Диссертация (1137259)
Текст из файла
Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего профессионального образованияНАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ«ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ»На правах рукописиБУЗМАКОВАлексей ВладимировичМОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ССОСТОЯНИЯМИ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ НАОСНОВЕ РЕШЁТОК ЗАМКНУТЫХ ОПИСАНИЙСпециальность 05.13.18 —«Математическое моделирование, численные методы и комплексыпрограмм»Диссертация на соискание учёной степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор физико-математических наукС. О. КузнецовМосква – 2014СодержаниеВведение . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 Возможные подходы к моделированию процессовстояниями сложной структурой . . . . . . . . . . .1.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2 Процессы с состояниями сложной структуры . .1.3 Плоские модели . . . . . . . . . . . . .
. . . . .1.4 Модели последовательностей . . . . . . . . . . .1.5 Графовые модели . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.6 Методы оценки качества моделей . . . . . . . .1.7 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .с........со. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. .
.2 Модель процессов с состояниями сложной структуры наоснове узорных структур . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2 Базовые понятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2.1 Элементы теории решёток . . . . . .
. . . . . .2.2.2 Анализ формальных понятий (АФП) . . . . . . .2.2.3 Узорные структуры . . . . . . . . . . . . . . . .2.3 Проекции как средство приближенного анализа . . . .2.4 Узорные структуры для процессов . . . . . . . . . . . .2.4.1 Рабочий пример . . . . . . . . . . . . . . . .
. .2.4.2 Частичный порядок на последовательностях исоответствующая полурешётка . . . . . . . . . .2.4.3 Проекции узорных структур на последовательностях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25131314151823272930303131343639444546492.4.4Алгоритм расчёта решёточной операции насплошных последовательностях . . . . .
. . . .2.5 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Меры качества моделей и их применение . . . . . . . . .3.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.2 Устойчивость формальных понятий . . . . . . . . . . .3.2.1 Определение устойчивости . . . . . . . . . . . .3.2.2 Оценки устойчивости . . . . . .
. . . . . . . . .3.3 Особенности расчёта устойчивости и её оценок . . . .3.4 Исследование поведения меры устойчивости формального понятия и её оценок . . . . . . . . . . . . . . . . .3.4.1 Схема эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . .3.4.2 Общее поведение устойчивости . .
. . . . . . .3.4.3 Порог устойчивых понятий . . . . . . . . . . . .3.4.4 Ранжирование понятий по устойчивости . . . .3.4.5 Ограничения данной схемы экспериментов . . .3.5 Сравнение меры устойчивости и её оценок с другимимерами качества моделей . . . . . . . . . . . . . . . . .3.5.1 Рабочий пример . . .
. . . . . . . . . . . . . . .3.5.2 Мера рычага . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.5.3 Схема эксперимента . . . . . . . . . . . . . . . .3.5.4 Результаты эксперимента . . . . . . . . . . . . .3.6 Эффективность оценок устойчивости . . . . . . . . . .3.6.1 Точность оценки устойчивости . . . . . . . . . .3.6.2 Оценка устойчивости и ранжирование . . . . . .3.6.3 Устойчивость и интервал оценки . .
. . . . . . .3.7 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Алгоритмы и комплексы программ, реализующие модели на основе решёток замкнутых описаний . . . . . . . .4.1 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.2 Адаптация существующих АФП алгоритмов для работы с узорными структурами . . . . . . . . . . . . . . . .35254555556566064656669717477788081838687899192939595964.3 Программный комплекс для моделирования на основеузорных структур .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.1 Форматы передачи данных . . . . . . . . . . . .4.3.2 Архитектура подхода . . . . . . . . . . . . . . .4.3.3 Менеджер узоров . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.4 Подсистемы хранения объёмов и содержаний .4.3.5 Подсистема построения узорной решётки . . .
.4.3.6 Моделирование процессов с состояниями сложной структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.3.7 Интеграция с программным комплексом FCART4.3.8 Комплексы программ для работы с узорнымиструктурам и АФП . . . . . . . . . . . . . . . . .4.4 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Построение и использование моделей процессов с состояниями сложной структуры на реальных данных . . . .5.1 Введение . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2 Моделирование посещения новостных ресурсов пользователями . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.3 Моделирование процесса госпитализации пациентов .5.3.1 Наивный подход моделирования процессов госпитализации . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . .5.3.2 Моделирование процессов госпитализации сучётом сложного описания состояний . . . . . .5.3.3 Использование других подходов для моделирования процесса госпитализации пациентов . . .5.4 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9799101104106108109110112114116116117120123125129132Заключение . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384ВведениеАктуальность темы. Многие явления окружающего мира могутбыть представлены процессами. Например, развитие болезни пациента характеризуется изменением состояния больного, происходящего в том числе под воздействием применяемого подхода к его лечению. При моделировании процессов только некоторые особенностисостояний могут быть зафиксированы и обработаны. Последовательности зафиксированных состояний называются реализациями процесса, а всё множество доступных реализаций процесса называетсяего логом.
