СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЖНЫХ
МНОГОМЕРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ
МЯГКИХ МОДЕЛЕЙ
Содержание
1. System of Systems (SoS)
2. Нечеткость и Не-факторы
3. Нечеткость в ожидаемых
исследованиях
4. Выводы
1 System of Systems (SoS)
Управление экономикой страны и региона, которые, по
сути,
образует
сложные
динамические
системы,
предсказуемость ее развития возможно лишь на основе
своевременного получения и анализа достоверной текущей
информации о ее состоянии в условиях многофакторной
неопределенности, а также обнаружения закономерностей
основных процессов, в ней протекающих, с учетом того,
что по факту мы имеем дело с системой систем –
относительно новым направлением системной инженерии.
При моделирование SoS приходится сталкивается с
проблемами нечеткости на всех этапах получения,
обработки информации и интерпретации результатов.
System of Systems (SoS)
• Система систем, SoS, является общим названием для
совокупности целевых ориентированных систем,
которые объединяют воедино их ресурсы и
возможности, чтобы получить новую, более сложную
«метасистему», которая, в свою очередь, предлагает
больше функциональности и производительности,
чем просто сумма составных систем.
• Такой подход дополняет понятие когнитивного
информационного
пространства
аспектом
ситуационного
реагирования
по
поиску
согласованных образов информации, которой они
оперируют в ходе своей деятельности.
System of Systems (SoS)
Отметим перспективность следующие видов SoS:
• управляемые
(directed),
в
которых
присутствует
доминирующий модератор, имеющий право выдавать
приказы составляющим системам и распоряжающийся их
ресурсами;
• подтвержденные (acknowledged), в которых хотя и есть
доминирующий модератор, но имеющий возможность
лишь
рекомендовать
составляющим
системам
самоизмениться согласно выбранной им архитектуре;
• сотрудничающие (collaborative), в которых системы
согласовывают свои действия друг с другом по каждой
возникающей проблеме, но единого модератора,
менеджера проекта или аналогичного выделенного органа
управления нет.
System of Systems (SoS)
Связывание систем в совместной SoS обеспечивает
взаимодействие и синергизм систем управления
предприятием, управления административным органом,
управсвязи и информации, разведки и проч.
Система систем - это крупномасштабные параллельные и
распределенные системы, компоненты которых являются
самими сложными системами.
Система системного
образования включает в себя интеграцию систем в
систему, которая в конечном счете способствует
эволюции социальной инфраструктуры. Важнейшими
особенностями
SoS
являются
их
синергизм
(интероперабельность) и исходная неопределенность
(нечеткость) ситуаций реального функционирования.
2 Нечеткость и Не-факторы
Нечеткое множество – это совокупность
упорядоченных пар А = {(x, A(x)}, xХ,
A(x)[0,1] или нечеткое множество есть
функция A: Х[0,1], определенная
на решетке L, L-нечеткое множество А:
X L.
Допущения о природе принадлежности
Лотфи Заде
а) допущение о полноте принадлежности:
любой элемент либо принадлежит, либо не принадлежит
множеству: третье исключено
б) допущение о различимости принадлежности:: любые два
элемента множества различимы на шкале принадлежности.
в) допущение о взаимной компенсации: при возрастании
степени принадлежности убывает степень
непринадлежности и наоборот: , причем + = 1
Нечеткость и Не-факторы
Термин «НЕ-факторы», служит для обозначения комплекса
факторов, которые выражаются словами, имеющими
негативные оттенки в естественном языке, но
оказываются неотъемлемыми характеристиками
человеческих знаний.
НЕ-факторы лексически и содержательно отрицают одно из
свойств классических моделей знаний, например,
классической логики предикатов 1-го порядка:
определенность, полноту, непротиворечивость, точность,
однозначность, замкнутость, монотонность и пр.
Сегодня моделирование как отдельных НЕ-факторов,
так и взаимосвязей между ними становится одной из
ключевых задач искусственного интеллекта в особенности,
теории агентов и многоагентных систем.
Информационные НЕ-факторы
1. Неполнота информации – локальное восприятие
среды.
2. Неточность – интервальное ограничение по
точности восприятия.
3. Противоречивость информации, поступающей из
разных источников.
4. Неоднозначность предполагает наличие некоторого
распределения информации (вероятности,
возможности, правдоподобия, уверенности и пр.).
5. Нечеткость. Нечеткое значение приписывается
лингвистическим, качественным оценкам.
НЕ-факторы развития
1. Необратимость – направленность эволюции (во
времени) Необратимость выступает как всеобщая
асимметрия природы, как процесс постоянного
нарушения симметрии при развитии.
Необратимость Кооперативность
2. Неравновесность – порождение порядка из хаоса,
причина спонтанного структурогенеза в системах
Неравновесность Упорядочение
3. Неустойчивость – несохранение близости состояний
системы в ходе ее эволюции. Неустойчивое состояние
системы – необходимое условие ее развития. Связь
неустойчивости и эволюции через бифуркации
Неустойчивость Самоорганизация
4. Нелинейность – нарушение аддитивности в процессе
развития системы (принцип суперпозиции не
работает)
Нелинейность Интеграция
3
Нечеткость в ожидаемых
исследованиях
На основных уровнях получения и обработки информации
для каждого типа неопределенности необходимо
осуществить:
– поиск (выбор) соответствующего математического
описания и представления конкретного типа
неопределенности;
– выбор математического аппарата, с помощью которого
можно управлять (настраивать параметры) моделью с
выбранным типом неопределенности;
– нахождение эффективного способа измерения реальной
неопределенности в любой анализируемой ситуации;
– разработку методологии формирования адекватных
моделей для реальных объектов и процессов мониторинга,
чтобы выбрать показатели неопределенности, которые
можно вычислить.
4
Выводы
Таким образом, технология SoS позволяет значительно
повысить уровень спецификации проблемы и
решаемости новых классов задач, в том числе и не
ограниченные вычислениями и вычислителями.
Поскольку в основе нечетких и недоопределенных
моделей лежит недетерминированный вычислительный
процесс, обычно допускающий распараллеливание, их
эффективность может быть существенно повышена при
реализации на компьютерах с параллельной
архитектурой и при использовании облачных
технологий.
Источники
1. Патент RU № 2612326 Способ формирования цифровой план-схемы
объектов сельскохозяйственного назначения и система для его реализации
/И.Г. Акперов, С.О. Крамаров, В.И. Лукасевич, В.И. Повх, В.В. Храмов, А.Н.
Радчевский
2. Нариньяни, А.С. Недоопределенность в системе представления и обработки
знаний. - Техническая кибернетика, М,1986, N 5, с.3-28
3. ГОСТ Р 54500.3-2011 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по
выражению неопределенности измерения
4. Zadeh, Lotfi A.Fuzzy Logic, Neural Networks, and Soft Computing, Communicat
ions of the ACM, March 1994, Vol. 37 No. 3, pages 77-84.
5. Akperov, I. Fuzzy methods and algorithms in data mining and formation of digital
plan-schemes in earth remote sensing / Akperov I., Khramov V., Lukasevich V.,
Mityasova O. // 9 th INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOFT COMPUTING,
COMPUTING WITH WORDS AND PERCEPTIONS ICSCCW 2017 (Indexed by
Web of Science and Scopus) 22-23 August 2017, Budapest, Hungary.- Р.125-130
•
Спасибо за внимание