<<
>>

8.7.ЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ


Сценарный подход к решению сложных плохо формализо­ванных задач приобретает все большую популярность. Он актив­но используется в системах динамического и интеллектуального моделирования (см. разд. 8.3), а также как средство представле­ния и структурирования знаний (см.
разд. 4.2.2). Рассмотрим один из возможных подходов к построению сценариев с исполь­зованием логики предикатов в качестве средства представления знаний.
Решение задач проектирования развивающихся систем тре­бует построения прогнозов возможных изменений в окружаю­щей их среде. Существуют два принципиальных подхода к про­гнозированию: прогнозирование будущего на основе прошлого и прогнозирование будущего с учетом появления новых тенденций и событий, которые могли не иметь места в прошлом. Прогнозы, получаемые первым способом, обычно имеют статистическое или теоретическое обоснование, однако они не способны опи­сать новые ситуации. В отличие от них прогнозы, связанные с ге­нерацией гипотез, не имеют строгого обоснования, но позволяют получить представление о новых вариантах возможного будуще­го, которые не встречались в прошлом.
Первый подход широко используется для прогнозирования крупномасштабных явлений, при описании которых обычно не выделяются активно и непредсказуемо действующие субъекты. Второй подход чаще всего применяется для описания возмож­ных вариантов поведения систем, содержащих активных участ­ников (игроков), которые, не имея информации о стратегиях противодействующих сторон, вынуждены их генерировать на основе доступных им знаний. Синтез сценариев, описанный в настоящем разделе, является реализацией второго подхода к прогнозированию.
Под сценарием будем понимать последовательность взаимосвя­занных событий, которая может иметь место при определенных условиях. Между событиями существуют причинно-следственные связи, которые можно представить правилами, записанными на языке логики. Синтез сценария осуществляется с использованием
393базы знаний, содержащей описание элементов сценария и связей между ними. Результатом синтеза является множество возможных сценариев, качество и достоверность которых зависят от исходной информации.
На первом этапе представления знаний может оказаться по­лезным построение когнитивной карты — математической моде­ли, представленной в виде графа и позволяющей описывать субъ­ективное восприятие человеком или группой людей какого-либо сложного объекта, проблемы или функционирования системы. Когнитивная карта предназначена для выявления структуры причинных связей между элементами сложного объекта и оцен­ки последствий внешних воздействий на элементы и связи меж­ду ними [35]. Элементы изучаемой системы представлены набо­ром вершин графа, связи — множеством направленных дуг, кото­рым могут быть приписаны знаки, определяющие характер влия­ния. Графическое представление в виде карты наглядно показы­вает связи между элементами сценария. Перебор всех возможных путей на когнитивной карте даед количества возможных сцена­риев. Следует заметить, что для большого количества знаний граф может стать необозримым. В этом случае желательно при­бегнуть к структуризации знаний, выделяя различные уровни описания информации.
В качестве базовой модели представления знаний для реализа­ции синтеза сценариев на основе причинно-следственных связей может использоваться логика предикатов первого порядка.
В про­стых случаях для представления знаний можно применять логику высказываний. Синтез сценария сводится к построению формаль­ной порождающей грамматики на определенном множестве тер­минальных и нетерминальных символов. Синтаксису логики вы­сказываний соответствует контекстно-свободная порождающая грамматика, которая описывается четверкой G = (V, Т, Р, S), где V— конечное множество нетерминальных символов; Т— конечное множество терминальных символов, не пересекающееся с V; Р -конечное множество правил продукций, записанных в виде нота­ций Бэкуса и представляющих собой расшифровку нетерминаль­ных символов грамматики логическими выражениями, содержа­щими символы из T и V; S— начальный символ грамматики [18].
Термин грамматика, взятый из лингвистики, означает набор правил некоторого языка, которые позволяют строить и распоз­навать «правильные» фразы на этом языке.
394Фраза — это конечная последовательность слов, которые яв­ляются неделимыми элементами (терминальными символами). В любом языке разрешены не любые сочетания слов, поэтому «пра­вильными» считаются фразы, соответствующие определенным правилам синтаксиса и семантики. Формальная грамматика представляет собой набор логических правил (синтаксиса), кото­рые устанавливают способы сочетания слов и словосочетаний (нетерминальных символов) для образования более сложных вы­ражений. Правила применяются рекурсивно и позволяют порож­дать бесконечное множество фраз (логических формул), состав­ляющих некоторый язык. Продукции формальных грамматик можно интерпретировать как логическую формализацию правил грамматики естественного языка, а фразы — как подмножества множества логических формул. Кроме формализации естествен­ных языков формальные грамматики применяются для описания и распознавания языков программирования, в частности, в про­граммах-компиляторах. Этот механизм можно также использо­вать для генерации сложных систем и объектов любой природы при достаточной степени изученности исследуемой предметной области.
