Вступ - Використання нейромережевих технологій при створенні систем підтримки прийняття рішень
При сучасному рівні розвитки техніки, коли навіть побутова техніка обладнується мікропроцесорними пристроями, виникнула потреба в інтелектуальних адаптивних системах керування, спроможних пристосовуватися до дуже широкого діапазону зовнішніх умов. Більш того, виникнула потреба в універсальній технології створення таких систем. Науковий досвід людства свідчить про те, що в природі можна знайти безліч цінних ідей для науки і техніки. Людський мозок є самим надзвичайним і загадковим створенням природи. Спроможність живих організмів, наділених вищою нервовою системою, пристосовуватися до навколишнього середовища може служити призовом до імітації природі або імітації при створенні технічних систем.
Серед імітаційних підходів виділяється клас нейромережевих методів. Нейронні мережі (НМ) [4] знайшли широке застосування в галузях штучного інтелекту, в основному пов'язаних із розпізнаванням образів і з теорією керування. Одним з основних принципів нейромережевого підходу є принцип конективизма. Суть його виражається в тому, що розглядаються дуже прості однотипні об'єкти, сполучені у велику і складну мережу. Таким чином, НМ є в першу чергу графом, із яких можна зв'язати сукупність образів, поданих як чисельні значення, асоційовані з вершинами графа, алгоритм для перетворення цих чисельних значень за допомогою передачі даних між сусідніми вершинами і простими операціями над ними. Сучасний рівень розвитку мікроелектроніки дозволяє створювати нейрочіпи, що складаються з дуже великого числа простих елементів, спроможних виконувати тільки арифметичні операції. Таким чином, нейромережеві методи підтримується апаратно.
Математично НМ можна розглядати як клас методів статистичного моделювання, що у свою чергу можна розділити на три класи: оцінка щільності ймовірності, класифікація і регресія [2].
Передбачається, що система підтримки та прийняття рішень (СППР) може бути цілком реалізована на нейронній мережі. У відмінності від традиційного використання НМ для рішення тільки задач розпізнавання і формування образів, у СППР узгоджено вирішуються задачі
Розпізнавання і формування образів
Одержання і збереження знань (емпірично знайдених закономірних зв'язків образів і впливів на об'єкт керування)
Оцінки якісних характеристик образів
Прийняття рішень (вибору впливів).
Особливостями СППР на базі НМ є:
Надмірність нейронів у мережі, необхідна для адаптації системи керування (СК) до умов існування, що змінюються, об'єкта керування (ОК). Внаслідок цього для практичної реалізації СК необхідно створення великих НМ (для порівняння людський мозок містить ~1011 нейронів).
НМ складається зі специфічних нейронів, що є більш близькими аналогами біологічного нейрона і пристосованими для рішення задач ППР.
Нейрони в мережі з'єднуються спеціальною образом, також для рішення задач ППР.
Особливості сучасних СППР роблять непридатними або малопридатними існуючі системи САПР і системи моделювання традиційних НМ (наприклад, BrainMaker) для створення прототипів СК ППР. Через цю обставину основні питання, що розглядаються в статті це:
Розробка інструмента системи побудови та дослідження нейронних мереж (СПДНМ) для моделювання і дослідження нейромережевих реалізацій прототипів СК ППР.
Розробка загальної схеми нейромережевої реалізації прототипів СК ППР.
Розглянемо основні сторони створення СППР на базі нейронних мереж. Будемо називати Керуючою системою (КС) систему керування, що імітує нервову систему відповідно до методології ППР. Під Об'єктом керування (ОК) будемо розуміти організм, що несе в собі нервову систему, іншими словами, ОК - це об'єкт, що повинний управлятися за допомогою КС, розташованої усередині ОК і взаємодіючої зі своїм оточенням за допомогою Блока датчиків (БД) і Виконавчих органів (ВО).
Мал. 1.3.1.
