Алгоритм коррекции связей между фрагментами слабо формализованной информации в хранилище и генерации новой информации

В последние годы много внимания уделяется обработке слабо формализованной информации, поступающей от технических систем [3—11]. Под слабо формализованной информацией обычно понимают информацию, которая поступает от технических систем в непрерывном или дискретном виде с видео, аудио, температурных, ионных и других датчиков. Такая разнообразная информация, поступающая в больших объемах, плохо поддается обработке. Поэтому из слабо формализованной информации стараются получить формализованную путем, например, представления непрерывной информации в дискретном виде, а дискретную информацию можно, например, записать в таблицу в определенном, заранее выбранном, формате. Однако это не всегда возможно [2]. Часто поступающие от технических систем фрагменты информации взаимосвязаны. Однако эта взаимосвязь не очевидна, и трудно определить, какая информация следует из другой информации. Поэтому предлагается алгоритм коррекции связей между фрагментами слабо формализованной информации, находящимися в хранилище, который позволяет установить степень взаимосвязи различных фрагментов информации. Эту взаимосвязь фрагментов информации можно рассматривать как новую информацию и подвергать дальнейшей обработке.

Обработка информации, поступающей в хранилище.

Предполагается, что информация в хранилище характеризуется некоторым конечным набором показателей. При поступлении новой информации в хранилище осуществляется свертка ее показателей ( C N — результат свертки) [1; 3; 5; 12; 13] и сравнение со свертками ( C 1 , C 2 , …, C k ) ранее полученных фрагментов информации, находящихся в хранилище, следующим образом. Если δ Ni = |C N —C i | < ε для некоторого i ^∈ {1, 2, …, k } и некоторого >0 , то считаем, что новая информация с номером N и старая информация с номером i между собой связаны.

Пусть фрагменты информации поступают в хранилище. Считаем соответствующие им свертки С 1 , С 2 , …, С n . Рассмотрим δ ij = |C i – C j |, где i, j = 1, 2, …, n и i ≠ j. Если δ ij <  ε для некоторого ε > 0, то считаем, что эти фрагменты информации взаимосвязаны и образуют устойчивую группу взаимосвязанных фрагментов информации.

Коррекция связей в хранилище и генерация новой информации.

Рассмотрим сеть связей в хранилище для устойчивой группы взаимосвязанных фрагментов информации, состоящей из n элементов, i = 1, … , n . Если между информацией с номером i и информацией с номером j имеется С ij связей и С ij > C* , где C* — некоторое число, то считаем, что информация с номером i и информация с номером j связаны непосредственно (уровень связности С ij ) (рис. 1).

Информацию о том, что информация с номером I i и информация с номером I j связаны, можно рассматривать как новую информацию с номером I k . Это означает, что если информация с номером I i определяется показателями i 1 , i 2 , …, i i1 , а информация с номером I j — показателями j 1 , j 2 , …, j j1 , то информация с номером I k = I i ∪ j определяется показателями i 1 , i 2 , …, i i1 , j 1 , j 2 , …, j j1 , представляющими собой объединение показателей, которыми определяется информация с номерами I i и I j . Это означает, что свертка в дальнейшем делается по показателям i 1 , i 2 , …, i i1 , j 1 , j 2 , …, j j1 .

A

B

X

Рис. 1. Уровни связности между точками

Если число связей второго порядка больше или равно двум (например, между точками А и В (сплошные линии)), то считаем, что точки А и В связаны непосредственно (уровень связности между точками А и В больше или равен 2, т.е. С АВ ≥ 2, пунктирная линия)

В некоторых случаях можно между информацией с номером I i и информацией с номером I j ввести отношение порядка, т.е. определить, какая из них предшествующая, а какая последующая, или какая из какой следует.

Это можно сделать следующим образом. Если информация с номером Ii определяется показателями i1, i2, …, ii1, а информация с номером Ij — показателями j1, j2, …, jj1 , и если все показатели i1, i2, …, ii1 характеризуются более ранними временными характеристиками, чем все показатели j1, j2, …, jj1, то информация с номером Ii предшествует информации с номером Ij . Однако это не позволяет сделать заключение о том, что информация с номером Ij следует из информации с номером Ii, или наоборот.

Для того, чтобы информация с номером I i , определяемая показателями i 1 , i 2 , …, i i1 , следовала из информации с номером I j , определяемой показателями j 1 , j 2 , …, j j1 , нужно, чтобы информация с номером I i уже содержалась в информации с номером I j , т.е. { i 1 , i 2 , …, i i1 } ⊂ { j 1 , j 2 , …, j j1 }. Это означает, что в информации с номером I j уже содержится информация с номером I i , и поэтому из I j можно получить I i , т.е. I i следует из I j .

Пусть дан фрагмент информации с номером I j , определяемый показателями i 1 , i 2 , …, i k . Тогда из этого фрагмента информации следуют фрагменты информации, каждый из которых определяется некоторым подмножеством множества { i 1 , i 2 , …, i k }, т.е.

