Снижение неоднозначности в оценке состояния объекта при управлении по прецедентам

Настоящая работа является продолжением ряда публикаций, посвященных исследованиям методов управления сложными объектами на основе прецедентов. В ситуации, когда трудно или невозможно получить точную математическую модель поведения объекта, целесообразно применять метод управления по прецедентам. Вместо модели мы можем опираться только на доступную информацию о состояниях объекта, управляющих воздействиях на него и результатах воздействий. Такой выбор в теории вывода по прецедентам соответствует трем составляющим понятия “прецедент”: описанию проблемы, примененному решению и исходу - результату применения решения. Подход к управлению основан на разбиении состояний объектов управления на классы, состояния в каждом из которых эквивалентны друг другу с точки зрения управления. Состояние объекта управления сравнивается с прецедентами из заранее накопленной базы данных. Чтобы подобрать воздействие для текущего случая, на основе некоей меры близости в базе прецедентов отыскивается прецедент со схожим исходным и конечным состоянием. Из него заимствуется управляющее воздействие. В основе подходов к построению систем вывода по прецедентам лежит оценка схожести прецедента и текущего случая. В предыдущих публикациях был предложен метод оценки схожести, основанный на разбиении базы прецедентов на классы эквивалентности. Для оценки не полностью описанного случая используются проекции классов на его пространство признаков. Неполнота в описании объекта в условиях дефицита времени и ресурсов приводит к неоднозначности в оценке объекта. Классы, в пересечение которых попадает объект, образуют так называемый дифференциальный ряд объекта. Отсутствие разделяющего классы признака затрудняет выбор управляющего воздействия. Предлагаемая методика позволяет снизить эту неоднозначность, если принять во внимание предысторию объекта - его состояния и реакции на воздействия. Как следствие, ограничивается выбор управляющих воздействий. Описывается способ снижения неоднозначности оценки. Вводится понятие “прогнозируемый” дифференциальный ряд объекта. Итоговая оценка состояния выводится на основе сравнений текущего и прогнозируемого рядов.

система управления, вывод по прецедентам, база прецедентов, сложный объект управления, неполнота описания, неоднозначность оценки, предыстория, дифференциальный ряд

1. Юдин В.Н., «Система информационной поддержки врачебных решений, основанная на модифицированном методе динамического кластерного анализа», Труды Института системного программирования РАН (ИСП РАН), М., ИСП РАН, Т. 3, 2002, стр. 103-118, ISBN/ISSN: 2079-8156.

2. V.N. Yudin, A.T. Bespaev, «Application of Cluster Analysis for Searching for Analogies in Diagnostics and Choice of Treatment in the "Doctor’s Partner" System», Pattern Recognition and Image Analysis, vol. 13, No 2, 2003, pp. 387-390.

3. В. Н. Юдин, «Мера близости в системе вывода на основе прецедентов», Доклады 12-й Всероссийской конференции Математические Методы Распознавания Образов (ММРО-12), МАКС Пресс, Москва 2005, стр. 241-244.

4. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Адаптивное управление по прецедентам, основанное на классификации состояний управляемых объектов», Труды Института системного программирования РАН (ИСП РАН), т. 13, № 2, Институт системного программирования РАН, 2007, стр. 37-57, ISBN 5-89823-026-2. ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2007/13/2/isp_2007_13_2_37.pdf, http://www.citforum.ru/consulting/BI/karpov/

5. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Интеграция методов добычи данных и вывода по прецедентам в медицинской диагностике и выборе лечения», Математические методы распознавания образов. Сборник докладов 13-й Всероссийской конференции, октябрь 2007, МАКС Пресс, 2007, стр. 589-591, ISBN 978-5-317-02060-6, http://www.mmro.ru/files/mmro13.pdf

6. В. Н. Юдин, Л. Е. Карпов, А. В. Ватазин, «Процесс лечения как адаптивное управление человеческим организмом в программной системе "Спутник врача"», Альманах клинической медицины, т. 17, № 1, МОНИКИ, 2008, стр. 262-265, ISBN 978-5-98511-032-6 (Т. XVII, ч. 1), ISBN 5-9900012-1-5, http://www.isan.troitsk.ru/win/block1.pdf