На мал. 1.3.1 [1] подана Система, під якою будемо розуміти середовище, у яке вкладений ОК, що містить у свою чергу КС. Як бачимо з малюнку, можна стверджувати, що КС управляє не тільки ОК, але й всією системою. Під середовищем у системі можна розуміти різні об'єднання об'єктів. Будемо називати Середовищем W Сукупність об'єктів, що лежать поза КС; Середовищем S - сукупність об'єктів, що лежать поза ОК; Середовищем U - всю систему.
Блок датчиків поставляє КС вхідну інформацію у вигляді двійкового вектора. Цей блок необхідний у реальних системах для сполучення середовища і КС, тому при моделюванні КС на ЕОМ не використовувався і ми не акцентуємо увагу.
Роботу блоку формування і розпізнавання образів (ФРО) можна уявити таким чином. У блоці ФРО на підставі апріорної інформації про можливі функціональні властивості середовища задані деякі об'єкти, назвемо їхніми Нейронами, на які відображаються деякі класи просторово-тимчасових явищ, що потенційно можуть існувати в системі. Відображення задається топологією мережі. У класі, відображуваному на нейрон, виділяється підклас, що може сприйматися даним нейроном. Кожний нейрон може статистично аналізувати сприйманий їм підклас. Накопичуючи статистичну інформацію про сприйманий підклас, нейрон може прийняти рішення, чи є цей підклас випадковим або невипадковим явищем у системі Якщо якийсь нейрон приймає рішення, що відображуваний на нього підклас є невипадковою подією, то він переходить у деякий відмінний від вихідного навчений стан. Якщо нейрон навчений, то будемо говорити також, що сформований образ, цей образ ідентифікується номером даного нейрону. Підклас явищ, що сприйнятий нейроном, і який викликав його навчання, тобто просторово-тимчасові явища, статистично вірогідно існуючі в системі, називається Прообразом Даного образу. Сформований образ може бути розпізнаний блоком ФРО, коли прообраз даного образу спостерігається БД. Блок ФРО вказує, які з сформованих образів розпізнані в сучасний момент. Одночасно з цим розпізнані образи беруть участь у формуванні образів більш високих порядків, тобто має місце агрегування та абстрагування образів.
Блок Формування бази знань(БЗ) призначений для автоматичного уяввлення емпірично знайдених КС знань про функціональні властивості системи.
Блок оцінки стану(БОС) виробляє інтегральну оцінку якості стану ОК St.
Блок Вибору дії Або, надалі, Блок прийняття рішень (БПР) реалізує процедуру ухвалення рішення, засновану на аналізі поточної ситуації, цільових функцій, змісту БЗ, а також оцінки поточного значення оцінки St.
Блок Визначення часу ухвалення рішення Визначає глибину перегляду БЗ у залежності від поточної оцінки St. Чим вище значення St, тим більше образів (у порядку спадання модулю їхньої ваги) може врахувати КС при ухваленні рішення, тим менше темп прийняття рішень.
У КС можуть бути засоби для апріорного аналізу наслідків альтернативних дій, що вибираються на декілька кроків вперед.
Такий у самих загальних рисах алгоритм керування, реалізований КС у СППР. Основні властивості процесу керування складаються в тому, що КС автоматично накопичує емпіричні знання про властивості пред'явленого їй об'єкта керування і приймає рішення, спираючись на накопичені знання. Якість керування росте в міру збільшення обсягу накопичених знань. Зауважимо також, що керування складається не в тому, що КС реагує на вхідну інформацію, а в тому, що КС постійно активно шукає можливий у поточних умовах засіб поліпшити стан ОК. Тим самим КС СППР має внутрішню активність.
При створенні додатків може бути доцільним використання КС СППР для керування тільки в тих областях простору ознак, у котрих раніше використовувані методи були неефективними. Іншими словами, корисно розділити ознаковий простір на дві області: на область, для якої є апріорна інформація про властивості ОК, і в який можна застосувати систему керування, і на область, у котрої немає інформації про властивості ОК, де потрібно адаптація в реальному часі керування.