Рассмотрим применение формализма контекстно-свободных грамматик для построения языка, с помощью которого можно описывать сценарии развития энергетической отрасли.

395

В приведенном фрагменте грамматики каждое правило опи­сывает возможные варианты подстановки логических формул, записанных в правой части (после стрелки), в качестве значения высказывания, содержащегося в левой части. При этом возмож­ны альтернативные способы подстановки. Запятая, присутствую­щая в правых частях грамматических правил, соответствует опе­рации конъюнкции.
СЦЕНАРИЙ (начальный символ грамматики) определяется как рекурсивная последовательность событий. События интер­претируются как действия, которые могут происходить произ­вольно или при выполнении определенных условий. При этом событие может быть обусловлено действием некоторого фактора (например, природного или макроэкономического) или действи­ем активного субъекта. Варианты возможных событий показаны на рис. 8.8.
Ввод нетерминального символа Условие потребовался для то­го, чтобы ограничить произвольные сочетания действий, не со­ответствующих семантике. Правила, содержащие Условие, отра­жают связи между субъектами и их действиями, а также причин­но-следственные отношения между событиями. При отсутствии подобных ограничений порождающая грамматика генерировала бы все комбинации терминальных и нетерминальных символов, т.е. морфологическое множество.
Рассмотрим примеры построения фраз на приведенной грам­матике, последовательно применяя правила подстановки:
396397
Рис. 8.8. Варианты возможных событий в сценарии развития энергетики 398Событие->Действие_субъекта->{Субъект, Условие, Действие)-> (РАО_ЕЭС, ЕСЛИ Субъект = РАО_ЕЭС, ТО Действие = Повы-сить_цену_электроэнергии, Повысит ь_цену_электроэнергии);

В процессе порождения фраз на грамматике возникает про­блема выбора последовательности применения правил подста­новки, так как при синтезе сценариев допускается наличие циклов событий и больших множествВ таких случаях не-
обходимым компонентом программного обеспечения является подсистема, управляющая процессом формирования сценариев. При этом становится необходимой классификация событий и символов, например, в соответствии с возможностью использо­вания случайного выбора, со статусом активности субъекта (фак­тора), отношениями принадлежности и причинности.
Использование многоместных предикатов позволяет лучше отразить специфику знаний предметной области, так как появля­ется возможность описать внутреннюю структуру используемых категорий, учитывать контекст и сделать грамматику более ком­пактной. Грамматики с многоместными предикатами называют­ся грамматиками определенных клауз, или контекстно-зависимы­ми грамматиками [18]. Применение таких грамматик для синтеза сценариев позволяет представить элементы знаний в виде описа­ний, содержащих наборы параметров, причем в процессе подста­новки существует возможность согласования значений этих па­раметров. Например, любой Субъект в вышеописанном сцена­рии может быть представлен описанием следующего вида: Субъ-ект{, , , , , ). С помощью этих атрибутов значительно упрощается процесс организации причинно-следственных связей между со­бытиями, а также установление связей между субъектами и воз­можными для них действиями.
Важным вопросом при синтезе сценариев является представ­ление темпоральной информации, т.е. описание времени и атри­бутов, изменяющихся с течением времени. Многие события име­ют определенную длительность, а их последствия могут насту­пать с запаздыванием. В отличие от классических моделей дина­мических систем в виде систем дифференциальных уравнений, при моделировании сценариев происходит приближенная ими-
399тация динамических процессов, при которой важен качествен­ный характер зависимостей и не выдвигается жестких требова­ний к точности вычислений. Введение в рассмотрение времени необходимо также для указания параллельно протекающих собы­тий. При этом используется понятие параллельно-временной грамматики, которая описывается шестеркой
где множествосостоит из элементов,
характеризующих время выполнения действий, а множество отражает параллелизм событий. Апостроф в левой час­ти правила означает начало параллельных процессов, а пустой надстрочный символсоответствует правилам, не входящим в циклы [35].
Грамматические правила могут быть представлены в следую­щем виде:
— время выполнения события В в моделиру­емом процессе;
где апостроф указывает начало выполнения па­раллельного процесса. Это значит, что существует по крайней мере еще одно правило видакоторое выполняется од-
новременно с правилом
где Z— последний символ в циклически повто­ряемой части строки, В - первый символ в цикле.