7. В. Н. Юдин, Л. Е. Карпов, А. В. Ватазин, «Методы интеллектуального анализа данных и вывода по прецедентам в программной системе поддержки врачебных решений», Альманах клинической медицины, т. 17, № 1, МОНИКИ, 2008, стр. 266-269, ISBN 978-5-98511-032-6 (Т. XVII, ч. 1), ISBN 5-9900012-1-5, http://www.isan.troitsk.ru/win/block1.pdf

8. Л. Е. Карпов, А. Н. Томилин, В. Н. Юдин, «Репликация и валидация в распределенной системе поддержки врачебных решений», Труды Всероссийской научной конференции "Научный сервис в сети Интернет: решение больших задач", МГУ, 2008, стр. 387-392, ISBN 978-5-211-05616-9, http://agora.guru.ru/abrau2008/pdf/043.pdf

9. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, А. В. Ватазин, «Виртуальная интеграция и консолидация знаний в распределенной системе поддержки врачебных решений», Научно-практическая конференция ЦФО РФ «Актуальные вопросы гемафереза, хирургической детоксикации и диализа», МОНИКИ, 2009, стр. 36. ISBN 978-5-98511-054-8.

10. А. В. Ватазин, Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Виртуальная интеграция и консолидация знаний в распределенной системе поддержки врачебных решений», Альманах клинической медицины, т. 20, 2009, стр. 83-86. ISSN 2072-0505.

11. А. В. Ватазин, Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Многопараметрическое управление сложным объектом в программной системе поддержки врачебных решений», III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии "Медицинская физика - 2010", 21-25 июня 2010 г., т. 4, МОНИКИ, 2010, стр. 415-417.

12. А. В. Ватазин, В. Н. Юдин, Л. Е. Карпов, «Многопараметрическое управление сложным объектом в программной системе поддержки врачебных решений», Ежегодная научно-практическая конференция Центрального Федерального округа РФ "Актуальные вопросы заместительной почечной терапии, гемафереза и трансплантационной координации", МОНИКИ, 2010, стр. 8. ISBN 978-5-98511-091-3.

13. Leonid Karpov, Valery Yudin, «The Case-Based Software System for Physician's Decision Support», Sami Khari, Lenka Lhotska, Nadia Pisanti (eds.), "Information Technology in Bio- and Medical Informatics, ITBAM 2010", Proceedings of the First International Conference, Bilbao, Spain. Lecture Notes in Computer Science Sublibrary: SL 3, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010, pp. 78-85. ISSN 0302-9743.

14. L. E. Karpov, V. N. Yudin, A. V. Vatazin, «Multi-Parametric Control of Complex Object in the Program System for Physician's Decision Support», Proceedings of the 12-th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2010), Russia, Moscow - St. Petersburg, September 13-19, v. 1, Ufa State Aviation Technical University, 2010, pp. 28-30.

15. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Обмен данными в распределённой системе поддержки решений», Труды Института системного программирования, т. 19, Институт системного программирования РАН, 2010, стр. 71-80, ISBN 978-0-543-57630-9, ISBN 978-5-4221-0085-9, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2010/19/isp_19_2010_71.pdf

16. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Многопараметрическое управление на основе прецедентов», Труды Института системного программирования, т. 19, Институт системного программирования РАН, 2010, стр. 81-93, ISBN 978-0-543-57630-9, ISBN 978-5-4221-0085-9, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2010/19/isp_19_2010_81.pdf

17. А. В. Ватазин, Л. Е. Карпов, Ю. Г. Сметанин, В. Н. Юдин, «Программная система поддержки врачебных решений с гибридной архитектурой на основе правил и прецедентов», V Троицкая конференция "Медицинская физика и инновации в медицине (ТКМФ-5)", Сборник материалов, том 2, стр. 425-427. 2012, РАН, Троицкий Научный Центр, ISBN 978-5-89513-272-2.

18. Л. Е. Карпов, В. Н. Юдин, «Роль предыстории при оценке сложного объекта в управлении по прецедентам», Труды Института системного программирования РАН (ИСП РАН), т. 24, Институт системного программирования РАН, 2013, стр. 437-445, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2013/24/isp_24_2013_437.pdf

19. В. Н. Юдин, Л. Е. Карпов, «Гибридный подход к построению систем поддержки решений», Труды Института системного программирования РАН (ИСП РАН), т. 24, Институт системного программирования РАН, 2013, стр. 447-456, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2013/24/isp_24_2013_447.pdf.

