В статье представлена технология построения интеллектуальных систем, ориентированная на экспертов, т.е. специалистов в предметных областях, для которых разрабатываются системы. В качестве базиса представления знаний предлагается модель, интегрирующая взаимодополняющие друг друга методы и средства представления и обработки знаний следующих моделей: онтологической, сетевой, продукционной, недоопределённой и императивной при ведущей роли онтологической модели. Инструментальные средства, построенные на основе интегрированной модели, могут применяться для разработки широкого класса интеллектуальных систем. Для того чтобы сделать эти средства доступными для непосредственного использования экспертами, была предложена технология построения интеллектуальных систем, базирующаяся на специализированных оболочках, настроенных на определенные области знаний и классы задач. При этом сами специализированные оболочки могут создаваться инженерами знаний путем частичного заполнения баз знаний соответствующих универсальных оболочек с использованием включенных в них средств описания предметных знаний.

Бесплатно

Семантические модели для оценки влияния комплекса факторов на развитие заболеваний

Грибова Валерия Викторовна, Окунь Дмитрий Борисович, Шалфеева Елена Арефьевна

Статья научная

Представлен анализ подходов и решений к прогнозу состояний, развития заболеваний и оценке рисков. Показано, что реализация программных сервисов на различных платформах затрудняет возможность их комплексного использования и выбор между имеющимися решениями. Это обусловило актуальность создания единой семантической модели заболеваний, интегрирующей различные методы и подходы и аккумулирующей знания о рисках и прогнозе в едином информационном пространстве. Предложена новая семантическая модель для учёта влияния комплекса факторов на развитие различных событий, угрожающих здоровью и жизни. Особенностью модели является независимость от конкретного заболевания либо группы заболеваний, что позволяет использовать её в различных разделах медицины. Данная модель апробирована на платформе IACPaaS, реализован программный решатель, позволяющий на основе базы знаний и анализа электронной медицинской карты пациента генерировать понятное для врачей объяснение. Применение новой модели для формирования знаний показано на примере оценки рисков и прогноза сердечно-сосудистых событий.

Бесплатно

Семантическое моделирование при построении цифровых двойников энергетических объектов и систем

Массель Л.В., Массель А.Г.

Статья научная

Рассматривается задача построения цифровых двойников и умных цифровых двойников для моделирования и управления в энергосистемах. Под энергосистемой понимается совокупность энергетических ресурсов всех видов, методы их получения (добычи), преобразования, распределения и использования, а также технические средства и организационные комплексы, обеспечивающие снабжение потребителей различными видами энергии. Анализируются интегрированные интеллектуальные энергосистемы и основные направления цифровизации энергетики. Рассмотрены понятие «цифровые двойники» в технических сферах, онтологический подход к построению цифровых двойников и семантические модели построения умных цифровых двойников. Предложено использование фрактального подхода при выполнении онтологического инжиниринга, который даёт возможность формализации понятий предметной области и позволяет строить разномасштабные онтологии с использованием метауровней онтологий. Представлены модели цифровых двойников и умных цифровых двойников. Разработанные подходы проиллюстрированы на примерах построения цифрового двойника солнечной электростанции и умного цифрового двойника топливно-энергетического комплекса. Описанный в статье подход даёт возможность интеграции цифровых и умных цифровых двойников разных уровней в единое цифровое решение при моделировании объектов энергетики и энергосистем.

Бесплатно

Семантическое ядро цифровой платформы

Максимов Н.В., Голицына О.Л., Ганченкова М.Г., Санатов Д.В., Разумов А.В.