Время t может быть представлено вещественным либо целым числом. В первом случае оно соответствует длительности собы­тия, а во втором — количеству повторений операций, входящих в цикл.
Более широкие возможности для отражения взаимосвязи между событиями, непрерывно протекающими во времени, пре­доставляют формальные модели времени, или Т-модели [15], в которых система понятий формируется на основе четырех базо­вых объектов: ТОЧКА, ИНТЕРВАЛ, ЦЕПЬ и КОЛИЧЕСТВО. Между объектами определены множества бинарных отношений. Например, между ТОЧКАМИ введены следующие отношения: 1) тождества2) раньше3) не тождественны
4) не раньше
Отношения между интервалами имеют более сложную при­роду. Их можно разделить на две группы. В первую входят отно­шения, которые определяются путем конъюнкции отношений над концевыми точками интервалов. Примерами таких отноше­ний являются: «Событие А1 начинается раньше события А2»; «Со-
400бытие А1 начинается одновременно с событием А2»; «Событие А1 заканчивается раньше события А2»; «Событие А1 следует за собы­тием А2» и т.д.
Вторая группа отношений над интервалами не вписывается в модель конъюнктивной семантической сети, поэтому опреде­ляется с помощью первичных понятий, синтаксис которых сов­местим с синтаксисом этой модели. Например, отношение МЕЖДУ1

Понятия Т-моделей реализуются наборами фреймов. Разра­ботка и реализация семантических моделей с глубокой детализа­цией отношений времени и пространства — это отдельное на­правление исследований в искусственном интеллекте. Результа­ты этих исследований могут быть использованы при разработке сценариев либо на формальном уровне, либо с применением средств программно-инструментальной поддержки, содержащих темпоральные компоненты.
Весьма плодотворным является подход, предложенный в ра­боте [24], где моделируются динамические системы, обладающие как дискретной, так и континуальной компонентами. Динамика исследуемой системы описывается последовательностью состоя­ний, каждое из которых образуется путем замыкания некоторого порождающего множества фактов и аксиом. Множество исполь­зуемых знаний описывается с помощью специального языка, ко­торый содержит описание событий, процессов, фактов, свойств, законов и т.п. Время является дискретным. Начало и конец любо­го события маркируются специальными символами. События ре­курсивно определяются на базе элементарных событий. Элемен­тарным процессом называется элементарное событие, имеющее определенную длительность. Элементарным фактом называется завершенное во времени элементарное событие. Факты рекур­сивно строятся из элементарных фактов. Законы - это отноше­ния на множестве событий. База знаний включает базу правил и базу процедур. Чтобы система была управляемой, достаточно, чтобы в БЗ для каждого события присутствовало его отрицание, а также событие, следствием которого оно является. Такой подход актуален при моделировании динамики сложных открытых сис­тем, не имеющих точного аналитического описания и допускаю­щих неполноту используемого набора знаний.
Мы применяли сценарный подход для построения образов будущего в задачах прогнозирования и стратегического планиро-
401вания социально-экономических систем. При этом кроме изве­стных программных средств проводились разработка и исследо­вание специального программного обеспечения для генерации сценариев на основе причинно-следственных связей с представ­лением знаний средствами логики предикатов. В разработанной системе используется дискретное время, длительность событий задается указанием начала и конца. Количественные характерис­тики объектов, факторов, событий и других элементов сценария вычисляются с помощью процедур, хранящихся в БЗ.
В системе присутствуют следующие основные категории знаний.
Объекты. Это сущности, для характеристики которых могут использоваться символьные и числовые атрибуты. Набор кон­кретных значений атрибутов определяет состояние объекта. В процессе синтеза сценария значения атрибутов объекта могут из­меняться с течением времени, а также вследствие наступления случайных событий и действий, совершенных субъектами. Неко­торые состояния объектов могут вызывать наступление опреде­ленных событий, в том числе завершение сценария. Зависимости атрибутов объекта от времени моделируются специальными про­цедурами, задающими темпы изменения характеристик на осно­ве известных законов или гипотез, а также на основе эмпиричес­ких зависимостей. Таким образом, любой объект описывается предикатом вида
Объект(t, , , ).
Темпы. Характеризуют изменения состояний объектов и субъ­ектов во времени, обусловленные действием объективных зако­нов. Для задания темпов используется следующая структура дан­ных:
Темп(, , , ).
