Подход к разработке прототипа динамической

УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии
Л.И. АНИКИНА, А.С. ВАВИЛОВА
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ ПРОТОТИПА ДИНАМИЧЕСКОЙ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ УССУРИЙСКИХ ТИГРОВ
В данной работе описывается разработка прототипа динамической интеллектуальной системы для прогнозирования и диагностики численности популяции уссурийских тигров.
В настоящее время актуальна проблема сохранения редких видов животных.
Примером может служить популяция уссурийских тигров [1]. Необходимы специальные автоматизированные системы, позволяющие отслеживать численность
популяции уссурийских тигров. Эти системы предназначены для выдачи рекомендаций по изменению количества людей, охраняющих этих животных и др.
Однако, как показал проведенный анализ, подобные системы в отечественной
практике пока отсутствуют. Поэтому в лаборатории “Системы искусственного
интеллекта” кафедры Кибернетики МИФИ проводится цикл работ, связанных с
исследованием возможности создания прототипа динамической интеллектуальной системы (ДИС) для прогнозирования и диагностики численности популяции
уссурийских тигров.
На основании методики, предложенной в работе [2], и использования возможностей инструментального средства G2 (продукта компании Gensym
Corporation), предназначенного для разработки интеллектуальных систем, был
предложен подход для решения поставленных задач прогнозирования и диагностики численности популяции уссурийских тигров.
Наиболее сложным при реализации прототипа является моделирование
внешнего мира. Рассмотрим более детально эту проблему. Имеется ареал на
Дальнем Востоке, в котором проживает популяция уссурийских тигров [1]. Популяцию рассматривают в качестве структурной единицы вида и единицы эволюции. Каждая популяция характеризуется определенной численностью (частотой, процентом или долей) особей с тем или иным признаком, ее изменениями во
времени. В природе происходит постоянное колебание численности популяций:
число особей то сокращается, то увеличивается. Неравномерность распределения
особей одного вида в ареале обитания связана с колебаниями урожаев кормов,
климатических условий (влажности, температуры, освещенности и др.), возрастным и половым составом особей, интенсивностью их размножения и продолжиISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 3
225
УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии
тельностью жизни, а также от таких факторов, как численность и местонахождение браконьеров и лесничих. К факторам эволюции, помимо естественного отбора – процесса, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях признаками, относится также изоляция, т.е. возникновение различных преград к свободному
скрещиванию особей [3]. Перечисленные факторы повышают или понижают
частоту различных генотипов в популяции и значительно усложняют зависимости в уравнении эволюции. Сокращение численности за некоторые пределы может привести к вымиранию генотипов популяции или к стационарности плотности особей [3].
Таким образом, основным назначением разрабатываемого прототипа ДИС
является определение численности популяции уссурийских тигров в любой заданный момент времени, а также выдача рекомендаций по изменению количества лесников.
Рассмотрим некоторые программные решения, предложенные средствами G2
при создании прототипа. Моделью внешнего мира для данной системы является
ареал с проживающей в нем популяцией уссурийских тигров. Ареал представляет собой класс с определенным набором атрибутов: влажность, освещенность,
температура и т.д. Особь представляет собой класс с набором атрибутов: например, продолжительность жизни, возраст, пол, связь с другими особями. Браконьеры и лесники в системе также представляют собой классы с набором следующих атрибутов: численностью и производительностью труда (количеством убитых и спасенных тигров на единицу площади, соответственно).
В заключении следует отметить, что созданный прототип ДИС обладает возможностями расширения базы знаний системы и возможностями изменения в
процессе моделирования некоторых параметров пользователем.
Список литературы
1. Смирнов Е.Н. Амурского тигра нельзя не сохранить // Природа. 2001. №1. С.41-50;
№2. С.47-56.
2. Рыбина Г.В. Использование методов имитационного моделирования при создании
интегрированных экспертных систем реального времени. Известия РАН. Теория и системы
управления. 2000. №5. С.182-191.
3. Базыкин А.Д. Математическая биофизика взаимодействующих популяций. М.:
Наука, 1985.
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 3
226