Статья научная

Дано обобщённое описание интегрированного комплекса декларативных и процедурных средств, в совокупности обеспечивающих согласованное информационное (семантическое) представление сложных объектов на всех этапах их жизненного цикла. Знания (факты) представляются системой онтологий разного уровня, а структура - таксономиями и классификациями. Онтология определяется как система трёх взаимосвязанных систем (функциональной, понятийной и знаковой), а система таксономий представляет классы объектов и процессов, характерных для основных «координат» деятельности. Информационный поиск, как компонент семантического ядра, рассматривается как сложный самосогласованный процесс конструирования нового знания, где знание - это информация (тексты находимых документов), связываемая с контекстом задачи и представлениями пользователя. Такой контекст целенаправленно или косвенно задаётся пользователем посредством предопределённых семантических структур (таксономий, онтологий) либо посредством динамически формируемых компонентов (словников, выборок и т.д.). Это составляет существо семантического когнитивного поиска, когда система не только реализует отбор документов традиционными методами поиска, но и формирует образ информационной потребности, что, в свою очередь, позволит системе синтезировать комплексные, аспектно-ориентированные ответы. Предлагаются автоматизированные технологии поддержки лингвистического обеспечения, основанные на дистрибутивно-статистическом анализе как потоков объектного знания и неявного знания (извлекаемого системой в процессе взаимодействия), так и компонентов понятийно-терминологических систем. Представленные в статье средства апробированы в рамках разработанного программного комплекса xIRBIS-ML, предназначенного для организации семантического поиска в массивах данных сложных инженерных объектов.

Бесплатно

Сетевая концепция метадисциплинарной платформы конструирования множественных реальных и виртуальных миров

Берестнева О.Г., Лызин И.А., Тихомиров А.А., Корняков М.В., Джафари Г., Дуга С.В., Куулар Э.К., Труфанов А.И., Петрова Л.А.

Статья научная

В последние годы становится актуальной проблема освоения дополненной и виртуальной реальностей в широком спектре человеческой деятельности. В работе выполнен анализ необходимости, требований и возможностей метадисциплинарного конструирования в обобщённом пространстве, сопрягающем реальное и виртуальное для нужд образовательной сферы. Сложность совмещения миров, объёмность данных, учёт динамики рассматриваются как проблемы, доступные для расчётного решения и практической реализации на базе сетевой платформы. В рамках предлагаемой концепции предусмотрен вход в сетевое подпространство, содержащее сетевые отпечатки обобщённого реально-виртуального мира, согласование в нём множественных компонентов и возвращение в единый образ смешанного мира, воспринимаемый через разработанное приложение. Сетевая платформа включает как сетевые элементы онтологии, так и представление, хранение и обработку данных с использованием графовых нереляционных баз данных и инструментов анализа и визуализации сетей. Архитектура с сетевым компонентом обработки данных даёт возможность продвинуться в направлении совершенствования платформы - конструктора множественных реальных и виртуальных миров. Особый акцент на сетевую парадигму обусловлен практической ценностью «сетевой» смешанной реальности (особенно в образовательной сфере) и заключается в том, что информация представлена в хорошо структурированной форме. Можно ожидать, что инструменты, способные выполнять такое структурирование не только технологически (что необходимо для распознавания, трекинга и визуализации), но и на пользовательском уровне, явятся удачным способом поддержки образовательного пространства.

Бесплатно

Сетевая модель распространения нескольких видов активности в среде сложных агентов и её приложения

Жилякова Л.Ю.

Статья научная

В работе предложена онтология гетерогенной сети и сетевого поведения её активных акторов (агентов), обладающих внутренней структурой. Потенциальное взаимодействие агентов задаётся взвешенным графом, вершины которого - гетерогенные автоматы с бесконечным числом состояний, а рёбра соответствуют влиянию вершин друг на друга. Активность моделируется распространением целочисленного ресурса - фишек. Вершины обмениваются фишками m различных типов в дискретном времени. Каждое ребро сети имеет m неотрицательных весов, характеризующих пропускную способность по каждому типу. На множестве типов фишек задаются отношения и операции, с помощью которых вершины могут не только изменять внутреннее состояние, но и влиять на конфигурацию активности сети в целом. В качестве приложения приведена модель пороговых взаимодействий в социальной сети с двумя видами активности и пятью типами агентов с разными порогами активации.

