурсов, при устойчивей повторяемости обменных отношений.
Разработан способ многокритериального выбора решений на основе выявления экспертным путем матрицы коэффициентов замещения и построения уравнения гиперплоскости с .нормальным вектором, соответствующим собственному вектору этой матрицы для максимального собственного числа.
Предложено использовать для описания, представления и решения задач ПР в ПС специальный функциональный словарь, называемый локальним тезаурусом и невие принципы его формирования на осново исследования рангового распределения слов и словосочетаний профессионального языка предметной области.
Практическая полезность
Предложенная в работе концепция причинных ИОС позволяет фиксировать знания и опыт ЛПР, полученные на основе прецедентов без разделения ко процедурну» и декларативную часть, что позволяет Солее естественным оСрозсм представить основные составляющие опыта ЛИ?.
Разработан новый способ оценки ресурсов, затрачиваемых на процесс выхода из ПС, для случая матричной весовой' функции, ребер графа.
Использование аппаратавложенных цепей Маркова позволяет на практике расчитывать вероятности по косвенным оценкам экспертами временных параметров дуг или 'интенсивностей в тех случаях, когда непосредственные оценки вероятностей затруднительны.
Разработано программное обеспечение, позволяющее в АСПР фиксировать в Оззе знании (ЕЗ) основные составляющие опыта ЛПР в ферме причинных J'OC, матрицы коэффициентов ' замещения и профессионального словаря предметной области и передавать их другим пользователям системы в режиме диалоге.
Разработаны алгоритмы и программное обеспечение выявления и структуризации лингвистической оболочки АСПР в виде системы локальных тезаурусов, лэзволяицей в. 3-4 раза ускорить построение описательной части КОС в процессе ПР.
Яа защиту выносятся
1)Система моделей открытого типа для описания ПО на стратегическом, тактическом к оперативном уровне.
2Жонцэптуальная модель причинных ИОС и методика их построения и структуризации,
3)Мэтодика формальной оценки затрат ресурсов на марковских причинных моделях для формирования множества вариантов решений. , -. 4)Меі'одика. многокритериального ПР на основе матрицы коэффициентов замещения к ее собственного вектора.
5)Матодцка выявления и представления енаний и формирования лингвистического обеспечения на основе технологии локальных
тезаурусов.
Апробация робота; Основные результаты диссертационной работы докладывались автором на:
конференции "Лвтэматизиров.проектирование технологических
процессов в машиностроении на персональных ЭЕМ%
(г.Екатеринбург, 19 г.) '
Юбилейной научн;-техн.конференции "Актуальные проблемы авиастроения",(Уфо,іЭ92г,)
. ЕСерОССИЙСКОЙ КОЯфер'-НІМИ "ТЄ0рЄТИЧЄСКИЗ и методические проблемы соверпонстЕованпл процесса преподавания социзльно- гуманитарных .и юридически дисциплин в учебных заведения МВД". (УБШ МВД,Уфа, 29-30 октября 1992 г.)
Мездународной конференции "Ergonomics In Russia, the other independent states, and around the world". (St.Petersburg, RUSSIA, June 21-24, 1993).
Научно-методической конференции "Новые учебные технология", (УТИС, Уфа, 13-15 зпр. 1994.)
Международном симпозиуме "Новые технологии в хирургии.", (Уфэ,9-11 июня 1994)
По материалам исследований опубліковано четырнадцать работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии и приложения. Работа содержит 187 страниц машинописного текста, 31 рис., 4 табл. Список литературы включает 174 наименования.
