3.8 Ситуационный подход в представлении знаний и выводе решений. ч.3

Существуют решающие правила, позволяющие в каждом узле дерева сделать вывод о том, условия-ограничения какого из узлов следующего уровня выполняются. Посредством выяснения этого (в результате диалога или автоматического опроса базы данных, измерителей, датчиков и т.п.) организуется последовательное движение от корневой вершины к вершине низшего уровня.

Общая схема вывода решения (см. рисунок 3.7) на дереве ситуаций будет состоять в последовательном построении пути PL от s1 S1 к sL  SL при движении по дугам дерева (здесь S1 , SL – подмножества вершин первого и самого нижнего уровня соответственно). В каждом узле, начиная с самого верхнего, должны быть заданы вопросы относительно значений атрибутов, которые добавляются в описание ситуаций на следующем уровне.
Результатом вывода будет тот узел s* SL, который является терминальной вершиной дерева и одновременно принадлежит найденному пути PL. Если положить, что в базе знаний каждому узлу из SL сопоставлено свое ситуационное решение, т.е. SL <--> RL , то с нахождением s* выполняется и вся задача поиска нужного решения r* для пользовательской ситуации. Примером на рисунке является вершина S31.
Видно, что в процессе вывода на дереве ситуаций задачи идентификации и распознавания практически не разделяются. При этом в последовательности, которая определяется по ходу диалога, задаются вопросы относительно значений тех или иных атрибутов. Немаловажно для практического использования, что опрашиваются только те атрибуты, которые представляют интерес на данном шаге вывода и не опрашиваются те, которые не имеют отношения к данной ситуации. Это делает для пользователя более понятной логику работы системы вывода и повышает степень доверия к предлагаемым решениям.
Отметим также следующее: на число атрибутов в (j, k)-м узле дерева ситуаций не налагается ограничений. В случае, когда в каждом узле означивается только один из атрибутов, дерево ситуаций становится известным деревом решений (см. выше). Особенностью вывода на дереве решений является ведение диалога с пользователем, когда на каждом шаге (здесь - в каждом узле дерева) задается вопрос о значении того или иного параметра. В зависимости от ответа, осуществляется переход к одному из узлов следующего уровня. Узлу нижнего уровня сопоставляется некоторое – решение. Таким образом, рассмотренное дерево ситуаций и схема вывода на нем решений является обобщением механизма вывода с использованием аппарата деревьев решений.
Рассмотрим случаи неопределенности при работе с деревом ситуаций, когда в процессе вывода на некотором уровне информация о значениях опрашиваемых атрибутов по каким либо причинам отсутствует или является неполной (пользователь затрудняется дать оценку атрибутам, не работает датчик или измеритель, отсутствуют данные в базе данных и др.). При этом возможно, что:
а) из-за отсутствия информации цепочка вывода обрывается в некоторой промежуточной вершине. Если ничего не предпринять, пользователь останется без варианта решения, что в практическом применении недопустимо;
б) из-за несовершенства базы знаний на некотором уровне оказывается, что выполняются условия для более, чем одной вершины нижнего уровня.
Иллюстрацией обоих случаев может служить вершина S33 на рисунке 2.2. Важно, что в обоих случаях пользователь остается без того результата, который он рассчитывал получить, т.е. без рекомендованного решения.
Чтобы этого не происходило, можно использовать такие способы.
Способ 1. Пользователю предъявляются все элементы S* и R*, выбор осуществляется самим пользователем, возможно с привлечением дополнительной информации. Данный способ применим, когда мощность S* невелика, составляет два-три элемента, а пользователь имеет время для более подробного анализа ситуации. Так, на рисунке это будут вершины S41, S42, и соответствующие им решения.
Способ 2. Каждому узлу дерева (точнее, каждой ситуации в СБЗ) сопоставляются априорные вероятности их возникновения. Тогда пользователю, как и в предыдущем случае, предлагаются все решения, но в порядке убывания вероятности возникновения ситуации. Этот способ также предполагает наличие у пользователя времени для дальнейшего анализа и самостоятельного выбора решения. Трудность реализации заключается в необходимости оценивания вероятностей событий.
Способ 3. Обобщение решений. Этот способ предполагает выработку решений для всех вершин S дерева ситуаций или части вершин, начиная с некоторого уровня. Тогда имеем модифицированное дерево ситуаций:

GSit ({Sjk}, V, {Djk}, {Rjk}),

где {Sjk} < > {Rjk} – каждой вершине взаимнооднозначно соответствует свое решение, причем полагаем, что для некоторых j,k допустимо (по желанию разработчика СБЗ) Rjk - пустое решение. Кроме того, решения наделяются свойством:
решение Rjk < > Sjk применимо для всех S, которые принадлежат поддереву, вершиной которого является Sjk.
Определение «применимости» в данном случае возлагается на экспертов, участвующих в создании СБЗ. Эта «применимость» может базироваться на том положении, что решение для ситуации-прототипа должно быть обобщением, некоторой абстракцией решения для ситуации-подтипа, включать более общие формулировки, рекомендации, справедливые для всех ситуаций-подтипов.

Читать дальше:

3.8    Ситуационный подход в представлении знаний и выводе решений. ч.4