Бесплатно

Синергетические базы знаний

Евгенев Г.Б.

Статья научная

Современные базы знаний должны в значительной мере соответствовать человеческому мышлению и реальности мира. Синергетические базы знаний создают возможность совместного использования как «жёстких» вычислений, которые требуют точности и единственности решения, так и «мягких» вычислений, допускающих заданную погрешность и неопределённость для конкретной задачи. Предложена методология создания синергетических систем для представления знаний с использованием технологий искусственного интеллекта. Методология основана на методах создания баз знаний и может использоваться для разработки систем проектирования и управления в отраслях промышленности. Предложена модель представления лингвистических переменных. Рассмотрен метод создания нечётких баз знаний и этапы механизма логического вывода. Описан нечёткий вывод на примере механизма Мамдани. Предложена функциональная схема создания систем нечёткого логического вывода на основе структурированного чёткого модуля знаний. Рассмотрен метод создания баз знаний для реализации нейросетевых моделей. Приведён пример базы знаний для обучения нейронных сетей.

Бесплатно

Синтез схем баз данных на основе онтологии

Кучуганов М.В.

Статья научная

Рассматривается задача автоматического синтеза схемы реляционной базы данных по описанию онтологии предметной области в дескрипционной логике. Предлагается алгоритм экспликации и анализа сведений о связях концептов, релевантных задаче генерации схемы базы данных. Приводится пример генерации схемы фрагмента базы данных производственной организации. Отличие предлагаемого алгоритма от уже существующих алгоритмов генерации схем баз данных для онтологий предметной области, описанных на языке дескрипционной логики, заключается в том, что он ориентирован на создание базы данных для хранения информации (фактов) о состоянии предметной области, которая пригодна не только для решения логических запросов со стороны базы знаний (основанной на дескрипционной логике и логическом выводе), но и для обработки обычных SQL запросов со стороны любых других инженерных приложений (информационных систем), работающих с этой информацией. Полученная в результате логического анализа онтологии схема базы данных достаточна для хранения информации о любом не противоречащем онтологии состоянии предметной области, гарантирует ссылочную целостность данных и позволяет организовать эффективный доступ к ним.

Бесплатно

Система поддержки принятия решений для бизнес-процесса внутреннего аудита качества предприятия

Антонов В.В., Конев К.А.

Статья научная

Изложен подход по применению ситуационно-онтологической методологии построения системы поддержки принятия решений для предметной области внутреннего аудита качества предприятия. Отмечается проблема, связанная с высокими требованиями к компетенции специалистов данной области. Для предметной области внутреннего аудита качества разработана концептуальная модель в виде её функциональной схемы. С использованием стандарта IDEF5 разработана онтологическая модель одной из основных функций бизнес-процесса аудита качества, предложен подход к организации хранения информации бизнес-процесса в базе данных. Для функции классификации причин несоответствий при аудите качества приведён пример настройки решателя интеллектуальной компоненты системы поддержки принятия решений. Выявлены значимые точки принятия решений в бизнес-процессе аудита качества, сформирована структура взаимодействия его участников с интеллектуальной подсистемой системы поддержки принятия решений. Предложена структура интеллектуальной подсистемы системы поддержки принятия решений, используемой в процессе аудита качества на предприятии.

Бесплатно

Система поддержки принятия решений при управлении техническим обслуживанием автономных транспортных средств

Орлов С.П., Сусарев С.В.

