Интеллектуальная система организации и проведения

Интеллектуальная система организации и проведения проблемноориентированных экспертиз на основе лингвосемантического анализа
и когнитивного моделирования
В.С. Симанков, А.Н. Черкасов, Е.С. Тарасов, М.М. Путято
Кубанский Государственный Технологический Университет,
г. Краснодар, Россия
В современных системах поддержки принятия решений в условиях
неполноты или противоречивости исходной информации о рассматриваемой
проблеме, ее связи со многими предметными областями экспертиза остается
одним из наиболее эффективных механизмов контура принятия решений и
аналитической обработки. Однако теоретические подходы и предложения к
практической реализации процедур организации и проведению экспертиз
еще недостаточно разработаны. В этой связи актуальным становятся
вопросы, связанные с привлечением к процедуре групповой оценки
экспертов предметной области – в зависимости от специфики и
направленности проводимой экспертизы.
Актуальной задачей принятия решений в сложных ситуациях также
является
своевременное,
информацией
стабильное
заинтересованных
лиц
и
о
эффективное
обеспечение
достижении
намеченных
количественных и качественных показателей: необходимо обеспечить
оперативное получение достоверной информации об оценке хода
реализации и текущем уровне достижения целей и решения задач.
Сложности анализа процессов и принятия управленческих решений в
таких областях обусловлены особенностями:
 многоаспектностью
процессов
и
их
взаимосвязанностью;
невозможно вычленение и детальное исследование отдельных
явлений;
 отсутствием
достаточной
количественной
информации
о
динамике, что вынуждает переходить к качественному анализу;
 изменчивостью характера процессов во времени и т.д.
Недостаточная эффективность существующих методов и подходов к
организации процедур подбора экспертов в конкретных предметных
областях
обуславливает
необходимость
разработки
методологии
и
прикладных алгоритмов, направленных на решение этих задач, что позволит
повысить адекватность и обоснованность выводов проводимых экспертиз.
Появление и развитие средств интерактивной компьютерной
графики (ИКГ) на основе когнитивного моделирования предоставляет ряд
новых возможностей для ЛПР и экспертных групп по анализу и
управлению в процедурах принятия решений.
В рамках решения этих задач особый интерес представляет круг
вопросов, связанный с определением и формализацией проблем в рамках
предметной области, их анализа, а также
проведения
экспертизы
процедур организации и
сформированными
группами.
Необходимо
разработать методику применения формальных и неформальных подходов к
формулированию проблемы, ее анализу, формализации и последующему
подбору специалистов для формирования групп.
При анализе формулировки проблемы с целью ее дальнейшей
формализации можно воспользоваться семантической сетью, построенной
на базе текстов (эталонных), либо заданной вручную экспертом.
Формирование
семантического
представления
текста
выполняется
средствами полнотекстового семантического анализа. Далее, как правило,
должна следовать стадия синтаксического разбора.
В данном подходе предлагается объединить синтаксический и
семантический анализ в единую стадию лингвосемантической обработки для
выявления понятий и семантических отношений между ними.
Рис. 1 – Структурная схема взаимодействия ИС в рамках процедур
организации и проведения экспертизы
Указанный
круг
задач
предполагается
решать
в
рамках
информационно-аналитической системы как платформы для проведения
процедур анализа сформулированных проблем для экспертизы, определения
множества ключевых слов проблемы, подбора экспертов и формирования
групп для проведения экспертизы по набору интересующих вопросов в
рамках проблемной области (с учетом ее специфики и направленности).
Такого рода ИАС (рис. 1) включает в себя определенный набор подсистем
(мониторинга, прогнозирования, СППР, моделирования)
Согласно Р. Мейеру, когнитивную модель можно определить как
"метафору, основанную на наблюдениях и выводах, сделанных из
наблюдений,
и
описывающую,
используется информация".
как
обнаруживается,
хранится
и
Библиотека семантических отношений вводит описания связей между
возможными объектами предметной области. При этом сами объекты в
модели не определяются, а возможные участники описывается наборами
значений свойств, значимыми для выполняемой роли в данном отношении.
Рис. 2 – Комплексное применение методов анализа проблемы
Подсистема аналитической обработки информации представляет
собой совокупность модулей анализа исследуемой предметной области и
сформулированной проблемы, реализующих методики синтаксического,
морфологического, лингвистического и нечеткого анализа (рис. 2), что
позволяет определить:
 набор ключевых слов, характеризующих проблему и предметную
область в рамках проводимой экспертизы,
 сформировать тезаурус проблемы ,
 формализовать или определить прочие требования к исследуемой
проблеме
(неявные,
скрытые
администраторами либо ЛПР).
или
особо
оговариваемые
Подсистема
организации
и
проведения
экспертизы
(рис.
