динамическая модель понятийной системы субъекта и ее

ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОНЯТИЙНОЙ СИСТЕМЫ СУБЪЕКТА
И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССАХ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
А.А. Кулинич
ИПУ РАН, Москва
[email protected]
Принятие решений в слабо структурированных ситуациях можно рассматривать как
познавательный процесс, цель которого заключается в поиске модели, способной объяснить
происходящие в реальности процессы. Модель слабо структурированной ситуации - это
субъективная модель, отражающая знания субъекта о закономерностях реального мира. Качество
этой модели, а, следовательно, и поведение субъекта в слабо структурированной ситуации в
значительной степени определяется размером и организацией психического понятийного
пространства, в котором разворачивается образ ситуации – его репрезентация.
Понятийная система – это субъективное пространство отражения, включающее множество
понятий некоторой предметной области, определяющих субъективный диапазон отражения, в
рамках которого возможны разного рода мысленные перемещения [1].
Понятийная система имеет иерархическую структуру - на верхнем уровне расположены
обобщенные понятия, а на нижнем конкретные понятия. Сложность (количество понятий), их
связность, соотношение обобщенных и конкретных понятий, наличие встроенных механизмов
модификации понятий в понятийной системе характеризуются показателями: когнитивной
сложности [2], интегрированности-дифференцированности [3], абстрактности-конкретности [4] и
концептуальной сложности понятийной системы [5]. Динамичность понятийной системы,
определяемая развитостью механизмов модификации, сравнения, интерпретации понятий,
сложность и абстрактность репрезентации ситуации в сознании субъекта определяет его
способности решать слабо структурированные проблемы.
При решении проблем образ ситуации формируется путем активизации понятий,
включенных в понятийную систему субъекта под воздействием внешнего и внутреннего
контекста. Между понятиями образа ситуации устанавливаются связи, воспроизводящие
наблюдаемые и(или) известные субъекту закономерности ситуации. Т.е. образ ситуации
оказывается помещенным в понятийную систему предметной области и является ее активной
частью, отражающей реальность. В слабо структурированной ситуации связи понятий образа
наблюдаемой ситуации с другими понятиями понятийной системы неявны и плохо определены, а
сама понятийная система предметной области неструктурированна.
Решение проблемы субъект получает в том случае, если ему удается воспроизвести
неявные ассоциативные связи с понятиями понятийной системы, не включенными в начальный
образ ситуации и структурировать понятийную систему. Структуризация понятийной системы и
воспроизведение неочевидных связей между понятиями изменяет начальный понятийный образ
ситуации и воспринимается как образ решения.
В этой работе рассматривается динамическая модель понятийной системы, основанная на
представлениях о ее кластерной организации. Модель понятийной системы слабо
структурированной ситуации порождается из построенного субъектом образа ситуации, путем
получения и структуризацией всех обобщенных понятий в виде понятийного кластера каждого
понятия образа ситуации. Динамика в модели понятийной системы определена в рамках
понятийного кластера и задается с помощью правил перехода от конкретных понятий,
описывающих ситуацию к их обобщениям.
Динамическая модель понятийной системы представлена в виде поля знаний (Ks, s, RM),
где Ks – модель понятийной структуры; s - модель функциональной структуры ситуации; RM –
множество правил отображения, связывающих состояние понятийной и функциональной
структур.
Образ слабо структурированной ситуации представляется в виде иерархии (D,S), где
D={di} – множество составных частей ситуации, S – отношение «Часть-Целое». Для di определено
множество признаков Fi = {fij} и шкалы признаков Zij={zij1,…, zijk} в виде упорядоченного
множества значений, их отображений на числовую ось Zij{xij1,…, xijk}, xijk[0,1], и значения
признаков в момент наблюдения F(di)=(xi1k,…, xijk).
В понятийной структуре Ks составные части ситуации представляются как понятия,
определяемые тройкой (di, F(di), V(di)), где di - имя понятия, F(di) - содержание понятия
(множество признаков и их значений), V(di) - объем понятия. Понятие di представляется как точка
координатами (xi1k,…, xijk) в семантическом пространстве SS(di), полученном произведением шкал
всех признаков понятия di, SS(di)=  Xij.
j
Для каждого понятий di строится понятийный кластер Di, представляющий собой частично
упорядоченное множество понятий {diB, diB1,…, diBh}, обобщающих исходное понятие di. Понятие
diB – базовое понятие, определяющее класс объектов к которому принадлежит объект,
определяемый понятием di. При определении базового понятия для каждого признака понятия di,
имеющего значение xij, экспертным путем определяется интервал значений XijB=[xijb, xijc], xijXijB,
j, определяющий границы класса объектов базового понятия. Базовое понятие определяется
тройкой (diB, F(diB), V(diB)), где diB - имя, F(diB)= (X11B,…, XnmB) - содержание, V(diB) - объем базового
понятия – это множество объектов, значения признаков которых принадлежат области
T(diB)=  XijB, T(diB) SS(di).
j
Обобщение базового понятия выполняется путем удаления всех возможных сочетаний его
признаков. Т.е. возможно H=2m-1 обобщений базового понятия, содержащего m признаков.
Обобщенные понятия характеризуются тройкой: (diBh, F(diBh), V(diBh)): diBh - имя, F(diBh) содержание и V(diBh) объем обобщенного понятия, h=1,…, H. Полученные таким образом
обобщенные понятия образуют частично упорядоченное множество – решетку, в которой понятие
diBh обобщает diB, если F(diB)F(diBh), V(diB)V(diBh), i, h.
Состояние понятийной системы определяется как вектор понятий разных уровней
общности, описывающих ситуацию SD(t)=(d1Bh, d2Bh, …, dnBh), где diBh Di [6].
В функциональной структуре s признаки понятий F=Fi связаны отношением причинаследствие W, что позволяет описать поведение сложной ситуации, характеризуемое вектором
значений признаков – состоянием ситуации SF(t), SF(t)=(x11k,…, xijk), xijk [0,1].
Правило RM:SF(t) SD(t) связывает количественные изменения состояния ситуации SF(t)
с изменением состояния понятийной системы SD(t). Переход в понятийной структуре от базового
diBDi к обобщенному понятию diBhDi происходит, если значение признака (признаков) понятия
di выходит за пределы области T(diB). При таком переходе определяется содержание F(diBh),
полученного обобщенного понятия, а его имя diBh и объем V(diBh) определяются субъектом по
известному содержанию F(diBh).
Применение динамической модели понятийной системы в системах поддержки принятия
решений облегчает процессы структуризации понятийной системы слабо структурированной
ситуации, воспроизведения неочевидных связей между понятиями и используется для
интерпретации прогнозов ее развития и поиска нетривиальных управлений.
Литература:
1. Петренко В.Ф. Психосемантика сознания. М. Изд-во Моск. Ун-та. 1988.
2. Kelly G. A theory of personality: The psychology of personal constracts. N.Y., Norton, 1963.
3. Langley C.W. Differentiation and integration of system of personal constructs. J. Of Personality.V.39.
1971.
4. Harvey O.J., Hunt D.E., Schroder H.M. Conceptual system and personality organization. N.Y.: Wiley
Sons. 1961.
5. Schroder H.M., Driver M.J., Streufert S. Levels of information processing. In: Warr P.B. (Ed.).
Thought and Personality. Baltimor: Penguin Books Inc.
6. Кулинич А.А. Модель активизации мышления субъекта в системах когнитивного
моделирования. Труды восьмой национальной конференции по искусственному интеллекту
КИИ 2002, г. Коломна, 4-12 октября 2002 г.