Использование экспертных систем диагностирования (2014, 291с., SM091-020)

3.1 Системы диагностирования

3.1.3 Использование экспертных систем диагностирования

Принятие изолированных решений в отдельных социально-экономических системах разного уровня приводит к появлению противоречивых эффектов, в результате чего сдерживается развитие макросистем. Прежде всего, следует отметить такую систему как город, в рамках которого стыкуется большое количество различных систем. И, как пример, можно привести транспортные и логистические системы, которые имею сильную двухстороннюю связь.

В рамках задач, которые решаются в логистике, большое распространение имеют задачи выбора [243, с.58]. Существует большое количество постановок таких задач, что обусловлено большим разнообразием ситуаций, для которых они решаются. К основным группам вариантов задач выбора можно отнести следующие [244, с.50]: множество альтернатив, оценка альтернативы, режим выбора, последствия выбора, ответственность за выбор, степень согласованностей целей. На последней группе следует остановиться отдельно. Рассматривая транспортные и логистические системы, можно говорить, что для данных систем требуется разработка механизма согласования целей по выбору альтернативных решений.

Ввиду того, что рассматриваемые системы являются сложными, в большинстве случаев задействуются экспертные системы (ЭС). Основным назначением, привлекаемого эксперта, является оценивание состояния исследуемого объекта (системы). Получаемый материал является основой для дальнейшего решения задачи выбора. Данный этап в процессе принятия решения, следует рассматривать с позиции диагностики (относительно экономических систем – экономической диагностики). Согласно [7, с.10], диагноз – это процесс исследования объекта диагноза с целью получения вывода про состояние объекта диагноза. Другими словами, получаемый диагноз объекта является предпосылкой (причиной) для всех дальнейших этапов процесса принятия решений, а не только информационной составляющей в количественном или качественном выражении. В качестве примера можно привести фрагмент значений условных вероятностей (согласно [221, с.140]) в которой состояния объекта представлены как диагнозы – табл. 3.9.

Таблица 3.9 – Значения условных вероятностей (фрагмент)

Все рассмотренные выше этапы можно представить как цепочку «диагноз – выбор решения – принятие решения». Цепочка требует формализации.

Наряду с экспертными системами широкое распространение получили системы поддержки и принятия решений (СППР). Во многом они сходны с экспертными системами. Однако, согласно [245, с.139], «они имеют существенное различие в своей целевой направленности: СППР призвана помочь ЛПР (лицо, принимающее решение) в решении стоящей перед ним проблемы, а ЭС (экспертная система) – заменить человека при решении проблемы». В то же время авторами указывается, что одним из направлений развития СППР является сближение с экспертными системами [245, с.158]. Следовательно, можно говорить об определенном более высоком положении экспертных систем в отношении СППР.

Рассмотрим ряд определений ЭС и СППР (табл. 3.10) и проиллюстрируем отличия схемой – рис. 3.8.

Представленные определения ЭС и СППР (табл. 3.10) отображают специфический инструмент решения проблем - посредствам компьютерных программ. Это можно считать заключительным этапом реализации принятой системы управления. Другими словами, до внедрения ЭС и СППР должна быть сформирована структура системы управления с известными функциями управления. В рассматриваемой нами задаче этот вопрос еще не решен.  Поэтому необходимо более подробно исследовать организационные моменты реализации систем диагностирования на транспорте.

Таблица 3.10 – Определения ЭС и СППР (по данным [8, с.19; 245, с.132-133])

Рис. 3.8 - Схема вариантов реализации функций диспетчера (предлагается с учетом [77, с.406])

Рассматривая рис. 3.8, можно отметить следующее противоречие – в каждом варианте реализации контроля и регулирования присутствует экспертная составляющая: в первых двух вариантах экспертная составляющая реализуется самим диспетчером, в третьем варианте – в виде экспертной системы.

Не совсем корректным видится отождествлять с экспертной системой только третий вариант. Другими словами, в каждом варианте присутствуют аспекты экспертной системы, только в первых двух вариантах экспертная составляющая четко не выражена. Объяснить нечеткость экспертной составляющей в первых двух вариантах можно изначальной ориентацией в функциональных обязанностях диспетчера, в основном, на предупреждения и устранения наиболее характерных отклонений в работе транспорта. В табл. 3.11 представлены данные о диспетчерских мерах предупреждения и устранения отклонений плана перевозок грузов (по данным [246, с.120-121]).

Таблица 3.11 – Диспетчерские меры предупреждения и устранения наиболее характерных отклонений от оперативного плана перевозок грузов в процессе работы на линии [246, с.120-121]

Следует принять во внимание такое направление на транспорте как «интеллектуальные транспортные системы» (ИТС) (Intelligent Transportation Systems (ITS)) (например, [247-249]). Данное направление стремительно развивается и получает серьезную поддержку со стороны правительств разных стран. Согласно [19, с.56-57], «Разработки в области ИТС интенсивно ведутся в Европе, США и Японии на основе крупномасштабных национальных программ». В России масштабный проект по внедрению ИТС реализуется в Москве [251]. Сам термин ИТС еще не имеет четкого нормативного определения. Согласно [252, с.236]: «Основой для создания ИТС являются существующие автоматизированные системы управления дорожным движением, системы управления движением маршрутного транспорта, автоматизированные системы обнаружения дорожно-транспортных происшествий, системы маршрутной навигации, информационные системы управления дорожной сетью и другие подсистемы управления дорожным движением и перевозками». Укажем ряд определений – табл. 3.12.

Учитывая представленную информацию можно говорить о близости ИТС с АСУ и, соответственно, с СППР и ЭС. Особо выделим близость ИТС с ЭС (большинство определений ЭС содержат термин «интеллект»).

Принимая во внимание классификацию систем диспетчерского контроля и регулирования движения [77, с.406], предлагается следующая классификация систем диагностирования на транспорте – рис. 3.9.

Предлагаемая классификация позволяет уйти от термина экспертная система и разрешить противоречие в использовании терминов «эксперт» и «экспертная система». Подразумевается, что в любом из видов систем диагностирования используются экспертные знания, однако в интеллектуальных системах диагностирования используется также искусственный интеллект. Следовательно, термины «экспертная система диагностирования» (существующий термин) и «интеллектуальная система диагностирования» (предлагаемый термин) являются тождественными.

Таблица 3.12 – Определения термина «интеллектуальные транспортные системы»

Рис. 3.9 - Классификация систем диагностирования на транспорте по степени автоматизации сбора, обработки и использования данных и экспертных знаний (предлагается)

Источник: Горяинов А.Н. Транспортная диагностика. Книга 1. Научные основы транспортной диагностики (диагностический подход в системах транспорта): Монография. - Харьков: НТМТ, 2014. – С. 127-133 (291 с.)

(скачать книгу можно по адресу - http://www.logistics-gr.com/index.php?option=com_content&view=article&id=20294&catid=84&Itemid=197