Оценка систем на основе модели ситуационного управления

Теория ситуационного управления является наиболее стройной концепцией в области формализации систем предпочтений ЛПР. В подходе к формализации систем предпочтений, состоящем в построении семиотических моделей принятия решений, система предпочтений ЛПР формализуется в виде набора логических правил в определенном языке, по которым может быть осуществлен выбор альтернатив. При этом понятие векторного критерия заменяется на понятие решающего правила.

Оценка систем на основе векторной оптимизации и теории полезности предполагает, что множества альтернатив и исходов (а также законы распределения вероятностей на множестве исходов, если оценка систем проводится в условиях риска) заданы. Тем самым задача оценки систем сводится к задаче формализации системы предпочтений ЛПР. Кроме того, в упомянутых выше подходах не предусматривается наличие нечеткой среды.

В отличие от этих методов теория ситуационного управления учитывает упомянутое требование. Более того, в общей схеме ситуационного управления успешно могут быть применены практически все методы, разработанные в рамках первых двух подходов.

В основе метода ситуационного управления лежат два главных предположения:

1. все сведения о системе, целях и критериях ее функционирования, множестве возможных решений и критериях их выбора могут быть сообщены управляющей системе в виде набора фраз естественного языка;

2. модель управления принципиально открыта, и процесс ее обучения (формирования) никогда не завершается созданием окончательной формализованной модели.

Иными словами, метод ситуационного управления есть метод автоматизации решения задач управления такими системами, для которых, с одной стороны, невозможна или нецелесообразна формализация критерия оценки в виде систем математических уравнений, а с другой возможно описание критерия в виде правила принятия решений как совокупности фраз естественного языка. Понятно, что источником такого описания являются ЛПР или эксперт.

Решение задач оценки и управления ситуационным методом предполагает построение ситуационных моделей (имитирующих процессы, протекающие в объекте управления и управляющей системе) на базе следующих основных принципов:

1) создание моделей среды, объекта управления и управляющей системы в памяти ЭВМ;

2. построение моделей объекта управления и управляющей системы, а также описание состояния объекта в классе семиотических моделей;

3. формирование иерархической системы обобщенных описаний состояния объекта управления;

4. классификация состояний для вывода возможных решений;

5. прогнозирование последствий принимаемых решений;

6. обучение и самообучение.

Необходимость принципа 1 обусловливается потребностью включения ЭВМ в контур управления на возможно более ранних этапах оценки и поиска управляющего воздействия для повышения эффективности деятельности ЛПР. Данный принцип обеспечивает представление знаний о системе управления, их накопление в процессе функционирования системы моделей и использование для решения задач управления.

Содержание принципа 2, дополняющего первый, состоит в том, что представление всех необходимых моделей осуществляется с помощью элементов того языка, на котором ЛПР описывает систему управления и ее функционирование.

Семиотической будем называть модель управления, которая представлена с помощью элементов языка, используемого ЛПР при описании соответствующего процесса управления, и отображает закономерности процесса управления. Сформулируем понятие семиотической системы (или модели) как кортеж:

где γ – алфавит;

ε – множество синтаксических правил построения планов выражения (синтаксиса) знаков;

η – множество синтаксических правил построения планов содержания (семантики) знаков;

τ – множество термов (в смысле исчисления предикатов);

ν – множество синтаксических правил построения правильно построенных выражений;

λ – множество семантически правильных выражений (фактов и законов для данной системы управления);

ω множество правил получения следствий из λ новых, правильно построенных выражений;

 множество правил изменения синтаксиса семиотической системы (соответственно множеств γ, ε, η, τ, ν)

 множество правил изменения семантики семиотической системы (соответственно множеств ά и ω). Здесь важно отметить, что часть правил из множеств ά и βможет существовать вне семиотической системы, будучи не заложенной в нее.

Отличия семиотических систем от формальных, как следует из определения, состоят в следующем:

• семиотические системы имеют отсутствующее в формальных системах множество знаков, обладающих, в частности, планами выражения (синтаксисом) и содержания (семантикой);

• семиотические системы в отличие от формальных, могут самостоятельно изменять свой синтаксис и семантику;

• семиотические системы являются открытыми, а не замкнутыми, как формальные. Открытость обусловливается возможностью изменения синтаксиса или семантики системы извне.

Процессы, протекающие в семиотических системах, в методе ситуационного управления принято описывать на языке rx кодов и семантических сетей.

Под семантической сетью подразумевается граф, отражающий смысл целостного образа. Узлы графа соответствуют понятиям и объектам, а дуги отношениям между объектами. Формально се­мантическую сеть можно задать в виде где I множество информационных единиц; С₁ множество типов связей между информационными единицами; G отображение, задающее конкретные отношения из имеющихся типов С₁ между элементами I.

Множества правил, о которых упоминалось при определении понятия семиотической системы, описываются на языке ситуационного управления правилами подстановки вида высказывания, описывающие факты (в том числе причины и следствия).