Для моделирования темпов предусмотрен следующий набор зависимостей:

402Субъекты, или действующие лица (ДЛ). Предназначены для описания элементов сценария, способных к совершению актив­ных действий. Субъекты, как и объекты, характеризуются набо­ром атрибутов, описывающих состояние субъекта. Некоторые из них могут изменяться во времени в соответствии с заданными темпами. Тип субъекта показывает, может ли он являться объек­том. Если — да, то характеристики субъекта могут изменяться в результате действия факторов и других субъектов. Субъекты мо­гут самостоятельно изменять свои характеристики, например .
Применение этого атрибута является попыткой ввести прост­ранственную компоненту в представление знаний. В свою оче­редь, некоторые атрибуты могут оказывать влияние на значение характеристик объектов и ограничивать набор возможных для субъектов действий. Способность к действиям вызывает необхо­димость использования ряда специальных атрибутов для характе­ристики субъектов. Каждый субъект имеет определенный ста­тус, характеризующий его способность к действиям. Значение этого атрибута выбирается из набора {активен; ожидает собы­тия; вышел}. Активное ДЛ может в течение данного кванта време­ни выполнять доступные ему действия, выбирая их в соответст­вии с установленными приоритетами или случайным образом. Действующее лицо может оказаться временно неспособным дей­ствовать, если ожидает наступления некоторого события, или выйти из игры навсегда. Для реализации этих случаев в список атрибутов ДЛ добавляются и , . Ожидаемое событие может быть связано с достижением определенного значения некоторого ат­рибута, в том числе значения времени.
События. Это основная информационная единица сценария, предназначенная для активизации действующих лиц (субъектов), запуска, запрещения и разрешения появления других событий, изменения значений характеристик объектов, а также для зада­ния этих характеристик. Событие может иметь определенную длительность во времени. Событие может вызываться одним из следующих способов:
• другим событием (действием факторов или субъектов);
• достижением заданного состояния объекта или субъекта;
• при выполнении некоторого условия;
• случайным образом.
403Возможны также произвольные сочетания перечисленных способов. В таких случаях описываемое событие наступает при истинности всех условий. Наступление события может быть за­прещено другим событием. В этом случае даже при истинности условий наступления данного события оно не будет активизиро­вано до тех пор, пока не завершится запрещающее событие или не наступит другое разрешающее событие. Для определения порядка наступления событий служит атрибут «приоритет собы­тия» — целое число от 0 до 20. Первыми выполняются события с более высоким приоритетом (числом).
Кроме того, события характеризуются следующим набором системных атрибутов:
• кратность появления — двоичный флаг, разрешающий собы­ тию участвовать в сценарии после своего первого появления;
• время запаздывания — целое число, задающее в условных единицах интервал времени, по истечении которого с момента активизации наступят последствия события (вызываемые собы­ тия, изменение характеристик объектов, запрещаемые/разреша­ емые события и т.п.);
• группа взаимоисключения - целочисленный атрибут, ис­ ключающий одновременное наступление двух или более собы­ тий, активизированных в один и тот же момент времени. При этом выбирается одно событие, имеющее наивысший приоритет.
В системе синтеза сценариев элементарное событие опреде­ляется либо как действие субъекта, в результате которого могут измениться характеристики объектов (субъектов), либо как слу­чайное (закономерное) изменение этих характеристик, либо как действие внешнего фактора, которое может приводить к измене­нию определенных атрибутов. Элементарное событие протекает в течение единичного кванта времени. Совокупность элементар­ных событий в течение одного кванта времени t называется со­стоянием. Последовательность состояний есть сценарий (см. грамматику ниже).
Факторы. Это разновидность неуправляемых событий, кото­рые обусловлены действием внешней среды. Действие факторов может приводить к изменению характеристик объектов и субъек­тов, а также к вызову, активизации и запрещению определенных событий и действий ДЛ. Фактор описывается предикатом следу­ющего вида:Фактор(, , , длительность события>, , , , , , , , , , ).
Действия субъектов. Это вид событий, инициируемых дейст­вующими лицами. В отличие от факторов этот вид событий при­чинно обусловлен. Каждое действие связано с определенным субъектом. Действия ДЛ влияют на состояние объектов, могут вызывать, запрещать и разрешать события, могут иметь отло­женные последствия, но не могут отключаться событиями, по­скольку решения о совершении действий принимают действую­щие лица. На выбор действий может быть наложен запрет (мас­ка) со стороны действующих факторов, местоположения субъек­тов и со стороны действий других действующих лиц. Это сдела­но для своевременного реагирования на действия других субъек­тов. Подмножество разрешенных действий называется актив­ным набором действий. Если активный набор пуст, субъект не может действовать. Если в активном наборе содержится не­сколько альтернатив, то действие выбирается в соответствии с приоритетом или случайным образом. Действия ДЛ описывают­ся предикатом
Действие(, , , длительность события>, , , , , , , , , , , , , ).