Статья научная

Автономные транспортные средства являются сложными объектами, оснащёнными средствами мониторинга технического состояния и передачи данных для диагностики и прогнозирования. Проектирование новых образцов автономных и роботизированных автомобилей неразрывно связано с разработкой системы технического обслуживания. Эффективное функционирование системы технического обслуживания обеспечивается использованием интеллектуальных технологий и цифровых двойников. В статье рассматривается подход к проектированию системы поддержки принятия решений при техническом обслуживании и ремонте парка автономных транспортных средств. Система поддержки принятия решений ориентирована на роботизированные автомобили сельскохозяйственного назначения. Предлагаемая структура системы носит общий характер и может использоваться в транспортно-логистических предприятиях различных отраслей экономики. Представлена общая архитектура системы технического обслуживания, включающая нейро-цифровой двойник транспортного средства, блок аналитики, имитационные модели процессов эксплуатации и сервисные центры. Компонентами нейро-цифрового двойника являются цифровые двойники агрегатов автомобиля, база знаний, онтология предметной области, искусственные нейронные сети и коллектив экспертов. Предлагаемый подход основам на сочетании интеллектуальных технологий и имитационного моделирования во взаимодействии с коллективом экспертов. Разработан комплекс имитационных моделей функционирования парка автономных транспортных средств. Для анализа процессов эксплуатации автономных автомобилей предложены модели, основанные на стохастических временных раскрашенных сетях Петри. Разработанная системы поддержки принятия решений может быть использована на этапе виртуального ввода в эксплуатацию и при реальной работе автономных транспортных средств.

Бесплатно

Система рецензирования в журнале

Другой

Бесплатно

Система семантического анализа ответных текстов обучаемого на естественном языке

Сулейманов Д.Ш.

Статья научная

В статье описывается двухуровневая модель контроля ответа обучаемого, лежащая в основе построения системы семантического анализа ответных текстов на естественном языке в диалоговом контексте. Дается описание двух важных методологических принципов: «детерминированности контекста» и «ожидаемости смысла ответа», за счет которых достигается эффективность системы. Описываются архитектура системы и шесть базовых принципов реализации: выделение системы семантических единиц; семантическая классификация вопросно-ответных текстов на основе типовых отношений; разработка индивидуальных концептуальных грамматик семантических классов; сегментация вопросно-ответных текстов; релевантность представления знаний (модели ответа); открытости системы. Работа системы демонстрируется на примере анализа ответа класса Функция.

Бесплатно

Система управления банковской деятельностью с применением средств искусственного интеллекта

Замула А.А.

Статья научная

Разработана система управления банковской деятельностью, построенная с применением средств искусственного интеллекта. Банковские процессы формализованы с помощью теории множеств, построена схема управления банком, включающая такие управляющие элементы, как процентная ставка и показатель качества банковской деятельности. Сформирована структура интеллектуальной системы поддержки принятия решений. Разработанная на основе онтологического анализа предметной области система управления позволит повысить эффективность принятия решений при выборе направления развития банка.

Бесплатно

Системная модель интеллектуальной предметно-ориентированной профайлинг-системы

Антонов В.В., Харисова З.И., Мансурова З.Р., Родионова Л.Е., Калимуллин Н.Р., Куликов Г.Г.

Статья научная

Современные возможности интеллектуальных систем позволяют значительно расширить применение методов структурно-параметрического анализа данных в предметно-ориентированных областях, ранее считавшихся исключительной прерогативой специалистов-экспертов с соответствующими опытом и знаниями, основанными на онтологии этих областей. Исключением не стали возможности применения интеллектуальных программных аналитических комплексов в области профайлинга - получения характеристик и прогноза поведения личности на основе частных признаков, характеристик физиологии, невербальных и вербальных проявлений. Предлагается системная модель интеллектуальной профайлинг-системы, открывающая возможности как для отбора кадров, так и эффективной подготовки и ротации сотрудников, которая соответствует структуре экспертной системы. Ставится задача обеспечения валидации и верификации моделей с учётом неопределённости. Разработан программный аналитический комплекс, внедрение которого позволит производить поиск и анализ данных, формировать показатели для последующего их использования в принятии решений при управлении процессами организации. Представление знаний об исследуемой предметной области в виде системной модели позволяет применять формальные логические правила, графоаналитические метаязыки и правила для разработки и проектирования программных аналитических комплексов, обеспечить «электронную» прозрачность и открытость в управленческих, технологических и других аспектах. Для реализации данной парадигмы определяются и создаются государственные реестры открытых информационных ресурсов. Новизна результатов представлена на примере формирования комплекса параметров, необходимых для оценки личности с учётом специфики деятельности и структуры организации.

