РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Во втором разделе рассмотрена структура и функции ЕАИС, архитектура экспертных
систем, показано место экспертной системы идентификации объектов в ЕАИС,
описаны основные характеристики предметной области и характеристики признаков,
описывающих объекты предметной области, сформулированы требования к модели
представления знаний. На основании проведенного анализа предметной области и
анализа методов обработки нечетких данных, проведенном в первом разделе, был
выбран математический аппарат для описания объектов предметной области. На
основании выделенных характеристик предметной области и анализа моделей
представления знаний, проведенного в первом разделе, была разработана
информационная модель предметной области в экспертной системе, выбраны форма и
способ представления предметной области.
2.1. Архитектура экспертных систем
Архитектура ЭС – это функционально – информационная структура
программно-аппаратурных средств ЭС, обеспечивающих накопление и переработку
знаний для поиска решений НФЗ в процессе интеллектуального общения ЛПР и ЭС
[24]. Архитектура типичной идеальной ЭС приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Архитектура типовой экспертной системы
Архитектура типичной ЭС включает следующие основные компоненты: база знаний;
база данных; рабочая память или рабочая база знаний (РБЗ); подсистема вывода
решений (ПВР); подсистема интеллектуального интерфейса (ПИИ); подсистема
поддержки и отладки (ППО); подсистема цифрового математического моделирования
(ПЦМ); подсистема объяснения решений (ПОР); подсистема координации и управления
(ПКУ).
База знаний – это основа интеллектуального обеспечения ЭC. Она содержит
экспертные знания, введенные в компьютер.
База данных содержит данные о ПрО, структуру проблемы, известные
причинно-следственные связи, и т.д. База данных в совокупности с базой знаний
образуют основу подсистемы интеллектуального обеспечения.
Рабочая память предназначена для приема исходной информации и выполнения всех
операций с помощью ПВР. Результатом каждого шага работы ПВР являются новые
данные, которые помещаются в туже рабочую память [61].
ПИИ в большинстве случаев состоит из интерфейса пользователя, интерфейса
инженера по знаниям (разработчика) и интерфейса эксперта – консультанта. Иногда
интерфейс инженера по знаниям и интерфейс эксперта объединяют в один блок. ПИИ
– это совокупность программно-аппаратурных средств, которые обеспечивают
дружественное интеллектуальное общение непрограммирующих пользователей – ЛПР с
ЭС на ОЕЯ при накоплении знаний, при поиске и объяснении решений.
ПВР – это совокупность программных средств, которые реализуют операции
извлечения и применения необходимых знаний из БЗ и рабочей базы знаний, а также
данных из БД для решения НФЗ. Процесс вывода продолжается до тех пор, пока в
рабочем поле не появится информация, которую ЭС предъявляет как решение задачи
[61]. ПВР может включать два блока: логического вывода и естественного вывода
по здравому смыслу. Блок логического вывода дает возможность пользователю
принимать экспертные знания; пользователь вводит в ЭС описание конкретной
ситуации, а механизм вывода обеспечивает поиск знаний эксперта, относящихся к
данной ситуации [21]. При использовании в ЭС нечетких знаний в состав ПВР
входит блок правдоподобного вывода (вероятностного, индуктивного или нечеткого
вывода) [24]. Блок логического вывода дает возможность пользователю применять
экспертные знания; ЛПР вводит в ЭС описание конкретной ситуации, а механизм
вывода обеспечивает поиск знаний эксперта, относящихся к данной ситуации.
Подсистема объяснений решения позволяет пользователю получить объяснения и
понять логику рассуждений эксперта.
ПЦМ представляет собой специальную программу цифрового моделирования, в которую
отдельные вычислительные модули моделируемых процессов подключаются по вызову
фреймов или семантических графов, входящих в рабочую БЗ и отображающих
сгенерированное семантическое решение НФЗ.
Рассмотренная архитектура экспертных систем позволяет сделать следующие выводы:
задача разработки информационной модели предметной области, которая будет
решаться в подразделах 2.3 – 2.5, имеет место при проектировании подсистемы
интеллектуального обеспечения;
задача обработки нечетких и неполных данных возникает при разработке подсистемы
вывода решения и подсистемы математического моделирования. Эта задача будет
решаться в разделе 3.
2.2. Место экспертной системы идентификации предметов искусства в Единой
автоматизированной информационной системе таможенной службы
Осмотр предметов искусства и определение их культурной и исторической ценности
является составной частью процедуры таможенного контроля. Как было отмечено
выше, для обеспечения автоматизированного информационного обмена как в пределах
ГТСУ так и с другими министерствами и ведомствами Украины и с организациями
иностранных государств создана единая автоматизированная информационная система
(ЕАИС) таможенной службы, назначение которой состоит в решении функциональных
задач ТС с использованием передовых технологий обработки информации.
В соответствии с функциональными задачами, решаемыми в системе, в структуре
ЕАИС, которая приведена на рис Б1 приложения Б, выделяется пять основных
подсистем:
- автоматизированная подсистема таможенного оформления;
- таможенная административно - правовая подсистема;
- таможенная подсистема информационной безопасности;
- таможенная внешняя информационная подсистема;
- таможенная телекоммуникационная подсистема.
Среди функциональных задач автома