Механизм обработки знаний, хранящихся в БЗ, определяется на основе причинно-следственных связей и выявленных зависи­мостей между элементами сценария, которые формулируются аналитиками, поставляющими знания в систему. Программно реализованный интерпретатор синтезирует различные последо­вательности событий на основе информации из БЗ. Синтаксис порождающего языка описывается следующей грамматикой: 404405
406407
Приведенная грамматика не содержит расшифровок очевид­ных символов и детального описания вызываемых процедур. В фигурных скобках прокомментированы процедуры вычисления аргументов предикатов, находящихся в левых частях грамматиче­ских правил, на основе значений аргументов предикатов, запи­санных в правых частях. Состояние рассматриваемой системы в момент времени / включает описание совокупности элементар­ных событий, сгенерированных для заданного момента. Элемен­тарным событием является изменение состояния объекта или субъекта в соответствии с заданным темпом, действием фактора или ДЛ, а также действие фактора или субъекта, не приводящее к изменению состояния объекта или субъекта. Если действие фак­тора или ДЛ происходит мгновенно (время запаздывания равно нулю), то вызываемые или активизируемые события включаются в описание данного состояния. Если имеет место запаздывание, то порождаемые элементарные события включаются в постепен­но формируемые описания последующих состояний. События, растянутые во времени, влияют на наборы возможных действий на протяжении всего срока их длительности. При переходе к каж­дому следующему кванту времени проверяются условия заверше­ния протекающих событий и обновляются списки активизируе­мых, ожидаемых и запрещаемых событий. На рис.8.9 приведена форма для ввода и редактирования информации о событиях в си­стеме синтеза сценариев.
Сценарный подход к прогнозированию требует больших за­трат труда и времени для сбора и представления знаний, а также для экспертной оценки элементов информации. Целесообраз­ность затрат зависит от того, как будут использоваться получен­ные результаты. Наиболее известны приложения подобного под­хода в политике. Генерация сценариев актуальна для мультигент-ных систем. Весьма полезным, на наш взгляд, может оказаться применение сценариев в задачах стратегического планирования для синтеза вариантов желаемого будущего и политик его дости­жения. Синтез сценариев в автоматическом режиме с использо­ванием БЗ большого объема порождает огромное количество ва­риантов, многие из которых имеют незначительные отличия и не представляют интереса для последующего анализа. Поэтому ак­туальной задачей является выделение подмножества ценных сце­нариев. Ее решение возможно только в том случае, если сформу­лированы принципы и критерии оценки порождаемых сценари-408409
Рис. 8.9. Диалоговое окно просмотра изменяющихся характеристик объектов в системе синтеза сценариев
ев. Рассмотрим некоторые подходы, которые здесь можно ис­пользовать.
Сценарий можно оценивать по достигнутому исходу или с учетом всего пройденного пути. В общем случае компьютерная система должна предоставлять разнообразные возможности для оценки полученных сценариев.
Для оценки сценариев в БЗ необходимо добавить следующую информацию:
• о целях (конечных и промежуточных), если таковые имеют­ ся. В качестве целей могут выступать желаемые события или со­ стояния объектов (субъектов);
• о критериях качества, по которым оцениваются состояния объектов, события и исходы;
• о предпочтениях экспертов, проводящих оценку сценариев по критериям качества;
• о дополнительных условиях, сформулированных на основе представления об эффективном целостном сценарии (например, минимальное число шагов до заданной цели, наибольшее сред-
410нее значение заданной характеристики объекта, присутствие в сценарии множества заданных событий и т.п.).
Элементы сценария, являющиеся целями, снабжаются соот­ветствующими метками. Кроме того, формируются новые струк­туры данных (таблицы) для представления имеющихся и новых целей. Желаемые цели могут иметь разную важность и могут ока­заться противоречивыми. Достижимость целей можно оценивать с использованием различных принципов, например с использо­ванием мер близости, описанных выше. Иногда достижение же­лаемой цели определить достаточно легко. Такие ситуации харак­терны для компьютерных игр. При наличии множества целей в качестве оценки достижимости можно выбрать средневзвешен­ное арифметическое оценок достижения отдельных целей или среднегеометрическое.
