2012
.pdf
|
s5, 2 |
|
W15 (s5, 2 ) |
Μ(r,i)(25) |
x6 |
s6,1 |
W 2(x6 ) |
W16 (s6,1 ) |
Μ(r,i)1(6) |
Предлагаемая модель оценки риска обладает следующим достоинством. Исходя из заданной оценки риска R , можно подобрать веса или степени риска факторовxk , что позволит сбалансировано распределить усилия по модернизации ТС.
Пример программы по Алгоритму 9.2
Шаг 1. Совпадает с действиями Алгоритма 9.1 – Шаг 1 – Шаг 2.
Шаг 2. Получение матрицы корреляций функций риска и значимости
расчетом произведения треугольных нечетких чисел (Шаг 3,
Алгоритм |
9.1). Снятие |
нечеткости трапецеидальным способом |
|||||||||||||||||||||||||
( n• – координаты оснований и вершин треугольных ФП). |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
n |
i |
+ n |
i+ 1 |
+ n |
i+ 1 |
+ n |
i+ 2 |
n |
r |
+ n |
r+ 1 |
+ n |
r+ 1 |
+ n |
r+ 2 |
|
||||||||
M |
|
:= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
r, i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
− 3 |
|
|
|
− 3 |
0.014 |
0.021 |
0.028 |
0.035 |
|
|||||||||||
|
|
|
1.736× 10 |
|
6.944× 10 |
|
|
0.04 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
6.944× 10− 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
0.028 |
|
|
0.056 |
0.083 |
0.111 |
0.139 |
0.16 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
0.014 |
|
|
0.056 |
|
|
0.111 |
0.167 |
0.222 |
0.278 |
0.319 |
||||||||||||
M = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
0.021 |
|
|
0.083 |
|
|
0.167 |
0.25 |
0.333 |
0.417 |
0.479 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
0.028 |
|
|
0.111 |
|
|
0.222 |
0.333 |
0.444 |
0.556 |
0.639 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
0.035 |
|
|
0.139 |
|
|
0.278 |
0.417 |
0.556 |
0.694 |
0.799 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0.04 |
|
|
|
0.16 |
|
|
0.319 |
0.479 |
0.639 |
0.799 |
0.918 |
|||||||||||
Шаг 3. Оценка рисков факторов с использованием весовых коэффи-
циентов характеристик риска и значений из Μ по индексам
пары (r,i)( k ) .
jk
Развернутый демо-пример оценки риска факторов с использова-
нием данных матрицы M и весов W:
P0 := W10, 0 M2 , 5 + W10, 1 M4, 0
P1 := W11, 0 M1, 5 + W11, 1 M4, 6 + W11, 2 M3, 2 + W11, 3 M5, 6
Вектор оценок риска факторов:
0.178
P = 

0.448
Процедурная реализация расчета вектора оценок риска:
91
Pf := k ← length (W2) − 1 for i 0.. k
s ← cols(RIi) − 1 Pi ← 0
for j 0.. s
v ← (RIi) j
Pi ← Pi + (W1i, j M v0 , v1)
return P
Проверка аналогичности результата:
|
0.3 |
|
Pf = |
|
|
|
||
|
0.448 |
|
Шаг 4. Конечная оценка риска факторов, рассчитанная с исполь-
зованием весовых коэффициентов характеристик риска:
W2T Pf = 0.344

Примечание. Для сравнения смотрим результат Алгоритма 9.1:
Centroid(Mrx, Nr) = 0.343
Практическое задание: получить решение по алгоритму упрощенной оценки риска модернизации сложной технической системы. Использовать сведения теории раздела 9.2 и пример Алгоритма 9.2. Работа выполняется с использованием входного языка программирования пакета MathCad.
Содержание задания: получить от преподавателя вариант исходных данных ТС по табл. 9 – 11. Выполнить расчет риска по полученному частному варианту иерархии фактов модернизации ТС (рис. 21). За основу Шага 1 используйте корректно доработанные по Алгоритму 9.1 Шаги 1 – 2, вводя необходимое количество пар лингвистических оценок риска и значимости по каждому фактору, а также корректируя векторы W1, W2 согласно размерности характеристик и факторов системы.
Результат практики: нечеткая оценка риска модернизируемой системы. Описание основных этапов алгоритма с результатом решения. Сделать вывод по работе о сущности упрощения в сравнении с Алгоритмом 9.1.
Контрольные вопросы
1.Какая система способна принять на входе результат оценки риска?
2.Дать определение детерминированных и стохастических ТС.
3.В чем отличие формулы для формирования матрицы оценок лингвистической зависимости риска и значимости характеристик факторов в базовом и упрощенном алгоритме?
92
Заключение
В пособии были рассмотрены теоретические основы и практические алгоритмы по базовым направлениям развития интеллектуальных технологий. Основные из них — это синтез знаний и содействие принятию решений. Синтез многомерных нечетких принадлежностей индуктивно обобщает числовые факторные пространства в системы правил, что соответствует построению решателя уже в новом пространстве логических следований, а это полноценная формула знаний на импликативной основе. В свою очередь расчет по принятию решений начинается с подготовки дедуктивного уровня познаний в форме нечеткой корреляции противоположных характеристик. Все это примеры продукции логического знания как современной основы искусственного интеллекта. Интересующийся развитием интеллектуальных технологий читатель может в дальнейшей своей практике встретить некоторое множество приемов построения логических конструкций и способы их внедрения в ход решения. Опыт, полученный при помощи данного издания, будет способствовать определению основных базовых элементов фактически в любой по уровню сложности схеме, пониманию ее работы и перспективы развития. Пройденный материал содействует поддержке инициативы создания собственных комбинаторных схем с элементами логического решения или полностью подчиненных формуле представления знаний. Например, навыки синтеза функций принадлежности, их параметризация, а также способы регулирования весовых коэффициентов (подобные в оценке риска) – это очень важная технологическая надстройка нейрологических систем, где логическими посылками базы знаний являются параметрические функции, а актуальность решений по основным направлениям знаний регулируется настройкой весов. Также нужно учитывать еще и перечень технологий, требующий получения знаний в координатных пространствах признаков и состояний способом на основе синтеза без участия учителя. Рассмотренные в связи с этим вопросы удовлетворяют потребностям развития современных технологий управления объектами и принятия решений, включая неинженерные прикладные области профессиональной деятельности.
