Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Клыков, Ю. И. Ситуационное управление большими системами

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
5.47 Mб
Скачать

Параграфе-. Семантическая связь между включаемыми понятиями и понятиями правил включения проявляется в наличии одинаковых характеристик в составе развер­ ток понятий. Для определения семантической связи не­ обходимо учитывать позиции общих элементов (совпа­ давших характеристик) в структуре понятий, что позво­ ляет оценивать не только степень семантической связи (семантическое расстояние), но и вид ее. Вид и степень семантической связи определяются рядом параметров.

Рассмотрим сначала простейшие виды связей, кото­ рые проявляются в совпадении лишь одной характери­ стики. По характеру пересечения планов содержания понятий будем различать два вида семантической связи между понятиями: семантическая общность и семанти­ ческая близость.

Будем говорить, что между понятиями х°, х^ су­ ществует семантическая общность, если свертка или вводимая отношением „предмет х является видом предмета у" характеристика плана содержания понятия х" является сверткой или соответствующей характе­ ристикой понятия xbi . Например, семантическая общ­ ность существует между следующими понятиями:

 

 

 

о

 

 

о.

 

; о

о

о

 

 

,1

 

г3

 

,1

: i\ xi

г2 х2 г3

х3

 

 

х2 г1

xt

г2

л 4

х^;

xi

 

 

 

 

где

х\ — „мелкий

бурый

уголь"; х° —„ навалочный груз"";

х°2 — „марка'

угля

[БР";

х°3

— „мелкий

уголь";

х\

„гра­

нулированный

суперфосфат"; х°

— „суперфосфат";

л° —

«гранула»; г\— «предмет х

является

видом предмета у»;

г2 — «предмет

 

х является именем предмета у»; г3—-

«предмет х является

фор­

 

 

 

 

 

мой

предмета

у».

 

Для

 

 

 

 

 

обозначения

 

отношения

 

 

 

 

 

«предмет

х является

ви­

 

 

 

 

 

дом

предмета

у»

в

даль­

 

 

 

 

 

нейшем

будем

использо­

 

 

 

 

 

вать символ

п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

геометрическом

 

 

 

 

 

изображении

 

 

понятий

 

 

 

 

 

условимся

изображать

 

 

Рис. 3-5.

 

6—272

81

Рис. 3-6.

сплошными линиями ребра, отождествленные с поняти­ ем г\. Остальные ребра будем изображать пунктирными линиями.

Семантическая общность проявляется в том, что па деревне одного понятия есть хотя бы одна вершина, со­ единенная сплошной линией с корнем, одноименная

снекоторой вершиной другого дерева, соединенной

сплошной линией с корнем (глав­ ной вершиной). На одном пли обоих деревьях одноименные вер­ шины могут, в частности, совпа­ дать с главными. На рис. 3-5 изо­ бражены деревья понятий «мел­ кий бурый уголь» и «гранулиро­ ванный суперфосфат».

Частным случаем семантиче­ ской общности является соподчи­ нение понятий, когда класс объ­ ектов, обозначаемых подчинен­

ным понятием, является подклассом объектов, обозна­ чаемых подчиняющим понятием («зерно — «насыпной груз»). При соподчинении свертка подчиняющего поня­ тия, является первой характеристикой (характеристикой, вводимой отношением п) подчиненного понятия.

На рис. 3-6 показано соподчинение понятий х\, л] , k. На дереве ^подчиняющее понятие располагается

ниже подчиненного. Семантическая тождественность двух понятий (одноименность планов выражения поня­ тий) является частным случаем семантической общно­ сти. Таким образом, семантическая общность понятий соответствует такому случаю строгого включения поня­ тий, когда планы выражения понятий располагаются на сплошном пути, ведущем из корня дерева подчиненного понятия в выходную вершину.

Будем говорить, что между понятиями х", V!суще­ ствует семантическая близость, если х" строго вклю­ чено в хь. и корень дерева D(xb.) лежит на одном из несплошных путей (т. е. путей, в которых хотя бы одно звено является пунктирным) дерева D(x") (рис.3-7). Семан-

S2

тическая близость понятии проявляется в том, что план выражения понятия хь является не первой характеристи­ кой плана содержания понятия х".

Рассмотрим правила образования ситуативных отно­ шений между понятиями при построении выводов в мо­ дели Мс для обоих видов семантической связи. Посколь-

Р п с 3-8.

