Введение к работе
Актуальность работы. В конце XX – начале XXI века мир столкнулся с глобальной угрозой, которая негативно влияет на многие процессы. Речь идет о терроризме. Кроме того, за последние два десятилетия возросла вероятность техногенных катастроф, чрезвычайных ситуаций. Все вышеперечисленное ведет к многочисленным жертвам, огромному экономическому ущербу, как для граждан, так и государства в целом. Необходимо разрабатывать эффективные системы по предупреждению и ликвидации негативных последствий указанных выше явлений, в том числе, повышать качество управляющих систем по мониторингу опасных производств.
На текущий момент, в Российской Федерации происходят реформы в социальной сфере. Меняется система социальной защиты, предоставления льгот. В активной фазе проходят приоритетные национальные проекты, призванные улучшить ситуацию в самых проблемных сферах.
Приведенные выше задачи не могут решаться в полном объеме без использования современных информационно-коммуникационных технологий, потому что основным критерием, влияющим на конечный результат в рамках решения поставленных задач, будет служить уровень, качество и оперативность информационного обмена. Таким образом, мы затрагиваем самый широкий круг вопросов, требующих систематизации, упорядочивания. В большинстве случаев, от того, насколько эффективно в той или иной области налажен информационный обмен и учетные процедуры, зависит судьба многих людей.
Информационные системы, призванные автоматизировать указанные выше процессы, относятся к категории социально значимых. Кроме проблем стабильности функционирования социально значимых информационных систем, возникают вопросы оперативного поиска информации и группировки ее в нужных разрезах. При этом следует учитывать неточность первичной информации (к примеру, сведения о пострадавших, получаемых путем опроса самих пострадавших, находящихся в состоянии глубокого аффекта, либо имеющих тяжелые физические повреждения). Опыт показывает, что именно от максимальной полноты и достоверности выборок информации зависят не только последующие управленческие решения, но и конечный результат, и эффективность всей работы социально значимых автоматизированных информационно-управляющих систем.
Таким образом, решение проблемы сводится к двум задачам: создание стабильно функционирующей системы с оптимизированной структурой и повышение уровня пертинентности поиска в массиве неструктурированной информации без использования вспомогательных средств.
Целью диссертационной работы является разработка метода эффективного анализа структуры управляющей системы для создания ее оптимальной инфологической модели (ИМУС), создание метода интеллектуальной обработки поискового запроса, не требующего вспомогательных механизмов (тезаурусы, словари и т.п.), но вместе с тем наиболее полно удовлетворяющего информационные потребности пользователя по поиску в массиве неструктурированных данных специализированной информации, создание на основе разработанных методов и алгоритмов комплексного программного средства.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
1. Создание нового метода атрибутного анализа управляющей системы и составления ее оптимальной инфологической модели.
2. Разработка метода интеллектуального анализа поискового запроса для максимального удовлетворения информационных потребностей пользователя без использования вспомогательных средств.
3. Разработка принципов построения на основе указанных выше методов комплексного программного средства.
4. Создание системы для оценки эффективности применения предлагаемых методов.
Методы исследований. В работе были использованы аппарат математической логики, теорий множеств, графов, структур данных, построения и анализа эффективных алгоритмов, системного анализа, оптимизации на графах.
Научная новизна работы:
1. Разработан метод расчета коэффициента глубины связей между элементами иерархической управляющей системы (КГСУС), основанный на утверждении о том, что указанный коэффициент зависит от количества управляющих сигналов между элементами системы за определенный период времени.
2. Разработан метод иерархической дифференциации атрибутов информационных объектов управляющей системы с учетом глубины связей между элементами при системном анализе предметной области (ИДАИОПО), позволяющий существенно дополнить стандартные методы оптимизации структуры управляющих систем за счет введения нового показателя – коэффициента глубины связей между элементами системы.
3. Разработан метод интеллектуально-симптоматического анализа поискового запроса, позволяющий увеличить уровень пертинентности результатов поиска без применения дополнительных механизмов, к примеру, тезаурусов, основываясь лишь на содержимом массива информации, в котором осуществляется поиск.
4. Разработан метод оценки эффективности инфологической модели системы по таким показателям, как стабильность функционирования и размер.
5. Сформулированы критерии оценки эффективности результатов поиска за счет вычисления уровня пертинентности.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается результатами экспериментальных исследований и расчетов, работоспособностью разработанных на основе предлагаемых методов автоматизированных информационных систем, в том числе регионального уровня.
Практическая значимость работы:
1. Полученные модели, методы и алгоритмы используются для решения задач оптимального структурного анализа предметной области; максимальном удовлетворении информационных потребностей пользователя без дополнительных механизмов, затрат времени, вычислительных ресурсов; быстрой разработки структуры базы данных на основе эффективной инфологической модели предметной области; существенного снижения трудозатрат на проектирование систем при помощи метода иерархической дифференциации атрибутов информационных объектов управляющей системы.
2. Предложенный метод и алгоритм интеллектуального анализа поискового запроса могут быть использованы при разработке особо критичных поисково-информационных систем, как локальных, так и территориально распределенных любого уровня сложности.
3. Практическая значимость результатов диссертационного исследования подтверждается их внедрением на предприятиях металлургической и пищевой промышленности, а также в Федеральной службе по надзору в сфере здравоохранения и социальной защиты населения (г. Москва), Министерстве здравоохранения Республики Северная Осетия – Алания (г. Владикавказ), территориальном управлении Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения по Республике Северная Осетия – Алания (г. Владикавказ), лечебно – профилактических и фармацевтических учреждениях Республики Северная Осетия – Алания,.
4. Разработанное автором программное обеспечение использовалось для сбора и анализа информации о пострадавших и распределения поступающей гуманитарной помощи при террористическом акте 1-3 сентября 2004 года в средней школе №1 г. Беслан Республики Северная Осетия – Алания.
На защиту выносятся:
1. Метод иерархической дифференциации атрибутов информационных объектов управляющей системы с учетом глубины связей между элементами при системном анализе предметной области (ИДАИОПО) и разработанный на его основе алгоритм.
2. Методика расчета и применения коэффициента глубины связей между элементами управляющей системы (КГСУС).
3. Метод интеллектуально-симптоматического анализа поискового запроса и разработанный на его основе алгоритм (ИСАЗ).
4. Метод оценки эффективности разработанной инфологической модели системы на основе определения таких показателей, как размер и стабильность.
5. Методика оценки эффективности результатов поиска, основанная на вычислении уровня пертинентности.
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
- на II Международной научно – практической конференции «Актуальные проблемы информатики и информационных технологий», (Тамбов, 2005 г.);
- на Всероссийской научно-практической конференции “Информационное обеспечение реализации национального проекта «Здоровье», (Москва, 2006 г.);
- на Всероссийском форуме-выставке «Здоровье нации – основа процветания России», (Москва, 2006 г.).
- на I Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в здравоохранении», (Москва, 2006 г.)
- на ряде научно-технических конференциях профессорско-преподавательского .состава, научных работников и аспирантов СКГМИ (ГТУ) в 2004-2006 г.г.
Личный вклад автора: все основные результаты исследований, рассмотренные в диссертации, автором получены самостоятельно. В работах [2, 8, 9, 10], выполненных в соавторстве, все существенные положения разработаны автором.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах, из них 5 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ, выданных Федеральным институтом промышленной собственности (Роспатент), г. Москва.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений и включает в себя 133 страницы машинописного текста, 9 таблиц, 25 рисунков.