93
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная литература
1.Бенькович Е. Практическое моделирование систем. – СПб. : 2002. – 464 с.
2.Бочков А.П. Модели и методы управления развитием технических систем : учебное пособие. – СПб. : Союз, 2003. – 288 с.
3.Гущин А.В., Тюмиков Д.К. Системное моделирование в условиях лингвистической неопределенности : лабораторный практикум для студентов по дисциплине «Системы искусственного интеллекта». – Самара : СамГУПС,
2009. – 68 с. ил.
4.Дьяконов В., Круглов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем: специальный справочник. – СПб. : Питер, 2003. – 448 с.
5.Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. – СПб. : БХВ – Петербург, 2005. – 736 с. ил.
6.Орлов А.И. Теория принятия решений : учебное пособие. – М. : Март, 2004. – 496 с.
7.Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. – М. :
Телеком, 2007. – 228 с. ил.
Дополнительная литература
1.Введение в математическое моделирование : учеб. пособие для вузов / под ред. П.В. Тарасова. – М. : Интермет Инжиниринг, 2000. – 200 с.
2.Дружинина О.Г. Моделирование систем : курс лекций. Ч.2. – Екатеринбург : Издательство УМЦ УПИ, 2003. – 103 с.
3.Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход : пер. с
англ. – 2-е изд. – М. : Вильямс, 2007. – 1408 с.
4.Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем : учеб. для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 2001. – 343 с. ил.
5.Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем : учебник для вузов. – М. : Наука, 1997. – 600 с.
94
Приложение 1
ПРОЦЕДУРА НЕЧЕТКОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ С-СРЕДНИХ
Вход: X - координаты; c – число центров; Iter – число итераций; ε - точноcть приближения к центру; m – экспоненциальный вес.
FCL( X , c , Iter , ε , m) := N ← last (X 0 ) c ← c − 1
for k 0.. N for i 0.. c
Fk , i ← rnd (1) c_it ← 0
while 1
for i 0.. c
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
∑ (Fk , i)m (XT ) k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
V ← |
k = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ (Fk , i)m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
for |
k 0.. N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
for |
i 0.. c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
T |
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
D |
|
|
|
← |
|
(XT ) |
|
|
|
− V |
|
(XT ) |
|
− V |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
k |
, |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
D2 |
k , i |
← |
(D |
k , i |
)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
for |
k 0.. N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T ) |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Dmin |
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
k |
|
← min |
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
for |
k 0.. N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
for |
i 0.. c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Fn |
|
|
|
|
|
← if |
(D2 |
|
|
|
|
≠ 0) Dmin |
|
, |
|
|
1 |
|
|
|
, if(D2 |
|
|
0, 1, 0) |
||||||||||||
k , |
i |
k |
, i |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
k , i |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m−1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D2k , i ∑ |
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s = 0 |
( k , s) |
|
|
|
|
|
||||
for |
i 0.. c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
δi ← |
|
( |
|
|
|
i |
|
|
|
i |
|
|
)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
F |
− Fn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
δ ← ∑δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
c_it ← c_it + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
break |
|
if |
|
δ < ε c_it > Iter |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
F ← Fn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Fn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
return |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выход: Fn – матрица принадлежностей к кластерам; V – координаты центров.
95
Приложение 2
ПРОЦЕДУРА КЛАСТЕРИЗАЦИИ ПО ГОРНОМУ АЛГОРИТМУ
(параметры функции описаны в п. 5.3)
CentrClaster (X , α , β , proz ) := N ← last (X 0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
s ← 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
for i 0.. N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
for j 0.. N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Cs , 0 ← i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Cs , 1 ← j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
( |
|
|
0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
X |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
c ← |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
(X 1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
T ) k |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
||||
|
Cs , 2 ← ∑ e− α |
c− |
X |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
k = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
s ← s + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
( |
2 ) |
|
proz |
|
|
|
|
|
|
||||||||
← |
max C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
cr ← 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
while 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Nc ← last |
( |
|
0 ) |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Cs ← csort (C, 2) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Pmax ← |
( |
Cs |
T ) Nc |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
break if |
|
|
Pmax2 < |
Nc |
|
|
0 |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pmax |
|
|
|
|
|
|
||
retCen cr ← |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Pmax |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
cr ← cr + 1 C ← 0
C ← submatrix (Cs , 0 , Nc − 1, 0, 2)
Nc ← Nc − 1
Cs ← 0
|
|
( 0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
X Pmax |
0 |
|
|
|
|
c ← |
|
|
|
|
|
||
(X 1 ) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pmax1 |
|
|
|
|
|
for |
i 0.. Nc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
0 ) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
− β |
|
(X 1 ) |
|
Ci, 2 ← Ci, 2 − Pmax2 e |
|
|
|
||||
|
|
|
|||||
return |
retCen |
|
|
|
|
|
|
Ci , 0 −c
Ci , 1
96