Бесплатно

Ситуационное управление и мультиагентные технологии: коллективный поиск согласованных решений в диалоге

Скобелев П.О.

Статья научная

Предлагаются принципы создания интеллектуальных систем нового поколения для ситуационного управления ресурсами предприятий в реальном времени на основе формирующейся теории интерсубъективного управления. Предложен мультиагентный подход к построению рассматриваемых систем, связанный с переходом к автономному циклу управления ресурсами, включающему реакцию на события, распределение и планирование ресурсов, оптимизацию решения (при наличии времени), согласование с пользователями, мониторинг и контроль выполнения построенного плана, а также перепланирование при расхождении плана и факта - циклу, присущему любым живым организмам. Ключевой особенностью подхода становится возможность поддержания диалога для достижения системой консенсуса лиц, принимающих решения. Предлагаются направления дальнейших исследований и разработок рассматриваемых систем.

Бесплатно

Ситуационное управление с позиций постнеклассической науки

Виттих В.а

Статья научная

Ситуационное управление рассматривается с позиций постнеклассической научной рациональности, исходящей из того, что знания об объекте соотносятся не только с его особенностями взаимодействия со средствами наблюдения, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности субъекта. Описываются основные этапы процесса принятия решения по регулированию проблемной ситуации. Подчёркивается, что ситуационное управление должно стать доминирующей парадигмой организации процессов управления в XXI веке.

Бесплатно

Сквозное проектирование автоматизированных систем на основе онтологий

Негода Виктор Николаевич, Куликова Анна Александровна

Статья научная

В настоящее время проводится большое количество исследований по применению онтологий при разработке автоматизированных систем. Онтологическое моделирование позволяет повысить эффективность процесса разработки программного обеспечения. Разделение труда при разработке автоматизированных систем способствует появлению семантических разрывов между фазами проектного процесса. Практика использования широкого спектра артефактов проектирования, пригодных для повторного применения, является фактором риска нарушения концептуальной целостности, непротиворечивости и полноты разрабатываемых проектных решений. В статье предлагаются: новый подход к онтологическому моделированию автоматизированных систем, который обслуживает проектный процесс их разработки на всех стадиях проектирования вплоть до реализации; новая структура метаданных онтологических спецификаций автоматизированных систем, которая позволяет учитывать семантически важные сущности и особенности разрабатываемой системы. Показано, что применение данного подхода значительно снижает трудозатраты при проектировании сложной автоматизированной системы в условиях изменения требований на различных стадиях создания системы. Применение онтологических моделей в проектном процессе способствует повышению концептуальной целостности, непротиворечивости и полноты разрабатываемых проектных решений.

Бесплатно

Слияние медицинских данных на основе онтологий

Лебедев С.В., Жукова Н.А.

Статья научная

В информационных системах медицинских учреждений хранится большой объём данных, относящихся к проводимым лечебно-диагностическим мероприятиям. Собираемые данные представляют собой слабосвязанный и слабоструктурированный массив. Для повышения эффективности информационной поддержки лечения необходимо внедрить в информационные медицинские системы процесс непрерывного слияния данных и знаний. В статье для реализации этого процесса предложен подход, в котором совместно используются модель слияния данных JDL (Joint Directors of Laboratories) и онтологии. Модель определяет состав этапов процесса слияния данных, их функции и взаимосвязь. Онтологии используются для представления и связывания отдельных наборов данных и знаний. Для детализации этапов и проверки подхода в целом рассмотрен упрощённый сценарий слияния данных и знаний. Сценарий разработан по запросу специалистов Северо-Западного федерального медицинского исследовательского центра имени В.А. Алмазова Минздрава России, который является одним из ведущих центров в области кардиологии (Россия, Санкт-Петербург). Сценарий включает несколько этапов, состав которых определён уровнями JDL модели. Предварительно строятся собственные медицинские онтологии. На первом этапе из исходных неструктурированных данных выделяются отдельные объекты - лекарства и диагнозы для каждого пациента. На втором этапе извлечённые объекты связываются с элементами собственных и сторонних онтологий. На третьем этапе на основе установленных связей выявляются пары взаимодействующих лекарств. На четвёртом этапе формируется графическое представление данных. Сценарий позволил подтвердить применимость подхода для слияния медицинских данных, уточнить детали реализации каждого из этапов, определить набор технологий для реализации. В статье предложен новый подход к совместному использованию модели слияния данных и онтологий, позволяющий повысить связанность данных в медицинских информационных системах.