20. V. N. Yudin. Sistema informatsionnoj podderzhki vrachebnykh reshenij, osnovannaya na modifitsirovannom metode dinamicheskogo klasternogo analiza [The system of information support of physician’s decisions based on modified method of dynamic cluster analysis], Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 3, 2002, pp. 103-118, ISBN/ISSN: 2079-8156 (in Russian).

21. V.N. Yudin, A.T. Bespaev. Application of Cluster Analysis for Searching for Analogies in Diagnostics and Choice of Treatment in the "Doctor’s Partner" System, Pattern Recognition and Image Analysis, vol. 13, No 2, 2003, pp. 387-390.

22. V. N. Yudin. Mera blizosti v sisteme vyvoda na osnove pretsedentov. [The measure of closeness in the case-based reasoning system], Doklady 12-j Vserossijskoj konferentsii Matematicheskie Metody Raspoznavaniya Obrazov [Proc. of 12-th All-Russian conference Math. methods of pattern recognition], MAKS Press, 2005, pp. 241-244 (in Russian).

23. L. E. Karpov, V. N. Yudin. Аdaptivnoe upravlenie po pretsedentam, osnovannoe na klassifikatsii sostoyanij upravlyaemykh ob"ektov [Case-Based Reasoning adaptive control with classification of states of objects under control], Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 13, no. 2, 2007, pp. 37-57, ISBN 5-89823-026-2. ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2007/13/2/isp_2007_13_2_37.pdf, http://www.citforum.ru/consulting/BI/karpov/ (in Russian).

24. L. E. Karpov, V. N. Yudin. Integratsiya metodov dobychi dannykh i vyvoda po pretsedentam v meditsinskoj diagnostike i vybore lecheniya [Integration of data Mining and Case-Based Reasoning methods in medical diagnostics and treatment choosing], Sbornik dokladov 13-j Vserossijskoj konferentsii Matematicheskie metody raspoznavaniya obrazov [Proc. of 13-th All-Russian conference Math. methods of pattern recognition], October 2007, MAKS Press, 2007, pp. 589-591, ISBN 978-5-317-02060-6, http://www.mmro.ru/files/mmro13.pdf (in Russian).

25. V. N. Yudin, L. E. Karpov, A. V. Vatazin. Protsess lecheniya kak adaptivnoe upravlenie chelovecheskim organizmom v programmnoj sisteme "Sputnik vracha" [Process of patient treatment as an adaptive control of human being organism in software system "Doctor's Partner"], Аl'manakh klinicheskoj meditsiny [Almanac of Clinical Medicine], vol. 17, no. 1, МОНИКИ [Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute], 2008, pp. 262-265, ISSN 2072-0505, ISBN 978-5-98511-032-6, ISBN 5-9900012-1-5, http://www.isan.troitsk.ru/win/block1.pdf (in Russian).

26. V. N. Yudin, L. E. Karpov, A. V. Vatazin. Metody intellektual'nogo analiza dannykh i vyvoda po pretsedentam v programmnoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Application of Data Mining and Case-Based Reasoning in software system for physician's decision support], Аl'manakh klinicheskoj meditsiny [Almanac of Clinical Medicine], vol. 17, no. 1, MONIKI [Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute], 2008, pp. 266-269, ISSN 2072-0505, ISBN 978-5-98511-032-6, ISBN 5-9900012-1-5, http://www.isan.troitsk.ru/win/block1.pdf (in Russian).

27. L. E. Karpov, A. N. Tomilin, V. N. Yudin. Replikatsiya i validatsiya v raspredelennoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Data replication and validation in distributed software system for physician's decision support], Trudy Vserossijskoj nauchnoj konferentsii "Nauchnyj servis v seti Internet: reshenie bol'shikh zadach" [Proc. All-Russian scientific conference “Scientific Service in Internet: solving of huge problems”], MGU [Moscow State University, 2008, pp. 387-392, ISBN 978-5-211-05616-9, http://agora.guru.ru/abrau2008/pdf/043.pdf (in Russian).

28. L. E. Karpov, A. V. Vatazin, V. N. Yudin. Virtual'naya integratsiya i konsolidatsiya znanij v raspredelennoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Virtual knowledge integration and consolidation in software system for physician's decision support], Trudy Nauchno-prakticheskaya konferentsiya TSFO RF «Аktual'nye voprosy gemafereza, khirurgicheskoj detoksikatsii i dializa [Proc. of research and practical conference ‘Actual problems of hemapheresis, surgery detoxication and dialysis’], MONIKI [Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute], 2009, pp. 36. ISBN 978-5-98511-054-8 (in Russian).