Похожие статьи
-
Для моделювання на ЕОМ компонентів КС, сконструйованих із нейронів усвідомлена необхідність у спеціальному інструменті, що дозволяє за допомогою зручного...
-
На мал. 3.1.1 [4], поданий у спрощеному виді біологічний нейрон. Схематично його можна розділити на трьох частини: тіло клітини, що містить ядро і...
-
Підсумовуючи інформацію, щодо побудови системи на базі нейронних мереж ми бачимо, що використання нейромережевих технологій є перспективним напрямком...
-
Визначення структури інформаційної системи - Технологія проектування інформаційних систем
Основу системної побудови інформаційної системи становить її структура, яка має бути досить повною. Засобами структуризації є процедури декомпозиції...
-
W-CDMA в системах третього покоління - Дослідження мереж передачі даних на базі технології W-CDMA
Аналогові стільникові системи зазвичай називаються системами першого покоління. Цифрові системи, що знаходяться у використанні в даний час, такі як GSM,...
-
Автомобільний транспорт - одна з найважливіших галузей народного господарства, розвивається як невід'ємна частина єдиної транспортної системи країни. Він...
-
Основні принципи, концепція та визначення Метод функціонально-статистичних випробувань (МФСВ) - непараметричний інформаційно-екстремальний метод аналізу...
-
Вступ - Створення комутаційної техніки на основі цифрових систем передачі
З кожним роком зростає обсяг інформації, яка підлягає передачі по каналах зв'язку. Характерним при цьому є не тільки кількісне зростання обсягів...
-
H2 = , Отсюда получим h = 1.79 Рассчитаем вероятность неправильного принятия решения в рассматриваемом приемнике (ДЧМ, КГ). Воспользуемся формулой...
-
Розподіл функцій між людиною і машиною Задачу розподілу (узгодження) функцій між людиною і машиною не можна вирішувати тільки на основі інженерних...
-
Класифікація і структура ергономічних вимог Ергономічне забезпечення грунтується на ЕВ, що є вихідними при проведенні проектної роботи. Вони визначаються...
-
В даний час при дослідженні, описі і проектуванні СЛМ можуть використовуватися чотири загальних методологічних принципи: функціональний, структурний,...
-
Эксплуатационные ограничения ОСН сохраняет работоспособность в условиях открытой атмосферы влажностью от 0 до 100% и при температуре от -40 до +40...
-
Промислові мережі - інтегровані, відкриті промислові комунікації. Промисловий Ethernet (IEEE 802. 3) міжнародний стандарт для мереж що мають як...
-
Визначення структури і складу системи керування робиться за допомогою конфігуратора HW Config , який є складовою частиною язика програмування. Він...
-
Двійкова система числення - Загальні відомості про технологію кодування
Двійкова система числення була придумана математиками і філософами ще до появи комп'ютерів (XVII XIX вв.). Видатний математик Лейбніц говорив:...
-
Значення і основіні поняття інформаційних систем - Технологія проектування інформаційних систем
Cучасні економічні інформаційні системи створюються для обробки великих обсягів інформації при жорстких обмеженнях на час видачі результатів. Вони мають...
-
Особливістю нинішнього етапу розвитку інформаційних систем армій економічно розвинених держав є повсюдне впровадження нових стандартів цифрової обробки...
-
Розподіл функцій обробки інформації між людиною і ЕОМ - Технологія проектування інформаційних систем
Це питання тісно пов'язано з розв'язанням проблеми спілкування людини і ЕОМ, під яким можемо розуміти вільний обмін даними і знаннями прийнятою розмовною...
-
Розробка постановки задач - Технологія проектування інформаційних систем
Постановка задачі інформаційної системи - необхідна та достатня сукупність знань з конкретної задачі інформаційної системи, які визначають її суть,...
-
Особливості обробки сигналів в системі мобільного зв'язку з ЦДУ Як відомо, ємність СМЗ обумовлена кількістю абонентів, які вона може обслужити, є дуже...