Альтернативный принцип оценки достижимости целей ори­ентирован на обязательное достижение всех целей. Когда цели имеют нечеткие формулировки, то имеет смысл перейти от дву­значной шкалы (0, 1) к более информативным шкалам. Эксперт­ные оценки значимости целей используются в процессе форми­рования обобщенного показателя качества сценария. При этом берется не абсолютная, а относительная оценка достижения це­лей, вычисляемая как отношение обобщенной оценки сценария к максимально возможному значению, соответствующему дости­жению всех целей.
Наряду с желательными событиями и состояниями объек­тов/субъектов в сценариях могут присутствовать нежелательные события и состояния, которые оцениваются с помощью отрица­тельных значений. В сценариях могут встречаться неоднознач­ные события или состояния — такие, которые могут наступать многократно и/или в разные моменты времени, причем наступ­ление событий (состояний) при одних обстоятельствах является благом, а при других — злом. Такие события или состояния оце­ниваются с помощью продукционных правил.
В разработанной версии программного обеспечения для син­теза сценариев предусмотрено вычисление аддитивных и мульти­пликативных оценок целостного сценария на основе экспертных оценок желательных и нежелательных событий и состояний объ­ектов. В процессе синтеза сценариев используются фильтры для отсеивания вариантов, не удовлетворяющих заданным дополни­тельным условиям (списки желательных и нежелательных собы-
411тий, длительность сценария, время достижения главной йели и т. п.). Обработку знаний выполняет блок синтеза, реализован­ный на основе допущения о том, что синтезируемые сценарии разбиты на равные отрезки (кванты) времени, в течение которых могут происходить (или не происходить) события (действия фак­торов и ДЛ). Данный блок обеспечивает функционирование спроектированной грамматики, а также осуществляет разделение событий ео времени. Функционирование системы иллюстриру­ется схемой на рис.8.10.

Рис. 8.10. Упрощенная схема функционирования генератора сценариев 412Рассмотрим результаты анализа сценариев, сгенерированных для задачи прогнозирования развития политической ситуации в абстрактной стране, где четыре главные партии стремятся к побе­де на выборах. Партия, победившая на выборах, осуществляет исполнительную власть в течение четырех лет, после чего насту­пают следующие выборы. В периодах между выборами действую­щие лица совершают различные действия. Кроме того, могут происходить неуправляемые события.
На рис. 8.11 приведено частотное распределение аддитивных оценок на множестве, включающем 100 сценариев. Оценки фор­мировались на базе двух показателей: состояние экономики и со­стояние социальной сферы. По оси абсцисс отмечены оценки сценариев (по 100-балльной шкале), а по оси ординат - число сценариев, получивших соответствующую оценку. Нулевое зна­чение свидетельствует о том, что в данном сценарии оценки эко­номического и социального состояния не попали в заданные ди­апазоны.

Рис. 8.11. Распределение интегральных оценок синтезированных сценариев
Полученное распределение в этом эксперименте и в ряде дру­гих не дает оснований считать какую-либо группу оценок более вероятной, за исключением низкой вероятности максимально возможных оценок, что вполне естественно при аддитивном принципе обобщения.
413В процессе синтеза с дополнительными условиями вид рас­пределения свидетельствует о наличии множества сценариев, имеющих оценки, которые встречаются чаще других (рис. 8.12). Это позволяет судить о влиянии сформулированных дополни­тельных условий на качество сценария в целом. Результаты син­теза множества сценариев такой же мощности (100), но с допол­нительными условиями, которые требовали появления событий «война» и «падение цен на нефть», показали, что значения оце­нок большинства сценариев находятся в диапазоне от 10 до 50, т.е. вероятность синтеза сценариев с высокими оценками эконо­мического и социального состояния снижается при появлении названных событий.

Рис. 8.12. Распределение оценок сценариев, синтезированных при дополнительных условиях
Вид распределения (см. рис. 8.12) свидетельствует о существо-ваниии определенной стратегии отбора (или генерации) сцена­риев, которая позволяет формировать последовательности собы­тий с желательными свойствами.
Перспективным направлением является создание мульти-агентных систем для генерации сценариев развития различных ситуаций, в которых автономные агенты, имитирующие поведе­ние субъектов, принимают решения о выборе действий по согла-
414сованию со своими пользователями. Координатор процесса ин­формирует агентов о том, что можно и что нельзя, а также прово­дит настройку состояний объектов в соответствии с действиями агентов и неуправляемых факторов внешней среды. Такой подход можно воплотить в виде распределенных версий деловых игр или мозгового штурма, ориентированных на выработку, с одной сто­роны, творческих, а с другой стороны, рациональных вариантов желаемого будущего.
