2 Проектирование комплекса интеллектуальных систем

В процессе принятия решений по управлению ЖКХ, обслуживанию подведомственного жилищного фонда лицам, принимающим решения (ЛПР), приходится учитывать большое количество показателей, критериев и факторов. Каждая конкретная задача по управлению ЖКХ обычно носит комплексный характер. Риски и потенциальные отрицательные последствия принятого решения могут быть достаточно велики. Практически в любых управленческих задачах существуют разного рода неопределенности, связанные с противоречивостью критериев, неполнотой знаний о проблеме, невозможностью количественного измерения тех или иных факторов и показателей. Принятие решения, как правило, представляет собой выбор из списка возможных альтернатив. Принять «правильное» решение - значит выбрать альтернативу из числа возможных, обеспечивающую с учетом всех разнообразных критериев, факторов и требований оптимизацию общей ценности, т. е. в максимальной степени способствующую достижению поставленной цели. Такие задачи в теории принятия решений относятся к классу многокритериальных слабоструктурированных задач, которые полностью не формализуемы. Подобные задачи целесообразно решать с помощью информационно-аналитической системы поддержки и методов ранжирования многокритериальных альтернатив, учитывающих субъективные предпочтения ЛПР. Такая система обеспечивает аналитику быстрый и удобный просмотр и анализ данных путем нерегламентированных запросов и позволяет учесть многочисленные факторы и цели, неявные воздействия и неопределенности в оценке альтернативных вариантов решений. 

В рамках дипломной работы был разработан программный комплекс, обеспечивающий информационно-аналитическую поддержку управления ЖКХ на примере планирования капитального ремонта подведомственного жилищного фонда ООО «УК ДомМонтажСервис Плюс» городского округа г.Салават РБ. Структура программного комплекса представлена на рисунке 2.1.

Разработанный комплекс интеллектуальных систем представляет собой взаимосвязанную последовательность из экспертной системы и систем поддержки принятия решения для качественного и своевременного обслуживания многоквартирных домов.

2.1 Общие принципы работы экспертной системы

Под искусственным интеллектом (ИИ) обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением.

Главным приложением ИИ в экономической сфере являются ЭС, представляющие собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил (эвристик). Эвристики не гарантируют получения оптимального результата с такой же уверенностью, как обычные алгоритмы, используемые для решения задач в рамках СППР. Однако часто они дают в достаточной степени приемлемые решения для их практического использования. Все это делает возможным использовать ЭС в качестве советующих систем.

Экспертные системы состоят из четырех частей:

- интерфейс пользователя;

- база знаний;

- интерпретатор;

- модуль создания системы.

База знаний, используя правила, отражает логику проблемы, которую ЭС призвана решить. Интерпретатор использует мышление (в большой степени подобное человеческому) для обработки содержимого базы знаний. Модуль создания системы может включать в себя либо специальный алгоритмический язык, либо предварительно созданный интерпретатор, называемый оболочкой ЭС.

Решение специальных задач требует специальных знаний. Однако не каждый менеджер может себе позволить держать в штате своей компании экспертов по всем встречающимся ему проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования ЭС заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость.

В рамках дипломной работы механизм экспертной системы реализован в первой части разработанного программного комплекса. Принцип работы ЭС основан на правилах, разработанных на основе Ведомственных строительных норм – Правила оценки физического износа жилых зданий ВСН 53-86(р) от 1988г. Нормативный акт представляет собой перечень всевозможных вариантов конструктивных элементов изготовленных из различных строительных материалов с указанием вариантов дефектов, интервалов физического износа и описи работ, которые необходимо реализовать, чтобы ликвидировать нарушения. Фрагмент базы правил, разработанной по ВСН 53-86, представлен в приложении Д. Правила составляются экспертом в области оценки состояния объектов жилищного фонда. Они позволяют в будущем избежать ошибок при формировании комплекса работ, направленных на ликвидацию технологических нарушений элементов МКД. На основе правил автоматически определяется по введенным специалистом группы эксплуатации жилищного фонда компании наблюдениям процент физического износа, перечень требуемых работ, тип предстоящего ремонта.

Физический износ в программе, согласно Ведомственным строительным нормам, разбит на интервалы:

- 10-20%;

- 21-40%;

- 41-60%;

- 61-80%.

Тип ремонта может принимать значения:

- ремонт не требуется - это в случае, если износ менее 10%;

- текущий – соответствует двум первым интервалам физического износа;

- капитальный – характерен для износа от 41 до 80%;

- снос – если износ более 80%.

Разработанная экспертная система по осмотру МКД позволяет реализовать следующие функции:

- автоматически рассчитывать эффективный физический износ по различным методикам, описанным в разделе 1.5 дипломной работы;

- объективно определять по наблюдениям опись ремонтных мероприятий;

- автоматически формировать первичные документы;

- своевременно определять аварийное состояние конструктивного элемента дома.

Рассматриваемыми конструктивными элементами многоквартирных домов, осмотр которых проводится специалистами группы, являются:

- инженерные системы холодного и горячего водоснабжения;

- инженерные системы электроснабжения;

- инженерные системы отопления;

- стены;

- лифты;

- фундаменты;

- перекрытия;

- крыша, кровля;

- инженерные системы газоснабжения;

- окна, двери;

- полы.

Входная информация в экспертную систему по определению технического состояния конструктивного элемента МКД представлена нормами оценки физического износа жилых зданий, которые позволяют сформировать внутренний механизм правил, составленных экспертом, а также актом осмотра конструктивных элементов МКД. Акт составляется по результатам выездной проверки на объект. В документе указываются все наблюдения специалистов. На их основе как раз и составляется весь перечень требуемых работ для восстановления нормативного состояния элемента.

Выходная информация характеризует результат работы ЭС, т.е. как раз тот комплекс информации, получение которой и было целью разработки системы. На выходе получается тип ремонта, эффективный физический износ и перечень мероприятий для ликвидации нарушений в эксплуатации МКД.