{i 1 } ⊂ {i1, i2, …, ik},

{i 2 } ⊂ {i1, i2, …, ik},

{i 3 } ⊂ {i1, i2, …, ik},

{i1, i2} ⊂ {i1, i2, …, ik}, {i1, i3} ⊂ {i1, i2, …, ik}, {i1, i4} ⊂ {i1, i2, …, ik}, и т.д.

Например, пусть дан фрагмент информации с номером I, определяемый показателями i1, i2, i3,, i4. Тогда

{i1} ⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I1 ⊂ I1234 ,

{i2} ⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I2 ⊂ I1234 ,

{i3} ⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I3 ⊂ I1234 ,

{i4} ⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I4 ⊂ I1234 ,

{i1, i2}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I12 ⊂	I1234 ,
{i1, i3}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I13 ⊂	I1234 ,
{i1, i4}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I14 ⊂	I1234 ,
{i2, i3}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I23 ⊂	I1234 ,
{i2, i4}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I24 ⊂	I1234 ,
{i3, i4}	⊂	{i1, i2, i3,, i4}, или I34 ⊂	I1234 ,
{i1, i2, i3}		⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I123 ⊂ I1234
{i1, i2, i4}		⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I124 ⊂ I1234
{i1, i3, i4}		⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I134 ⊂ I1234
{i2, i3, i4}		⊂ {i1, i2, i3,, i4}, или I234 ⊂ I1234

Аналогично можно получить для {i1, i2, i3}:

{i1} ⊂ {i1, i2, i3}, или I1 ⊂ I123 ,

{i2} ⊂ {i1, i2, i3}, или I2 ⊂ I123 ,

{i3} ⊂ {i1, i2, i3}, или I3 ⊂ I123 ,

{i1, i2} ⊂ {i1, i2, i3}, или I12 ⊂ I123 ,

{i1, i3} ⊂ {i1, i2, i3}, или I13 ⊂ I123 ,

{i2, i3} ⊂ {i1, i2, i3}, или I23 ⊂ I123, для {i1, i2, i4}:

{i1} ^⊂ {i1, i2, i4}, или I1 ^⊂ I124 ,

{i2} ⊂ {i1, i2, i4}, или I2 ⊂ I124,

{i3} ⊂ {i1, i2, i4}, или I3 ⊂ I124 ,

{i1, i2} ⊂ {i1, i2, i4}, или I12 ⊂ I124 , {i1, i4} ⊂ {i1, i2, i4}, или I14 ⊂ I124 , {i2, i4} ⊂ {i1, i2, i4}, или I24 ⊂ I124, для {i2, i3,, i4}:

{i2} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I2 ⊂ I234 ,

{i3} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I3 ⊂ I234 ,

{i4} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I4 ⊂ I234 ,

{i2,, i3} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I23 ⊂ I234 , {i2 , i4} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I24 ⊂ I234 , {i3,, i4} ⊂ {i2,, i3,, i4}, или I34 ⊂ I234, для {i1, i2}:

{i1} ^⊂ {i1, i2}, или I1 ^⊂ I12 ,

{i2} ⊂ {i1, i2}, или I2 ⊂ I12 , для {i1, i3}:

{i1} ⊂ {i1, i3}, или I1 ⊂ I13,

{i3} ⊂ {i1, i3}, или I3 ⊂ I13, для {i1, i4}:

{i1} ⊂ {i1, i4}, или I1 ⊂ I14,

{i4} ⊂ {i1, i4}, или I4 ⊂ I14, для {i2, i3}:

{i2} ⊂ {i2,, i3}, или I2 ⊂ I23 ,

{i3} ⊂ {i2,, i3}, или I3 ⊂ I23 , для {i2,, i4}:

{i2} ⊂ {i2,, i4}, или I2 ⊂

{i4} ⊂ {i2,, i4}, или I4 ⊂ для {i3,, i4}:

{i3} ⊂ {i3,, i4}, или I3 ⊂

{i4} ⊂ {i3,, i4}, или I4 ⊂

На рисунке 2 приведена схема сети связности для фрагментов информации с номерами i-123 (определяется показателями i1, i2, i3), i-12 (определяется показателями i1, i2), i-13 (определяется показателями i1, i3), i-23 (определяется показателями i2, i3), i-1 (определяется показателем i1), i-2 (определяется показателем i2), i-3 (определяется показателем i3). Стрелками обозначены отношения порядка (следования).

Рис. 2. Схема сети связности

Из рисунка 2 видно, что:

• -    из фрагмента информации с номером i-123 следуют фрагменты информации с номерами i-12, i-13, i-23, i-1, i-2, i-3;

• -    из фрагмента информации i-12 следуют фрагменты информации с номерами i-1 и i-2;

• -    из фрагмента информации i-13 следуют фрагменты информации с номерами i-1 и i-3;

• -    из фрагмента информации i-23 следуют фрагменты информации с номерами i-2 и i-3.

Заключение

Таким образом, разработан алгоритм, который позволяет установить степень взаимосвязи различных фрагментов информации, находящихся в хранилище, и эту взаимосвязь можно рассматривать как новую информацию, которая в дальнейшем может быть подвергнута дальнейшей обработке.