Литература
1. Абовский Н. П. Творчество: системный подход, законы развития, принятие решений. — М.: СИНТЕГ, 1998.
2. Айламазян А. К., Стась Е. В. Информатика и теория развития. — М.: Наука, 1989.
3. Акофф Р. Искусство решения проблем. — М.: Мир, 1982.
4. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. — М.: Совет­ ское радио,1974.
5. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения). - М.: Машиностроение, 1998.
6. Андрейчикова О. Н. Новый подход к проблеме коллективного вы­ бора на базе удовлетворения взаимных требований сторон // Программные продукты и системы. — 2001. — № 3.
7. Анохин П. К. Теория функциональной системы // Успехи физио­ логических наук. — 1970. — № 1.
8. Берталанфи Л. Общая теория систем: Критический обзор // Ис­ следования по общей теории систем. — М.: Прогресс, 1969.
9. Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. — М.: Мир, 1966.
10. Букатова И. Л., Михасев Ю. И., Шаров А. М. Эвоинформатика: теория и практика эволюционного моделирования. — М.: Наука, 1991.
11. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и ме­ тоды. — М.: Эйтекс, 1992.
12. Дружинин В. В., Канторов Д. С. Системотехника. — М.: Радио и связь, 1985.
13. Емельянов В. В., Ясиновский С. И. Введение в интеллектуальное имитационное моделирование сложных дискретных систем и процессов. Язык РДО. - М.: АНВИК, 1998.
41514. ИвахненкоА. Г. Непрерывность и дискретность. — Киев: Наукова думка, 1990.
15. Кандрашина Е. Ю. Средства представления темпоральной ин­ формации в базах знаний // Изв. АН СССР. Техническая кибер­ нетика. - 1984. — № 5.
16. Карташев В. А. Система систем. Очерки общей теории и методо­ логии. - М.: Прогресс-Академия, 1995.
17. Кпир Дж. Системология. Автоматизация решения системных за­ дач. — М.: Радио и связь, 1990.
18. Логический подход к искусственному интеллекту. От классичес­ кой логики к логическому программированию. — М.: Мир, 1990.
19. Максимей И. В. Имитационное моделирование на ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988.
20. Матвеевский С. Ф. Основы системного проектирования ком­ плексов летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1987.
21. Месарович М., Тахакара Я. Общая теория систем: математичес­ кие основы. — М.: Мир, 1978.
22. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние дости­ жения.: Пер. с англ. / Под ред. Р. Р. Ягера. — М.: Радио и связь, 1986.
23. Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000.
24. Осипов Г. С. Динамика в системах, основанных на знаниях // Изв. РАН. Сер. Теория и системы управления. - 1998. - № 5.
25. Острейковский В. А. Теория систем. - М,: Высшая школа, 1997.
26. Половинкин А. И. Основы инженерного творчества. — М.: Маши­ ностроение, 1988.
27. Поспелов Д. А. Ситуационное управление: теория и практика. - М: Наука, 1986.
28. Построение современных систем автоматизированного проек­ тирования / Под ред. К.Д. Жука. — Киев: Наукова думка, 1983.
29. Пригожий П., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог чело­ века с природой. — М.: Прогресс, 1986.
30. Прангишвили И. В. Основные системные законы управления сложными системами различной природы в кризисной ситуации // Приборы и системы управления. - 1997. — № 2.
31. Прангишвили И. В. Системный подход и общесистемные законо­ мерности. — М.: СИНТЕГ, 2000.
32. Санталайнен Т., Воутилайнен Э., Поренне П. и др. Управление по результатам. - М.: Прогресс, 1993.
416
33. Советов Б. Я., Яковлев С. А. Моделирование систем. — М.: Выс­ шая школа, 1985.
34. Статические и динамические экспертные системы: Учеб. посо­ бие / Э. В. Попов, И. Б. Фоминых, Е. Б. Кисель, М. Д. Шапот. - М.: Финансы и статистика, 1996.
35. Трахтенгерц Э. А. Компьютерная поддержка принятия решений. — М.: СИНТЕГ, 1998.
36. Фогель Л., Оуэнс А., Уолш М. Искусственный интеллект и эволю­ ционное моделирование. — М.: Мир, 1969.
37. Форрестер Дж. Мировая динамика. - М.: Наука, 1978.
38. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия. — М.: Про­ гресс, 1971.
39. Хакен Т. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. — М.: Наука, 1991.
40. Хубка В. Теория технических систем. — М.: Мир, 1987.
41. Цымбал Л. А. Синергетика информационных процессов. — М.: Наука, 1995.