29. A. V. Vatazin, L. E. Karpov, V. N. Yudin. Virtual'naya integratsiya i konsolidatsiya znanij v raspredelennoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Virtual knowledge integration and consolidation in software system for physician's decision support], Аl'manakh klinicheskoj meditsiny [Almanac of Clinical Medicine], vol. 20, 2009, pp. 83-86. ISSN 2072-0505 (in Russian).

30. A. V. Vatazin, L. E. Karpov, V. N. Yudin. Mnogoparametricheskoe upravlenie slozhnym ob"ektom v programmnoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Multiparametric object control in software system for physician's decision support], III Evrazijskij kongress po meditsinskoj fizike i inzhenerii "Meditsinskaya fizika - 2010" [Third Euro-Asia congress for medical physics], 21-25 of June 2010, vol. 4, MONIKI [Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute], 2010, pp. 415-417 (in Russian).

31. A. V. Vatazin, L. E. Karpov, V. N. Yudin. Mnogoparametricheskoe upravlenie slozhnym ob"ektom v programmnoj sisteme podderzhki vrachebnykh reshenij [Multiparametric object control in software system for physician's decision support], Ezhegodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya TSentral'nogo Federal'nogo okruga RF "Аktual'nye voprosy zamestitel'noj pochechnoj terapii, gemafereza i transplantatsionnoj koordinatsii" [Proc. of Annual research and practical conference 'Actual problems of replacement therapy, hemapheresis, and transplantation coordination'], MONIKI [Moscow Regional Scientific Research Clinical Institute], 2010, стр. 8. ISBN 978-5-98511-091-3. (in Russian).

32. Leonid Karpov, Valery Yudin. The Case-Based Software System for Physician's Decision Support. Sami Khari, Lenka Lhotska, Nadia Pisanti (eds.), "Information Technology in Bio- and Medical Informatics, ITBAM 2010", Proceedings of the First International Conference, Bilbao, Spain. Lecture Notes in Computer Science Sublibrary: SL 3, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 2010, pp. 78-85. ISSN 0302-9743.

33. L. E. Karpov, V. N. Yudin, A. V. Vatazin. Multi-Parametric Control of Complex Object in the Program System for Physician's Decision Support, Proceedings of the 12-th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2010), Russia, Moscow - St. Petersburg, September 13-19, v. 1, Ufa State Aviation Technical University, 2010, pp. 28-30.

34. L. E. Karpov, V. N. Yudin. Obmen dannymi v raspredelyonnoj sisteme podderzhki reshenij [Data exchange in distributed software system for decision support], Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 19, 2010, pp. 71-80, ISBN 978-0-543-57630-9, ISBN 978-5-4221-0085-9, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2010/19/isp_19_2010_71.pdf (in Russian).

35. L. E. Karpov, V. N. Yudin. Case-based multi-parametric object control, Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 19, 2010, pp. 81-93, ISBN 978-0-543-57630-9, ISBN 978-5-4221-0085-9, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2010/19/isp_19_2010_81.pdf (in Russian).

36. A. V. Vatazin, L. E. Karpov, Y. G. Smetanin, V. N. Yudin. Programmnaya sistema podderzhki vrachebnykh reshenij s gibridnoj arkhitekturoj na osnove pravil i pretsedentov [Software system for physician's decision support with architecture based on rules and cases], V Troitskaya konferentsiya "Meditsinskaya fizika i innovatsii v meditsine (TKMF-5)", Sbornik materialov [Proc. of Fifth conference 'Medical physics and innovations in medicine'], vol. 2, pp. 425-427. 2012, RAS, Troitsk Scienfic Centre, ISBN 978-5-89513-272-2 (in Russian).

37. L. E. Karpov, V. N. Yudin. Rol' predystorii pri otsenke slozhnogo ob"ekta v upravlenii po pretsedentam [State prehistory for complex object estimation in a control system based on cases], Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 24, 2013, pp. 437-445, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2013/24/isp_24_2013_437.pdf (in Russian).

38. V. N. Yudin, L. E. Karpov. Gibridnyj podkhod k postroeniyu sistem podderzhki reshenij [Hybrid approach to building decision support system], Trudy ISP RАN [The Proceedings of ISP RAS], vol. 24, 2013, pp. 447-456, ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print), http://www.ispras.ru/ru/proceedings/docs/2013/24/isp_24_2013_447.pdf (in Russian)