Лекция 20 Исследование социально-экономических и экологических систем Когнитивный анализ и моделирование как метод исследования сложных систем.

Cognitive – «познавательный»

В основу метода положено построение когнитивных карт.

Когнитивная карта – это знаковый ориентированный граф, который описывает субъективное восприятие человеком или группы людей какого-либо сложного объекта или процесса.

Вершина карты называются «концептами» - это понятия предметной области.

Связи (дуги) отражают причинно-следственные отношения м\у концептами.

Связи имеют знак:

«+» - ставится в том случае, когда причина и следствие изменяются однонаправлено, т.е. увеличение концепта слева ведет к увеличению справа.

+

число заводов ур-нь занятости

«-« ставится когда изменение концептов разнонаправлено.

-

число заводов состояние окр среды

Назначение когнитивных карт:

1. выявление стр-ры причинных связей м\у элементами сложной системы

2. моделирование различных ситуаций, позволяющих оценить последствия принимаемых решений.

3. определение искомых решений, кот приводят к желаемой ситуации.

Этапы процесса исследования сложных проблем с помощью когнитивных карт:

1. построение когнитивной карты (выявление основных концептов и связей м\у ними)

2. когнитивное модел-ие

   1. анализ когнитивной карты на устойчивость

   2. моделирование сценариев

3. интерпретация рез-тов модел-ия и выбор решений

4. (необязательный) формир-ие базы знаний для интеллектуальной инфо-ой системы.

Когнитивное моделирование. Анализ когнитивной карты на устойчивость.

Анализ когнитивной карты на устойчивость выполняется путем подсчета кол-во контуров с «+» и «-» обратной связью.

Контур является контуром с «+» обратной связью, если в нем отсутствуют знаки «-» или кол-во связей со знаком «-» четное.

Действие контура заключается в том, что его наличие приводит к нестабильности с\с, т.е. незначительные изменения значений какой-либо концепты при прохождении контура могут значительно увеличиваться.

Контур с «-» обратной связью – это контур, в кот кол-во связей со знаком «-» нечетное.

Его действие заключается в стабилизации с\с, т.е. незначительные изменения значений какой-либо концепты, сводится к нулю (см. лекцию по обратной связи).

Основные этапы анализа на устойчивость:

1. определяются все контуры и их знаки в отдельности

2. определяется устойчивость всей с\с в целом.

3. осуществляется выбор решений для связей, знак которых нужно определить.

Пример. Цена энергии качество окр среды

- - +

- (?) +

+

+(?) Числ-ть населения

Произ-во энергии Потребление энергии

+ + +

+

Число заводов число раб мест

Контуры:

Вариант 1:

Пусть связь 1-2 будет положительной:

1. 1261 – ПОС

2. 126731 – ПОС

3. 141 – ООС

4. 1241 – ПОС

5. 1531 – ООС

В целом с\с будет устойчива, если в ней нечетное кол-во контуров обратной связи.

Вариант 2:

Пусть связь 1-23 – отрицательная:

1. 1261 – ООС

2. 126731 – ООС

3. 1241 – ООС

4. 141 – ООС

5. 1531 – ООС

Вывод: в процессе анализа когнитивных карт на устойчивость м.б. выбраны знаки связей, которые заранее не определены (эти связи относятся к разряду искомых решений), поэтому запись всех возможных контуров проводится для нескольких вариантов принимаемых решений.