Теоретические сведения

Практическая работа № 5

СИСТЕМНО-КОГНИТИВНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЗЕРНА УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ

Цель работы: определение основных факторов и разработка метода определения направления и силы влияния данных факторов на степень обеззараживания зерна ультрафиолетовым облучением при помощи системно-когнитивного анализа, реализованного в интеллектуальной системе "Эйдос".

Теоретические сведения

Математической основой системно-когнитивного (СК) анализа является теория информации, которая базируется на теории множеств, путем замены понятия множества на более общее понятие системы и на отслеживании всех последствий этой замены.

СК-анализ реализован в универсальной когнитивной аналитической системе «Эйдос», которая является отечественной универсальной системой искусственного интеллекта и широко применяется и развивается в настоящее время. Система «Эйдос» и методика ее применения разработаны профессором Луценко Е.В. в 1979 году для медицинской диагностики. Экспериментальная апробация системы в ходе численного эксперимента была проведена в 1981 году. В настоящее время система «Эйдос» применяется для решения задач прогнозирования, поддержки принятия решений и научных исследований во многих предметных областях.

Для построения моделей систем распознавания образов и принятия решений, ориентированных на применение для синтеза адаптивных систем управления сложными объектами, в системе «Эйдос» определяется суммарное количество информации о каждом информационном источнике, что позволяет получить интегральный критерий для идентификации или прогнозирования состояния объекта.

Для синтеза системно-когнитивной модели оценки степени обеззараживания зерна ультрафиолетовым облучением используется методика, которая включает этапы приведенные ниже.

1. Формализация предметной области, т.е. разработка классификационных и описательных шкал и градаций. Описательные шкалы и их градации предназначены для ввода основных факторов, влияющих на поведение объекта управления – класса.

2. Подготовка Excel-файла эмпирических данных, содержащих показатели, характеризующие степень обеззараживания зерна ультрафиолетовым облучением.

3. Автоматизированный ввод данных в систему «Эйдос» из Excel-файла исходных данных с помощью стандартного программного интерфейса системы.

4. Синтез и верификация интеллектуальных моделей.

5. Определение наиболее достоверной модели и назначение ее текущей.

6. Решение задач идентификации и прогнозирования.

Характерной особенностью системы «Эйдос» является возможность использования широкого диапазона градаций, которых может быть различное количество по различным шкалам.

Описательные шкалы определяют основные параметры: влажность воздуха, высота слоя зерна, время облучения, плотность потока УФС, температура окружающей среды, и расстояние зерна от источника облучения.

Градации описательных шкал заданы в виде термов: «Низкая», «Средняя», «Высокая» и образуют матрицу

где n – число исследуемых объектов в обучающей выборке;

m – число факторов, воздействующих на состояния объекта;

– обозначения термов описательных шкал.

В качестве классификационной шкалы используется «Степень обеззараживания», которая содержит градации: «Низкая», «Ниже средней», «Средняя», «Выше средней», «Высокая».

Градации классификационной шкалы обучающей выборки образуют вектор