ку ситуативная структура представляет собой конъюнк­ цию синтагм, то без потери общности можно ограничить­ ся рассмотрением ситуативных структур типа синтагм.

Пусть задана ситуативная структура у^ = ха г^х**.

Рассмотрим понятия

xcq,

х*,

играющие

роль

объектов.

Будем говорить, что

между

понятиями

хс, х*

сущест­

вует отношение гк типа

семантической

общности, т. е.

структура уу = xcq г^х^

выводима из

при

наличии

6*

83

семантической общности соответственно между поня­

тиями

xq,

я" и

 

, х?, если понятия х",

хь

являются под­

чиняющими

соответственно

 

относительно

понятий

xcq, xd (рис. 3-8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правило вывода для ситуативной структуры имеет

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(V<)

( V < )

( К

*

-<)

Л

( <

 

Л

 

 

 

 

 

д

{х\

7Х х у к

х)

Г, xdt)

d x ; ;f t

л?).

 

 

Рассмотрим пример. Пусть ха

— „самолет",

 

„аэропорт",

rk

„предмет

х

движется

к

предмету у".

Одной

из

возможных

непротиворечивых

структур,

выво­

димых

из

 

, является

yv =

xcq rkxd,

где

xq

„самолет

ИЛ-18";

^

„аэропорт

Внуково".

Если

между

поня­

тиями xq,

x"t

я

xd,

хь^

существует

семантическая

бли­

зость

(рис.

3-9), то построение

вывода

осуществляется

Рис. 3-9.

с помощью правил тождественного преобразования отношений. Сначала устанавливаются отношения гх , ге

соответственно между понятиями х°, ха. и xd, х^, затем

строится отношение между Xе, Xй. Пусть таким отно­ шением будет г р .

84

Отношение гр будем называть отношением типа се­ мантической близости. Правило вывода для случая семантической близости понятий имеет вид:

(v<) (v*J) (v*p ( v < ) ( v < ) ( v ^ ) ( К * < ) Л

Л ( < * ^ ) Л К rrf rk x] r.jcf) Л

Сопоставление планов содержания понятий при по­ строении выводов непосредственно в том виде, в каком они подаются на вход модели, в общем случае не по­ зволяет установить наличие между ними сематического соответствия.

Необходимо соответствующим образом преобразо­ вать планы содержания понятий с помощью правил тож­ дественного преобразования понятий и отношений. Кро­ ме рассмотренных выше правил тождественного преобразования понятия и отношений, в модели Мс ис­ пользуются правила, аналогичные правилам минимиза­ ции синтагматических цепей:

1) вынесение левых полюсов синтагм за скобки

 

«

" . 4 )

Л'(*? Z4)

л

••• л

=

 

 

=

х? £ 4

л

 

л ••• л"п*£);

 

2)

перестановка полюсов

 

 

 

 

(4

 

) л ( 4

 

) л • • • л

) =

 

=

(*? г,4) Л

(*? ггхег)

Л • • • Л (*?

Z4i):

3)

объединение разноименных полюсов

 

Правила включения, для которых определена струк­ турная метрика, будем называть правилами корреляции понятий, а совокупность правил — корреляционной грам­ матикой.

Предикаты применимости правил корреляции прини­ мают значения из множества, определяемого структур­ ной метрикой. Эти предикаты характеризуют условия включения понятия при различных видах семантической связи между ними.

85

Правила корреляционной грамматики, с помощью ко­ торых формируются производные понятия, задаются на множестве объектов задач управления и характеризуют условия сочетаемости объектов. Для каждой задачи управления эти условия имеют специфический характер и зависят от цели управления и функционала оценки ка­ чества управления.

Правила корреляции ситуационной модели управле­ ния морским портом отображают основные технологи­ ческие карты перевалки грузов в порту. В них содер­ жатся сведения о грузе, технологической схеме перера­ ботки груза, указания о способах и приемах работ и др. Для каждого рода груза задаются своп технологические

схемы; для

железной

руды

«трюм — кран — полувагон»,

«трюм — кран — склад»,

«склад — кран — полувагон»;

для зерна

«мехамбар — трюм»;

«вагон

двухосный —

мехамбар»

и другие.

Каждый из вариантов

перегрузки

осуществляется

в

свою очередь

различными

способами

в зависимости

от

средств

механизации,

транспорта и

других условий. При погрузке грузов со склада на суд­

но с помощью прикордонного крана

технологической

схемой будет

«склад — кран — трюм».