Бесплатно

Совместное применение методов распространения ограничений и структурной декомпозиции для априорного анализа запросов к онтологиям

Зуенко А.А., Ломов П.А.

Статья научная

В отличие от реляционных СУБД, ориентированных на поддержку ссылочной целостности интенсивно меняющихся данных, при использовании RDF-репозиториев для хранения онтологий нет необходимости оперировать такими атомарными структурами, как элементарный кортеж таблицы, а можно использовать более подходящие структуры для группирования и обобщения информации. В статье онтология рассматривается как совокупность отношений (унарных и бинарных), выраженных с помощью специализированных матрицеподобных структур - С -систем, что позволяет ставить и решать задачи вывода на онтологии как задачи удовлетворения ограничений. Рассматриваемая в статье задача априорного анализа и упрощения SPARQL-запросов решается для онтологий, которые разработаны с применением онтологических паттернов содержания, что обеспечивает предсказуемость структуры потенциальных запросов. Каждому паттерну сопоставляется совокупность шаблонов SPARQL-запросов. Разработан метод априорного анализа и преобразования шаблонов SPARQL-запросов в форму, позволяющую ускорить последующее исполнение конкретизированных пользовательских запросов. Метод основан на совместном применении методов структурной декомпозиции и авторских методов удовлетворения нечисловых ограничений. Применение методов структурной декомпозиции дает возможность разбивать шаблон SPARQL-запроса на части, распараллеливать выполнение подзадач, что особенно актуально при обращении к RDF-репозиториям большого объёма. Для соединения отношений, выраженных в виде совокупности С -систем, применяются авторские методы удовлетворения нечисловых ограничений, которые представляют собой модификации известных методов достижения совместности в вершинах и по дугам. Предлагаемый подход к представлению онтологии, а также к организации процедур вывода на онтологиях, позволяет снизить потребный объём памяти на хранение онтологии и обеспечить приемлемую скорость выполнения SPARQL-запросов.

Бесплатно

Сопоставление понятий проект, проектирование и проектировочная деятельность: исторический, этимологический и гносеологический аспекты

Кочнева Е.М.

Статья научная

В статье сопоставляются понятия «проект», «проектирование» и «проектировочная деятельность» с целью обозначения их понятийного пространства, раскрытия сущности их использования разными науками. Приводятся подтверждения имплицитного присутствия структурных компонентов проектирования в различных философских и психолого-педагогических учениях о сущности психологической активности человека и видах его познавательно-деятельностной активности. На основе анализа работ философов разных исторических эпох обозначены онтологический и гносеологический аспекты предмета проектирования как опережающего отображения и порождения будущего. Выделены и определены основные терминологические дефиниции, необходимые для психологического анализа рассматриваемых понятий. На основе анализа историко-этимологической обусловленности использования понятий «проект» и «план» («проектирование» и «планирование») в русском языке выявлены сущностные различия в употреблении данных понятий и показано, что проектирование как процесс в рамках проектировочной деятельности является конкретной формой проявления прогностических функций человека. Приведены понятия, которые автор предложил включить в формируемый «словарь проектанта».

Бесплатно

Журнал