Розсоха Сергій Володимирович. Моделі та методи інженерії нечітких квантів знань для дедуктивного виводу рішень в експертній системі при складанні розкладів у ВНЗ

brief description

Розсоха Сергій Володимирович. Моделі та методи інженерії нечітких квантів знань для дедуктивного виводу рішень в експертній системі при складанні розкладів у ВНЗ : Дис... канд. наук: 05.13.06 - 2007.

Розсоха С. В. Моделі та методи інженерії нечітких квантів знань для дедуктивного виводу рішень в експертній системі при складанні розкладів у ВНЗ. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «ХАІ», Харків, 2006.
Дисертацію присвячено питанням автоматизації підтримки прийняття рішень при складанні розкладів занять в умовах -невизначеності. Для вирішення задачі підтримки прийняття диспетчерських рішень було використано РАКЗ-метод подання знань та маніпулювання ними. У цілях підвищення ефективності прийняття рішень РАКЗ-методом в умовах -невизначеності запропоновано метод нечіткого дедуктивного виводу, що спирається на заздалегідь побудовану базу нечітких квантів знань та математичний і логічний апарат теорії нечітких множин. Модифіковано РАКЗ-моделі дедуктивного виводу диспетчерських рішень за рахунок введення алгоритмічних операторів фазифікації та дефазифікаціі та запропановані оригінальні алгоритми, що дозволяють моделювати причинно-наслідкові міркування диспетчерів для комп’ютеризації прийняття рішень. Розроблено метод оцінки якості розкладів занять за ступенем виконання оптимізуючих вимог, що дозволяє найточніше оцінити якість розкладу занять. В дисертації запропоновано моделі, методи і алгоритми, реалізовані у вигляді прототипу ЕС «ШТУРМАН-Розклад».

Дисертація містить вирішення науково-прикладної задачі розробки моделей, методів та інформаційної технології для дедуктивного виводу рішень при складанні розкладів занять засобами інженерії квантів знань в умовах -невизначеності.
Проведене дослідження підтверджує актуальність всіх аспектів порушених в дисертаційній темі, відповідає поставленим меті та задачам, окреслює шляхи практичної реалізації одержаних результатів. Розроблені в дисертації моделі, методи і алгоритми реалізовані у вигляді ЕС «ШТУРМАН-Розклад» для підтримки прийняття диспетчерських рішень при складанні розкладів занять у ВНЗ.
У рамках дисертаційної роботи досягнуто таких основних результатів:

Проведено огляд і аналіз методів і засобів комп’ютерної підтримки прийняття диспетчерських рішень при складанні розкладів занять у ВНЗ і сформульвано задачі дисертаційної роботи.
Розроблено РАКЗ-метод дедуктивного виводу рішень за умов -невизначеності при складанні розкладів, який на відміну від існуючих використовує заздалегідь побудовану базу нечітких квантів знань і грунтується на застосуванні k-знань з нечіткою логікою Заде, що дозволяє підвищити оперативність прийняття рішень і знизити ймовірність помилкового рішення на контрольних даних.
Удосконалено РАКЗ-модель дедуктивного виводу диспетчерських рішень шляхом введення алгоритмічних операторів фазифікації та дефазифікації для нечіткого дедуктивного виводу k-знань із БkЗ, що забезпечує адекватність диспетчерських рішень, які приймаються за умов -невизначеності.
Дістали подальшого розвитку моделі та методи інженерії знань завдяки запропонованим РАКЗ-моделям і методам нечіткого дедуктивного виводу рішень, що дозволило значно розширити відомий клас задач за рахунок тих, які ефективно роз’язуються РАКЗ-методом.
Запропоновано методику оцінювання якості навчального розкладу, яка на відміну від існуючих базується на використанні апарату радіальних метричних діаграм, що дозволило отримати узагальнену і добре візуалізовану оцінку виконання окремих вимог до розкладу, групп вимог і в цілому якості розкладу.
Розроблено алгоритми реалізації нечіткого дедуктивного виводу ідентифікаційних і прогнозних рішень, які базуються на запропонованих моделях і методах інженерії знань, що дозволяє моделювати причинно-наслідкові міркування, спираючись на нечітку базу квантів знань.
З використанням об’єктно-орієнтованого інструментального засобу Microsoft Visual Studio 2003 на базі розроблених моделей, методів і алгоритмів створено ЕС «ШТУРМАН-Розклад», за допомогою якої успішно вирішені тестові та реальні задачі складання розкладів занять та іспитів для Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського, а також експерементально доведено достовірність і ефективність дисертаційних розробок.
Результати дисертаційної роботи впроваджені та використовуються в роботі навчально-методичного відділу Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського для створення розкладів занять на денній і заочній формах навчання та іспитів всього університету.

Результати експерементальних досліджень показали, що розклади занять складенні з використанням запропонованих у дисертації моделей та методів є кращими, ніж розклади, що складаються традиційними засобами, за такими показниками: з розкладу виключено ситуації, що не допускаються і заважають проведеню занять (накладки викладачів, аудиторій, груп); у розкладі відсутні «вікна» у студентів; зростає ефективність використання аудиторного фонду і викладацького складу ВНЗ.