Таким образом, располагая логами процесса, можно построить его модель, которая может быть использована для решенияразличных задач, таких как экспертный анализ процесса, а такжеклассификация и кластеризация новых реализаций процесса. В этойработе мы фокусируемся на задаче автоматического построения модели процесса для её последующего анализа экспертом. Например,для задачи анализа процесса госпитализаций пациентов одна реализация может состоять из состояний, каждое из которых описываетсярядом параметров, таких как, расположение больницы, применяемыемедицинские процедуры, продолжительность госпитализации и др.Модель, построенная по логу процесса госпитализации, может бытьиспользована экспертом для различных стоящих перед ним задач,таких как оптимизация процесса лечения по качеству или скорости,поиск систематических ошибок процесса.За последнее десятилетие было проведено много исследованиямоделей процессов и методов их построения с акцентом на события,такие как сети Петри, Yawl и другие [3].
В этих работах под событиями понимаются переходы из одного состояния в другое. Структура5же самих событий в этих работах не рассматривается. В этой работе мы фокусируемся именно на состояниях процесса, в то времякак переходы между ними рассматриваются просто как временныеотношения следования. Более того, в этой работе мы рассматриваемпроцессы с состояниями сложной структуры, что подчёркивает тотфакт, что одно состояние описывается многими параметрами разнойприроды.
В частности, для процесса госпитализации пациентов одно состояние описывается среди прочих параметров не просто именем больницы, но также и таксономией больниц по территориальному расположению – древовидной структурой, задающей отношение частное-общее, в которой также присутствуют больницы “обобщённого” вида, такие как “все больницы определённого города”. Этопозволяет включить в модель как можно более полный лог процесса,что помогает строить модель процесса госпитализации с “обобщением” некоторых параметров, и, таким образом, предоставляет эксперту возможность более подробно исследовать процесс госпитализации.Для моделей таких процессов могут быть применены различныеподходы [33; 99], которые ищут частые последовательности в логепроцесса, при этом структура одного элемента последовательностиможет включать несколько компонент, для каждой из которых задана таксономия.
К сожалению, в этих подходах нельзя передать такуюважную информацию, как количество повторений определённой процедуры, например, химиотерапии. И, более того, эффективность этихподходов невысокая, при условии, что многие из порождаемых элементарных моделей имеют малую пользу для эксперта. Другим возможным подходом к анализу таких данных является работа [114], вкоторой авторы на основе статистических методов отображают данные, собранные в больницах.
Однако данная работа не фокусируетсяна последовательных зависимостях, и в ней такие зависимости имеют очень грубое представление, привязанное к конкретным временамсуток.6Специфика процессов с состояниями сложной структуры требует специального типа моделей, способного представлять средствавыражения сходства и различия реализаций процесса с состояниямсложной структуры. В качестве математического аппарата построения моделей процессов с состояниями сложной структуры используются решетки замкнутых описаний, представляемые так называемыми узорными структурами [40], дополненные средствами приближенного описания - проекциями описаний, позволяющим моделировать информацию о большом количестве реализаций процессовс помощью существующих эффективных алгоритмов.
Этот математический аппарат позволяет находить классы реализаций процессовсхожих между собой, с получением соответствующего сходства. Найденные классы реализаций процессов упорядочены по включениюсоответствующих множеств реализаций в каждом классе и формируют так называемую иерархическую модель процесса. Такая модель состоит из множества элементарных моделей процесса, каждаяиз которых описывает процесс на определённом уровне абстракции,учитывающем только часть информации доступную в логах процесса.Таким образом, объектом исследования являются различныепроцессыссостояниямисложнойструктуры.Предметом исследования являются математическая модель,алгоритмы её построения и комплекс программ анализа процессов ссостояниями сложной структуры с целью экспертного анализа этогопроцесса для его оптимизации и поиска ошибок.Целью диссертационного исследования является разработка подходов к построению моделей процессов с состояниями сложнойструктуры на основе решёток замкнутых описаний.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