42. Эшби У. Р. Введение в кибернетику. — М.: Изд-во иностр. лит., 1959.
43. Analytical Power Tools. — 1998. - Vol. 5. — № 2.
Контрольные вопросы и задания
1. Приведите примеры постановок задач проектирования социаль­ но-экономических систем.
2. Сделайте постановку задачи реинжиниринга известных вам предприятия или компании. Перечислите основные этапы и принципы реинжиниринга бизнес-процессов.
3. Сформулируйте основные принципы системного подхода. Дайте определение системы и расскажите о свойствах сложных систем. Приведите примеры сложных систем.
4. Охарактеризуйте методы формального представления и методы исследования сложных систем.
5. Приведите пример задачи коллективного выбора с взаимными требованиями сторон. Представьте проблему в виде графа и дай­ те характеристику ее элементов. Сформулируйте примеры свойств и взаимных требований.
6. Охарактеризуйте формальные принципы достижения компро­ мисса в задачах коллективного выбора с взаимными требовани-
417ями. Приведите пример задачи и попытайтесь построить для нее обобщенный критерий удовлетворения взаимных требований.
7. Какие существуют способы разрешения конфликтов между уча­ стниками коллективного выбора с взаимными требованиями? Какова роль координатора коллективного поведения агентов в мультиагентной системе принятия решений?
8. Сформулируйте основные идеи эволюционного проектирования систем. Чем отличается эволюционный синтез от эволюционных методов оптимизации? Перечислите основные этапы эволюци­ онного синтеза.
9. Проанализируйте различия в интерпретации биологических по­ нятий «родитель», «потомок», «хромосома», «ген», «кроссинго- вер», «мутация», «популяция» в генетических алгоритмах и в ме­ тодах эволюционного проектирования.
10. Как формируется функция ценности вариантов в эволюционном проектировании? Расскажите о различных модификациях алго­ ритма эволюционного синтеза.
11. Дайте характеристику сценарного подхода к прогнозированию. Из каких элементов строятся сценарии? Что такое формальная грамматика? Расскажите об известных вам способах учета темпо­ ральной информации.
12. Для каких задач могут применяться контекстно-свободные грам­ матики? Приведите примеры грамматических правил, описыва­ ющих фрагмент определенной проблемы. Чем отличаются от них контекстно-зависимые грамматики?
13. Расскажите о способах оценки генерируемых сценариев. Приду­ майте небольшой сценарий и приведите примеры применения сценариев в реальной жизни.
14. Подготовьте набор информации для реализации синтеза сцена­ рия. Выделите объекты, субъекты, темпы, факторы и т. д. Сфор­ мулируйте правила, описывающие причинно-следственные свя­ зи между событиями.
15. Постройте контекстно-свободную грамматику для синтеза сце­ нариев известной вам игры.
<< | >>
Источник: Андрейчиков Александр Валентинович Андрейчикова Ольга Николаевна. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕИНФОРМАЦИОННЫЕСИСТЕМЫ. 2004

Еще по теме 8.7.ЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ СЦЕНАРИЕВ РАЗВИТИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ:

  1. 2. ПРОГРАММА ДИАГНОСТИКИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ЗРЕЛОСТИ СТАРШИХ ДОШКОЛЬНИКОВ ДИАГНОСТИКА РАЗВИТИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОГИЧЕСКОГО И ОБРАЗНОГО МЫШЛЕНИЯ, СПОСОБНОСТИ К АНАЛИЗУ И СИНТЕЗУ, А ТАКЖЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВНИМАНИЯ И ВОСПРИЯТИЯ ЦВЕТА, ФОРМЫ И ВЕЛИЧИНЫ
  2. 1.2. Историко-логический подход к пониманию мифации на территории Забайкалья.
  3. ЧТО ТАКОЕ «СЛОЖНАЯ СИСТЕМА» ?
  4. 1.1. Сущность управления в сложных системах
  5. 2.1. Общие понятия. Свойства сложных систем
  6. Кризис как вполне естественное состояние сложных систем
  7. ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ КАК СЛОЖНАЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
  8. С. Синтез философских систем
  9. Логические транспортно-технологические системы
  10. Общество как сложная система. Его духовная, экономическая, гражданская и политическая подсистемы
  11. МЕТОДИКА РАЗВИТИЯ ЛОГИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ1
  12. 10.3.3. Системно-исторический подход к развитию психологических теорий
  13. 22. Подходы к периодизации психического развития в возрастной психологии
  14. 1 Проблемы совершенствования системы оценивания качества продукции и подходы к их решению