Если

при склад­

ском варианте

груз со склада грузят

на

автомашины

с помощью электропогрузчика, а погрузка на судно осу­ ществляется судовыми лебедками, то получается техно­ логическая схема «склад — электропогрузчик — автома­ шина— лебедка — судно».

Пусть правило корреляции содержит фрагмент, опи­ сывающий выполнение перегрузочных работ по схеме «склад — электропогрузчик — автомашина — лебедка — судно». В общем случае данной технологической схеме соответствует несколько видов указанных понятий: «склад» (для хранения зерна, химических грузов, леса, угля, руды и др.); «электропогрузчик» (УПМ-6, 4004, КВЗ-02 и др.); «грузовая лебедка» (однобарабанная, двухбарабанная и др.); «судно» (рудовоз, лесовоз, угле­ воз и др.). Применение погрузочно-разгрузочных средств определяется родом груза, весо-габаритиыми параметра­ ми груза, конкретными условиями . перегрузки (скоро­ стью, расстоянием перевозки, состоянием покрытий пор­ товой территории и др.). Если склад находится на зна­ чительном расстоянии от причала, то используются автомашины. При небольших расстояниях и хорошем покрытии дорог могут быть применены электротягачи

86

с тележками или автопогрузчики. Навалочные грузы перевозятся на самосвалах, а крупногабаритные транс­ портируются на безбортиых автомашинах соответствую­ щей грузоподъемности.

Если условия указанного вида отражены в правиле корреляции, то понятия, выводимые с помощью этого правила, не будут содержать фрагментов, соответствую­

щих

следующим технологическим

схемам:

«зерновой

склад» — «электропогрузчик

УПМ-6», — однобарабан-

ная

грузовая лебедка»—«лесовоз»;

«склад

для

хране­

ния

угля» — «ПТС» — «одиобарабанная грузовая

лебед­

ка»— «рудовоз» и др. (зерно может перегружаться

толь­

ко машинами типа ПТС, УВЗ и перевозиться на зерновозах и т. д.).

Множество понятий, выводимое в корреляционной грамматике из заданного множества базовых понятий и бинарных отношений, образует структуру дискретной сети. Принцип порождаемое™, использованный в ими­ тационной модели процесса формирования структуры дискретной сети, обусловливает возможность расшире­ ния структуры сети путем пополнения множества базо­ вых единиц и корреляционной грамматики новыми эле­

ментами и построения выводов.

Предикаты применимости правил корреляции и транс­

формации

ситуаций

формируются в процессе обучения

с помощью

правил

обобщения понятий. Рассмотрим эти

правила.

 

 

3-3. ЯЗЫК ОБОБЩЕНИЯ СИТУАЦИЙ

В модели сообщения ситуаций осуществляется фор­

мирование предикатов

применимости правил корреля­

ции и трансформации

ситуаций _ путем__разбиения на_

классы множества ситуативных структур. Обучающая последовательность ситуативных структур задается экс­ пертом, знающим цель управления и соответствующий этой цели функционал оценки качества функционирова­ ния управляемого объекта. Использование псевдофизи­ ческого языка описания "ситуаций, отображающего структуру объектов и реальные связи между ними, по­ зволяет классифицировать ситуации на основе их струк­ турной общности. Простейшие правила обобщения бази­ руются на принципе выделения одноименных фрагмен­ тов структур классифицируемых ситуаций, которые

87

Рис. 3-10.

рассматриваются как обоб­ щенные ситуации [Л. 58]. Контекстно-свободный ха­ рактер простейших правил обобщения приводит к об­ разованию в общем случае большого числа «пустых» обобщений, которые не мо­ гут быть использованы в. предикатах.

С практической точки зре­ ния большой интерес пред­ ставляет рассмотрение пра­ вил обобщения контекстно-

связанного характера, которые обеспечивают возмож­ ность управления процессом обобщения. Управление процессом обобщения осуществляется путем наложения ограничений на правила классификации ситуаций. Рас­ смотрим основные правила обобщения контекстно-свя­ занного вида.

Пусть А есть множество ситуативных

структур. Вве­

дем на множестве А операцию обобщения

следующим

образом.

