Е2Е-проекты по системному анализу и моделированию

8. Рассмотрим базу знаний и экспертную Е2Е-системы с использованием аппарата нечетких множеств и нечеткой логики, которая позволит оценивать (в том числе - качественно) социо-экономико-экологическое состояние некоторой среды по задаваемым пользователем (экспертом) количественным оценкам тех или иных параметров среды (выбираемых из базы знаний системы). Для каждого входного фактора в диалоговом режиме задаются относительные (от 0 до 1) оценки влияния этого фактора (вес фактора). После анализа этих данных (этой экологической обстановки) система принимает, на основе базы знаний, решение о состоянии социо-экономико-экологической среды, используя количественную оценку (от 0 до 1) и десятибалльную (0-9) качественную систему оценок. Для автоматического получения базы знаний используется алгоритм классификации заданного класса. Пусть имеется набор объектов, которые необходимо разделить на группы. Определяется функция f(x,y) принадлежности нечеткого отношения типа "сходство" на заданном множестве объектов (для каждой пары объектов x, y ). По этой функции определяется обычное (не нечеткое) отношение на множестве объектов, по которому эти объекты разбиваются на классы эквивалентности (классы, в которые попадают только элементы, эквивалентные по данному отношению). Для создания базы знаний (какого типа?) и обучения можно использовать процедуру вида:

1. определение начальной выборки объектов;
2. получение частотной таблицы на основе знаний экспертов (первый анализ выборки);
3. фиксирование начальных правил вывода по этой таблице, например, правил типа "Если ... то ... ", "Если ... и если ... то ... ", "Если ... или если ... то ... " и др.;
4. итерация (проход) по выборке, с попыткой предсказать исход для каждого объекта по текущим правилам;
5. если предсказание - неудовлетворительное, то модификация правила;
6. если процент ошибок неудовлетворителен или стабилизировался, то переход к пункту 4; иначе - вывод заключения системы об обстановке. Фрагмент базы знаний (до обучения) для фактора (параметра) "Состояние почвы" приведен в таблице. 16.1.

Ниже приведен сценарий и протокол диалога с такой системой.

Протокол диалога (23.02.1998 - Понедельник, 11: 23: 37)

Входные данные:

1. Контроль над эрозией: 0,6
2. Сооружения для отдыха: 0,1
3. Ирригация: 0,9
4. Сжигание отходов: 1,0
5. Строительство мостов и дорог: 0,6
6. Искусственные каналы: 0,5
7. Плотины: 0,3
8. Туннели и подземные сооружения: 0,9
9. Взрывные и буровые работы: 0,45667
10. Открытая разработка: 0,567
11. Вырубка лесов: 0,345
12. Охота и рыболовство: 0,234
13. Растениеводство: 0,678
14. Скотоводство: 0,648
15. Химическая промышленность: 0,2456
16. Лесопосадки: 0,54846
17. Удобрения: 0,6
18. Регулирование диких животных: IGNORE (игнорируется фактор)
19. Автомобильное движение: 0,6
20. Трубопроводы: 0,0
21. Хранилища отходов: 0,0
22. Использование ядохимикатов: 0,2
23. Течи и разливы: 0,0

Принятие решения о социо-экономико-экологической обстановке:

1. Состояние почвы: 0,55177 (слабое положительное)
2. Состояние поверхностных вод: 0,52969 (слабое положительное)
3. Качественный состав вод: 0,62299 (некоторое положительное)
4. Качественный состав воздуха: 0,61298 (некоторое положительное)
5. Температура воздуха: 0,48449 (слабое отрицательное)
6. Эрозия: 0,59051 (слабое положительное)
7. Деревья и кустарники: 0,54160 (слабое положительное)
8. Травы: 0,59051 (слабое положительное)
9. Сельхозкультуры: 0,51698 (слабое положительное)
10. Микрофлора: 0,48702 (слабое отрицательное)
11. Животные суши: 0,59804 (слабое положительное)
12. Рыбы и моллюски: 0,51525 (слабое положительное)
13. Насекомые: 0,56000 (слабое положительное)
14. Заболачивание территории: 0,50000 (слабое положительное)
15. Курорты на суше: 0,52729 (слабое положительное)
16. Парки и заповедники: 0,54668 (слабое положительное)
17. Здоровье и безопасность: 0,62870 (некоторое положительное)
18. Трудовая занятость людей: 0,51196 (слабое положительное)
19. Плотность населения: 0,55539 (слабое положительное)
20. Соленость воды: 0,48750 (слабое отрицательное)
21. Солончаки: 0,57000 (слабое положительное)
22. Заросли: 0,62935 (некоторое положительное)
23. Оползни: 0,70588 (выраженное положительное)