Использование элементов искусственного интеллекта: компьютерная поддержка оперативных решений в интеллектуальных электрических сетях

– Семантические группы,

– элементы семантических групп,

– множества элементов одной семантической группы.

То есть ответить на вопрос означает найти из множества элементов группы ВО, таких, которые связаны с группами и элементами групп, заданными УВ.

Для определения ответа на вопрос интеллектуальная система

–Анализирует вопрос, выделяя ВО и множество УВ,

– по семантической сети определяет, какие элементы группы ВО имеют связи с УВ.

В простейшем случае ответ на вопрос есть список элементов группы ВО, имеющих связи с УВ. Для пользователя ответ есть вербализация этого списка (заголовок списка – имя группы ВО, тело списка – технологические наименования релевантных УВ элементам группы ВО).

Этот тип вопроса назовем определительным. Допускаются составные вопросы. В них часть условий выражаются придаточными конструкциями (типа «который»). При этом допускаются вложения придаточных вопросов друг в друга. Придаточные вопросы и вложенные конструкции отделяются запятой.

Пример:

Вопрос

объекты подстанции, трансформаторы, узлы, выключатели отключенные?

В этом вопросе запрашивается множество энергообъектов вида «подстанции», таких, которые имеют элементы оборудования вида «трансформатор», которые через электрические узлы связаны с коммутационными аппаратами вида «выключатель», находящимися с отключенном подожении.

Придаточные вопросы организуются при анализе так, что ответы на них автоматически используются, как дополнительное условие «внешнего» вопроса.

С помощью вопросов в ИИС может осуществляться взаимодействие с пользователями для осуществления следующих целей:

– поиска информации в ИИС,

– контроля заполнения Базы знаний,

– простейшей коррекции содержимого Базы знаний.

В современных ИИС взаимодействие с пользователями часто целесообразно организовать не с помощью диалога на основе текстов, а с помощью соответствующих изображений («картинок»), на которых пользователь указывает те или иные элементы изображения. С помощью предварительного структурирования таких «картинок» и их описания с помощью семантических сетей, такая форма диалога может быть сведена к лингвистической форме. Рассмотрение этой проблемы выходит за рамки данной работы.

1.8. ВОПРОСНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Вопросы на ограниченном естественном языке могут использоваться не только во «внешнем» диалоге, но и быть операторами программ, решающих технологические задачи.

Этот «сократический» (по имени древнегреческого философа Сократа) метод решения задач можно назвать «вопросным программированием». Тексты вопросов записываются в программы, вводятся обозначения для номеров элементов групп (звездочки *) и множеств элементов из одной группы (знак доллара $). Определяются массивы данных для хранения ответов на вопросы («линейки»), вводятся операторы для действий с линейками (в основном – логические операции). В результате получается полноценный язык программирования. Особенность этого языка – его операторы записываются на естественном технологическом языке. Поэтому писать программы на этом языке могут (после небольшой практики) не профессиональные программисты, а технологи данной предметной области (в частности – специалисты по диспетчерскому управлению). В некоторых работах этот язык программирования называется языком МИМИР.

Программы, написанные на языке МИМИР и работающие в составе ИИС, называются программами-рассуждениями. Они являются моделями рассуждений специалистов технологов, решающих соответствующие задачи.

1.9.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫВОД В ПРОГРАММАХ РАССУЖДЕНИЯХ

Возвращаясь к общей структуре экспертной системы, изображенной на рис. 2 обратим внимание на важный блок этой структуры – машину логического вывода. Именно этот модуль позволяет экспертной системе осуществлять логические выводы и, тем самым, решать необходимые задачи. В распространенных экспертных системах, основанных на правилах, предполагается универсальный логический вывод, не зависящий от технологических приложений. Тем или иным образом при универсальном выводе сопоставляются заданные правила. По мнению авторов данной работы именно такой подход приводит зачастую к малой эффективности разработки реальных, промышленных экспертных систем. Пока количество заданных правил относительно невелико (100-200), универсальный логический вывод действует, при большем количестве правил (как это бывает в реальных системах) – возникают серьезные трудности.

В системах типа МИМИР вместо универсального логического вывода используется специализированный логический вывод. И такой специализированный вывод осуществляют именно программы-рассуждения на языке МИМИР. Эти программы являются моделями рассуждений специалиста-технолога, решающего соответствующую задачу.

В самом деле, опыт общения с технологами-эксплуатационниками показывает, что их знания по решению прикладных задач имеют не универсальный («энциклопедический») характер, а «упакованы» в некоторые блоки, которые и должны моделироваться программами-рассуждениями.

Таким образом, разработка прикладной экспертной системы на базе МИМИР сводится к заданию словаря технологических понятий, структуры семантической сети и множества прикладных программ-рассуждений.

1.10. ВЫВОДЫ к главе 1

1.При рассмотрении источников знаний, необходимых для разработки информационных систем, выявлена доминирующая роль эксплуатационного опыта оперативного персонала.

2. Представление эксплуатационного опыта в виде системы рассуждений является эффективным средством для формализации знаний.

3.Опредены характеристики системы рассуждений (глубина, разветвленность, структурная сложность), при достаточно высоких значениях, которых целесообразно использовать интеллектуальные системы.

4. Рассмотрение различных специализаций разработчиков информационных систем показывает важную роль инженеров по знаниям при применении методов искусственного интеллекта.

5. Учитывая дефицит времени эксперта-технолога, при разработке интеллектуальных систем целесообразно использовать новый тип специалистов – экспертов-посредников. Рассмотрены взаимодействия посредников с экспертами-технологами и инженерами по знаниям.

6. Приведены основы построения интеллектуальной информационной системы МИМИР, предназначенной для решения технологических задач в области диспетчерского управления в энергетике. Разработка прикладной интеллектуальной системы на базе МИМИР сводится к определению Словаря понятий, структуры семантической сети для описания предметной области и создания множества специализированных программ-рассуждений, реализующих логический вывод.

Контрольные вопросы

1.Назовите источники знаний, необходимых для разработки информационных систем электроэнергетического применения

2.Обоснуйте доминирующую роль эксплуатационного опыта при разработке интеллектуальных информационных систем.

3.Дайте определение экспертной системы. Основные блоки этой структуры и их функции.

4. Назовите специализации разработчиков информационных систем, их взаимодействие при разработке систем.

5. Назовите функции инженера по знаниям.

6.Определите.роль эксперта-посредника при разработке интеллектуальных информационных систем

7. Что такое семантическая сеть, как она используется при разработке интеллектуальных информационных систем?

7. Что такое структурированная семантическая сеть? Что такое семантические группы? Приведите примеры

8.Что такое специализированный логический вывод.? Дайте определение вопросного программирования.

9.Что такое программы – рассуждения?

10. Каковы особенности экспертной системы МИМИР?

11. Приведите примеры применений системы МИМИР в электроэнергетике

12. Назовите этапы разработки прикладной интеллектуальной системы на базе системы МИМИР.

Список тем для рефератов и докладов