Отзыв оппонента (Методы и алгоритмы моделирования приближенных рассуждений на основе темпоральных нечетких байесовских сетей)

отзыв официального оппонента на диссертационную работу ЗАХАРОВА Андреи Сергеевича «Методы и алгоритмы моделировании приближенных рассуждений на основе темпоральных нечетких байесовских сетей», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.17 — «Теоретические основы информатики» Современные технические объекты и организационно-технологические системы, функционирующие в промышленной сфере, имеют достаточно высокий уровень сложности, причем тенденция к его повышению остается достаточно стабильной на протяжении последних! 0-15 лет.

Это, в свою очередь, обусловливает сложность и высокую структурированность и систем управления ими !систем прогнозирования их поведения). Известно, что сложность систем управления приводит, зачастую, к длительности процедур выработки управляющих воздействий на технические системы и к недостаточной их !управляющих воздействий) адекватности.

Уаким образом, можно констатировать наличие протиеоре аи между необходимостью эффективного использования сложных технических и организаиионно-технологических аистам с одной старанье и не всегда эффеюпивными процедурами управления ими (описания их поведения) - с другой. Следоватетьно, актуальным является реигение иаучно-технической проблемысовергиенствование методов, моделей и алгоритмов для поддержки принятия рииений в условиях сложных технических и организаиионно-технологических сиена, При выработке решений моделирование приближенных рассуждений при описании систем используется для анализа информации и знаний в условиях стохастической и нестохастической неопределенности, поэтому и применяемые методы должны позволять учитывать неопределенность различного типа.

Развивая теорию и практику нечетких байесовских сетей 1НБС) бьши предложены способы объединения методов теории байесовских сетей доверия, неч6ткнх множеств и логики. В то же время, модели принятия решений в условиях любых технических или организационно-технологических систем должны отражать временны'е причинно-следственные факторы. Однако, для решения задач моделирования приближенных рассуждений с учетом темпоральных зависимостей использование подхода НБС весьма ограничено. Это вызвано тем, что для существующих нечетких байесовских сетей понятие времени не в достаточной степени формализовано, а методы и алгоритмы вывода недостаточно ориентированы на моделирование рассуждений в условиях неопределенности с учетом темпоральных причинно-следственных связей. Поэтому, научная задача диссертационной работы Захарова А.С.- разработка и исследование методов и алгоритмов для моделирования приближенных рассуждений на основе темпоральных нечетких байесовских сетей, логично укладывающаяся в рамки обозначенной выше научнотехнической проблемы, в полной мере является актуальной.

Диссертационная работа включает в себя введение, четыре главы, заключение, а также список источников из 113 наименований и приложение. Общий объем диссертации — 147 стр,, включая Зб рисунков и 12 таблиц. Библиографический список отражает современное состояние в области моделирования рассуждений на основе нечетких логико-вероятностных моделей. Во вас~)ении показана актуальность, определены цель и задачи диссертационного исследования„актуальность темы, представлены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, В первой главе исследованы основные методы моделирования приближенных рассуждений, выполнен анализ методов и моделей вывода в условиях неопределенности.

Обоснован выбор нечетких байесовскнх сетей доверия в качестве прототипа разрабатываемых моделей приближенных рассуждений. Показаны способы представления темпоральных зависимостей, и на основе анализа концепций времени и методов представления темпоральных зависимостей сделан вывод о целесообразности их учета в нечетких байесовских сетях применением интервальной темпоральной логики Дж.

Ф, Аллена и линейной темпоральной логики. Сформулированы требования к создаваемым программным средствам визуального моделирования приближенных рассуждений в условиях стохастической и нестохастической неопределенности. Во виюрой главе представлено описание разработанного модельного и методического аппарата, а именно: предложена темпоральная нечеткая байесовская сеть, отвечающая требованиям задач моделирования приближенных рассуждений, а также разработан способ ее построения; описана предлагаемая грамматика темпоральных высказываний для нечеткой байесовской сети и предложен способ вычисления нечеткой вероятностной меры истинности для высказываний, построенных в соответствии с этой грамматикой; обоснованы операции над нечеткими вероятностями, обеспечивающими невозрастание неопределенности„разработан метод моделирования приближенных рассуждений на основе сети временных ограничений и предлагаемых темпоральных нечетких байесовских сетей.

В третьей главе показаны функциональная и модульная структуры разработанных программных средств. Приведены блок-схемы разработанных алгоритмов, реализующих способ построения темпоральной нечеткой байесовской сети, и метод моделирования приближенных рассуждений, включающий: а) алгоритмы валидации темпоральной нечеткой байесовской сети, б) алгоритмы проверки согласованности темпоральных операторов и темпоральных отношений, в) алгоритмы построения очередей обхода узлов темпоральной нечеткой байесовской сети, г) алгоритмы прямого и обратного вывода.