 

 

 

 

 

 

Обобщение

понятий

по

семантической

общности

Рассмотрим

ситуативную

структуру

у*' = КГкХй

Пусть х*, х^ —- понятия базовой сферы знаний, одной из первых характеристик плана содержания которых явля­ ются соответственно понятия х° , х*. Рассмотрим от­

резки

сплошных

путей

I (х*,

лф, / (л:^, х^) деревьев

D(x*),

D(x^)

(рис. 3-10). Пусть

Nif

Nj

есть

множества

понятий, принадлежащих

соответственно

отрезкам

ПК'<)>

 

нК><)-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 3-2. Тройка <Ni, r!u Nj>

называется

обобщенным

понятием вида

семантической

общности,

задаваемым

ситуативной

структурой

 

xcqrhxdi.

 

Будем

говорить,

что

 

ситуативная

структура

КгчК

принадлежит

 

классу

 

 

f f t >

N$~p>,

если r? ==,

= гл, к

г,К,,

К Л <

'

г д е

Х« G

Ni>

К

е

Ni-

 

88

Обобщенное понятие вида семантической общности характеризует класс ситуативных структур, имеющих

структурную

общность

типа

соподчинения.

 

 

 

 

 

 

Обозначим через M(xfu)

 

множество

понятий,

непо­

средственно

подчиненных

 

понятию xfu .

 

Множество

N(xf)

будем

называть

областью

определения

 

понятия

х[.

Ситуативная

 

структура

х[ rqx™,

 

где

 

 

х[^Мг:;

х™ ЕЕ Nj,

задает

в

точности

 

одно

 

ситуативное

 

отноше­

ние rq на множестве понятий, принадлежащих

 

соответ­

ственно

N

(х[),

Nix™).

Если

 

понятия

х\.

 

х"'

являются

выходными

вершинами соответственно

деревьев

 

D(x*),

D{x*\

 

то

отношение

rq,

задаваемое

на

паре

 

N

(х[),

N{x™),

является

единственным.

Если

понятия

 

х[,

х"^

•являются

иевыходными

 

вершинами

деревьев

 

D(x"),

Р(Ху), то на паре N(x[),

 

N(x™)

 

задается

 

столько

различных

ситуативных

 

отношений,

сколько

 

различ­

ных

ситуативных

 

структур

 

можно

построить

на

мно­

жестве

понятий,

принадлежащих

Л^,

Nj

 

и

подчиняю­

щих

соответственно

х[,

х™. Наибольшее

число

 

различ­

ных

ситуативных

отношений

 

задается

на

 

паре

 

'N(x*),

N{x?j

), где. х " ,

х* — корни

деревьев

D(x*),

 

D(xs.

) .

 

Правило обобщения ситуативных структур для слу­

чая

семантической

общности

 

имеет

вид

(рис.

3-11):

(v-<) ( v < ) ( v ^ ) ( v ^ ) ( v 4 ) ( v < )

 

 

( K v J ) a

 

 

л

(4

rqxi)

л

(x{xfu)

 

л ( ^

 

U u

) A

 

 

 

 

 

 

 

Л ( ^ Л < ) Л ( < г , х - ) = ) ^ г 9 ^ ) .

 

 

 

 

 

Данное

правило

является

индуктивным

(вывод

от

частного к общему). В общем случае в результате по­ строения индуктивных выводов образуются мультиструк­

туры вида' л£г„ г,,

гцх™.

 

§9

Возможность образования мультиструктур обусловли­ вается транзитивным переносом отношений при построе­ нии индуктивных выводов.

На рис. 3-12 дан пример транзитивного переноса от­ ношения Гц из структур х" ruxt , х!5 гцХ™ в структуру

Мы рассмотрели правила построения обобщенных по­ нятий вида семантической общности на примере си­ туативных структур типа синтагм. В общем случае

с иту атиен ы е

структуры,

принадлежащие

множе­

ству А, имеют

произволь­

ный характер.

Правила

построения

обобщенных

понятий на множестве си­ туативных структур обще­ го вида вводятся следую­ щим образом. Рассмотрим

Рис. 3-1

Рис. 3-12.

две л-вершинные ситуативные структуры у*. У)- Предста­ вим -у,-, YJ В виде конъюнкции синтагм:

n i'° = te.,"*,-*f.2) Л (-%,2<%,л-.3) Л ••• A ( V i A v+i) Л -

•• А (хг, л _ 1 Ш Л n - i - * V , n ) .

90

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