3)
обеспечивает эффективный подбор экспертов с учетом специфики
предметной области, формирования группы и организацию ее работы, а
именно:
 предварительный отбор экспертов по ключевым словам из базы,
 лингвосемантический анализ анкет отобранных экспертов для
формирования эффективной группы.
 разработка и согласование регламента работы сформированной
группы, формирование списка вопросов к экспертам,
 обеспечение процедур сбора, обработки и анализа полученных
экспертных данных с интеграцией в базу знаний для дальнейшего
их применения в ходе проводимых экспертиз проблемноориентированными группами.
Рис. 3 – Процедуры подбора экспертов на основе методик
лингвосемантического анализа проблемы
Интерфейсные модули и сама ИАС обеспечивают взаимодействие
описанных подсистем, организацию обратных связей между ними, а также
информационное обеспечение указанных процессов. Эффективность того
или иного типа применяемых методик определяется совокупностью
внешних условий, повлиять на которые эксперт, как правило, не имеет
возможности.
Введение
в
состав
ИАСТ
базы
знаний
позволит
использовать опыт отбора экспертов с учетом специфики проблемной
области для последующих сеансов организации и проведения экспертизы.
Интуитивные и образные представления экспертов о предметной
формулируются в базе знаний. Изначально сравнение осуществляется по
«обязательным», затем по «главным» признакам и только потом (с
введение дополнительных коэффициентов) привлекаются остальные
показатели.
Для реализации представлений о роли признаков актуальной будет
реализация алгоритма, позволяющая учесть свое представление, степень
уверенности в значимости отдельных признаков, изменив для конкретного
случая коэффициенты. Это позволит конструировать индивидуальный
субъективно-объективный образ для конкретного пользователя, первично
сформированный путем логического отбора отдельных составляющих.
Образные представления могут быть представлены в базе знаний в виде:
 комплексно
описанных
ситуаций-аналогов,
включая
метафорически представленные интегральные признаки;
 специфических ассоциирующих признаков;
 визуализированных проявлений (рисунки, фотографии).
Визуальное
представление
выходных
параметров
требует
«настройки» системы на конкретного пользователя. Это позволит
учитывать его индивидуальные представления, характерологические
особенности
личности
и
способность
к
формированию
представлений или аналитико-синтетической деятельности мозга.
образных
Возможность одновременного использования естественного языка и
графики для передачи определенного содержания открывает перспективы
для семантического моделирования – создание таких моделей, которые
содержали бы различные характеристики, связанные с изображаемым
объектом.
Разработана
автоматизированная
система
мониторинга
и
планирования (рис. 4), позволяющая принимать решения с использованием
визуального
представления
данных.
На
основе
анализа
наиболее
информативными выбраны два типа диаграмм: лепестковая и столбчатая.
При использовании их немаловажное значение играют как параметры и
организация данных, так и параметры и организация самих визуальных
средств: шкалы, оси, единицы измерения.
При работе с данными в системе применяются различные методы
расчёта в зависимости от этапа функционирования: консолидация,
обобщение, углубление в данные, агрегирование и т.д.
Рис. 4 – Динамический интерактивный интерфейс на основе
когнитивных карт
Система
нормирования
данных
для
последующей
агрегации
изменяется в зависимости от типа показателя, его размерности и
принадлежности той или иной области. Построение когнитивных образов
происходит независимо от задачи, поставленной перед ЛПР, по
унифицированным наборам данных.
Построение диаграмм производится на основе структурированного
ряда данных. Диаграмма связана с исходными данными и при изменении
положения индикаторов производится пересчёт построенной модели
данных в реальном режиме времени. Возможность одновременного
использования естественного языка и графики для передачи определенного
содержания открывает перспективы семантического моделирования.
Обеспечение визуализации и прямой компиляции базы знаний из
графической спецификации позволяет одновременно представлять как
символьные объекты, так и графические образы. Возникающие элементы
«объекты – связи» компилируются в базу знаний. Наличие средств ввода,
редактирования, обработки, хранения и вывода условных изображений
объектов и связей обеспечивает наблюдение дополнительных признаков и
участие в анализе ассоциативно сопряженных показателей.
Система позволяет получить информацию посредством визуализации
построенной модели данных в любой плоскости и разрезе. Оценка
эффективности при помощи системы, объединяющей методы как
когнитивной графики, так и модели организации данных, осуществляется
быстрее, качественнее и надёжнее.
Таким образом, применение подсистем интеллектуальной поддержки
принятия решений в условиях нечеткости и слабой структурированности
исходной информации обеспечит повышение эффективности проводимых
аналитических исследований (экспертиз) и экономию ресурсов, а также
возможность учета экспертных знаний в дальнейшем принятии решений,
частичную автоматизацию этих процессов и возможность ситуационного
управления ими.