Для каждого из этих алгоритмов, что немаловажно, приведено описание и выполнена оценка сложности. В четвертой глиее представлены результаты внедрения разработанных программных средств моделирования приближенных рассуждений на примере медицинской диагностики и оценки рисков несчастных случаев на опасных производственных объектах. В зпключении диссертации представлены основные научные и практические результаты диссертационного исследования. что цель работы, Можно полностью согласиться с автором, направленная иа повышение качества и оперативности моделирования приближенных рассуждений за счет создаваемого метода и алгоритмов иа основе темпоральных нечетких бяйесовских сетей, достигнута.

В нрилолеении представлены акты об использовании результатов диссертации в ООО «Лечебно-диагностическая клиника «КардиоВита», в ООО «Софт-Сервис», а также в учебном процессе в филиале ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ» в г. Смоленске. Ооосновпннопнь и достоверность сформулированных в диссертации научных положений подтверждается корректным применением современных методологий «моделирования рассуждений, темпоральной логики, теории нечетких вычислений, теории графов, вероятностей, теории объектно-ориентированного проектирования программных средств, теории байесовских сетей доверия), непротиворечивостью выводов, а также успешной апробацией и внедрением предложенных методов, моделей, алгоритмов «подтверждено соответствующими актами), и не вызывает сомнения у оппонента. Теоретическая значимость и научная новизна работы определяются, прежде всего, следующими моментами.

!. Разработана темпоральная нечеткая байесовская сеть «ТНБС) н способ ее построения для моделирования приближенных рассуждений. 2. Создан метод моделирования приближенных рассуждений на основе темпоральной нечеткой бай есо вской сети и сети временных ограничений, позволяющий повысить как качество и оперативность моделирования. 3. Предложена совокупность способов для построения ТНБС и реализации созданного метода приближенных рассуждений на ее основе, включая: способ построения темпоральных высказываний для нечеткой байесовской сети; способ расчета значений нечеткой вероятностной меры истинности темпоральных высказываний; сеть временных ограничений. Практическая ценность диссертации заключается в повышение корректности и сокращении трудоемкости процедур принятия решений, а именно: - практическую значимость имеют разработанные алгоритмы, реализующие способ построения ТНБС и метод моделирования приближенных рассуждений: валидации темпоральной нечеткой байесовской сети; проверки согласованности темпоральных операторов и темпоральных отношений; построения очередей обхода узлов темпоральной нечеткой байесовской сети; прямого и обратного вывода.

практическую значимость составляют и программные средства моделирования приближенных рассуждений, на основе предложенных метода и алгоритмов для решения задач медицинской диагностики и оценки рисков несчастных случаев на опасных производственных объектах. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 4 - в изданиях из перечня ВАК, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

11 публикаций подготовлено Захаровым А.С. без соавторов. Основное содержание диссертации раскрыто в публикациях из перечня ВАК, Работа прошла надлежащую апробацию на восьми научных конференциях, в том числе международных, Материалы работы использованы при выполнении двух научно-исследовательских работ по заданию Мин обрнауки России, и как указывалось выше, внедрены в 3 организациях. Диссертационная работа и автореферат написаны понятным языком, с соблюдением принятой терминологии. Разделы диссертации логично увязаны между собой и соответствуют ходу умозаключений соискателя. Цели и задачи исследования органично вытекают из решаемой научной задачи.

В качестве пожелания соискателю хотелось бы посоветовать избегать в научных работах слишком громоздких предложений, затрудняющих восприятие сути (например, на страницах 75, 78, 79 диссертации, пункт 5 основных результатов в автореферате). Также, по мнению оппонента, можно было бы укрупнить и задачи исследования. Следует отметить и тот факт, что работа выполнена в рамках научной школы кафедры прикладной математики ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ». Содержание автореферата полностью соответствует диссертации, н адекватно раскрывает ее содержание.

Тем не менее, по работе хотелось бы сделать следующие замечания, дополнив озвученные выше: 1. Недостаточно наглядно и конкретно рассмотрены вопросы взаимодействия темпоральный нечеткой байесовской сети и сети временных ограничений в процессе обратного вывода, 2, В работе в явном виде не показано, каким образом выполняются отдельные этапы способов прямого и обратного вывода. В частности, для способа обратного вывода не описан этап выбора точечных значений нечеткой вероятностной меры при условии наличия в сети временных ограничений интервальных оценок. 3. Не приведено обоснование используемого набора модальных операторов и не указано, почему используются только модальности прошлого времени.

4. Диаграммы показателя качества ДА для разработанных программных средств и прототипа не дают полную информацию о преимуществах или недостатках предлагаемых в работе модели и метода. 5. При описании структуры предлагаемых программных средств целесообразно дополнить диаграмму пакетов диаграммой классов, более полно отражающей отношения между сущностями предметной области. Указанные замечания не снижают значимости полученных теоретических и практических результатов, и не влияют на положительную оценку диссертационной работы в целом. Можно констатировать, что цель диссертационного исследования полностью достигнута решением поставленных задач.