-
Супутникові ретранслятори для передавання інформації застосовуються в міжнародних, регіональних та національних засобах зв'язку, а також для організації...
-
Я вважаю, що тема моєї дипломної роботи є актуальною тому що, для любого електромеханіка який займається ремонтними роботами є необхідністю мати...
-
Современные технологии, используемые для решения задач, связанных с планирование грузовых автомобильных перевозок, в логистике позволяют значительно...
-
Техніко-економічне обгрунтування - Створення комутаційної техніки на основі цифрових систем передачі
"Квант" призначено для побудови центральних ЦС, вузлових УС, кінцевих станцій ОС і вузлів автоматичної комутації УАК, що включаються до відомчої і...
-
Вступ - Однокристальні мікроЕОМ для побутового застосування
Однією з характерних рис нинішнього етапу науково-технічного прогресу є більш широке застосування мікроелектроніки в різних галузях народного...
-
Стан сучасних розробок - Створення комутаційної техніки на основі цифрових систем передачі
Однією з плідних ідей розвитку сучасної системи комутації вважається концепція NGN (мережі зв'язку наступного покоління), що передбачає перехід на...
-
Склад і зміст робіт на стадії "Робоча документація" - Технологія проектування інформаційних систем
Згідно з ГОСТ 34.601-90 "Стадии создания" стадію можна поділити на два етапи. 1. Розробка робочої документації на систему та її частини. 2. Розробка чи...
-
Вступ - Телекомунікаційні системи та мережі
Проходження студентами практики, є обов'язковим складовим елементом підготовки будь-якого спеціаліста. Під час проходження практики студент закріплює...
-
Робота по формуванню образу систем рухомого зв'язку третього покоління почалася відразу після того, як Всесвітня адміністративна конференція з...
-
Класифікація радіорелейних систем передачі - Засоби радіорелейного зв'язку
Існує безліч різних класифікацій радіорелейних систем передачі (РРСП) у залежності від ознак, покладених у їхню основу. За належністю до різних служб...
-
А) первому уровню оплаты труда по ТСР Б) по второму уровню В) по третьему уровню Г) по четвертому уровню При применении сдельно-премиальной системы...
-
Рекомендації щодо використання вітчизняної елементної бази - Реалізації технології ЦДУ
Повнота реалізації переваг ЦАР багато в чому залежить від якісних параметрів елементної бази. Прогрес у розвитку мікропроцесорної техніки і теорії ЦОС...
-
Централизованная порейсовая система: регистрация пассажиров производится в центральном зале, где каждая стойка закреплена за отдельным рейсом....
-
Архітектура контролерів серії C51 - Структурні особливості сучасних мікропроцесорних систем
В даний час серед усіх 8-розрядних мікроконтролерів - сімейство MCS-51 є безсумнівним чемпіоном з кількості різновидів і кількості компаній, що...
-
Ентропійний КФЕ Для оцінки функціональної ефективності СПР широко використовуються ентропійні нформаційні критерії. Наприклад, за Шенноном такий...
-
Гвинтові знімачі на відміну від важільних дають можливість отримати достатньо велике зусилля спресування порівняно з зусиллям, приложеним працівником до...
-
Вступ - Технологія заміни шестерні колінчастого вала двигуна трактора Т-150К
При роботі і зберіганні машин, які використовуються в сільському господарстві, в результаті впливу ряду факторів деталі машин опрацьовуються і...
-
ВВЕДЕНИЕ, Задачи, решаемые с помощью ОЭС - Оптико-электронные системы и устройства
Оптико-электронными принято называть системы и устройства, в состав которых входят как оптические так и электронные узлы, причем и те и другие служат для...
-
Мета роботи: набуття практичних навичок щодо використання методів статистичних рішень в задачах діагностування авіаційної техніки. Стислі теоретичні...
Вступ - Використання нейромережевих технологій при створенні систем підтримки прийняття рішень