Статьи журнала - Онтология проектирования
Все статьи: 582
Интервальная производная и начала недетерминистского дифференциального исчисления
Статья научная
Показана возможность обобщения классического дифференциального исчисления на функции с интервальной неопределенностью переменных. Введено понятие производной от такой функции. Получены формулы, представляющие в явном виде интервальные производные любого порядка.
Бесплатно
Информационная модель результатов научного исследования
Статья научная
Результаты научного исследования существуют в разных формах, появляются на разных этапах процесса исследования и описываются несколькими относящимися к ним понятиями. Во-первых, это этапы исследования, на которых они производятся. Выделяют несколько этапов - от поиска информации до распространения результатов. На каждом из них исследователь осуществляет деятельность, направленную на получение результата. Во-вторых, сами результаты исследования существуют в разных формах - от традиционных статей до наборов данных, получаемых в результате экспериментов или знаний исследователя, лежащих в основе гипотез. Их условно можно разделить на контент, данные и знания. Для производства результатов, в-третьих, используется набор инструментов, которые могут быть классифицированы по результату, который они обеспечивают. В-четвёртых, результатам может быть обеспечен разный уровень доступности, который складывается из степени их открытости научному сообществу и интегрированности в существующие системы организации исследовательской информации. В работе впервые предлагается информационная модель результатов исследования, соединяющая рассмотренные характеристики. Изложенный материал может быть полезен при организации научно-исследовательских работ, в особенности на уровне руководителей и администраторов научных групп.
Бесплатно
Информационная система на основе фармацевтической онтологии
Статья научная
Для автоматизации рабочих процессов аптечного пункта предлагается информационная система на основе фармацевтической онтологии. Сущностями в разработанной онтологии являются лекарственные средства, симптомы и заболевания. В качестве источников описаний отношений между сущностями используются инструкции к лекарственным средствам, препаратам и их аналогам. Основные свойства препарата описываются его характеристиками: название, срок годности, фармакологическая группа, место хранения, форма отпуска, производитель, цена и др. Особенностями спроектированной информационной системы являются: возможность поиска лекарственных средств и препаратов из числа имеющихся в аптеке и внесённых в онтологию по симптому или заболеванию; ограничение продажи лекарственных средств, имеющих противопоказания у покупателя. Функционирование большинства модулей информационной системы осуществляется с использованием машины логического вывода онтологии. Для каждого конкретного процесса проводится автоматическая проверка согласованности ограничений в онтологии с учётом специфики хранения, отпуска и продажи фармацевтических препаратов. К особенности разработанной информационной системы можно отнести её способность осуществлять семантический поиск по объектам фармацевтической онтологии.
Бесплатно
Информационная система поддержки предварительного проектирования малых космических аппаратов
Статья научная
С развитием информационных технологий значительно выросла роль систем поддержки процесса проектирования технических изделий. Возможности систем управления знаниями позволяют обеспечивать общность терминологии, определений объектов и отношений между ними. Использование формальной семантики необходимо для поддержки многократного использования знаний. В статье рассматриваются пути повышения эффективности процесса проектирования малых космических аппаратов и создания средств для обмена знаниями о функциональных характеристиках типовых подсистем таких аппаратов. Рассматривается создание информационной системы поддержки предварительного проектирования малых космических аппаратов, которая содержит информацию, связанную с отношениями между функциями и компонентами подсистем и их характеристиками. Созданная система позволит упростить синтез различных конфигураций изделий. При разработке информационной системы использовались современные подходы в области структурных и функциональных классификаций систем малых космических аппаратов, существующие в отрасли таксономии, подходы к созданию структур баз данных. База данных информационной системы содержит набор характеристик широкой номенклатуры оборудования малых космических аппаратов. В качестве примера применения информационной системы поддержки проектирования малых космических аппаратов рассмотрен процесс выбора характеристик системы электропитания для перспективного малого космического аппарата, предназначенного для обеспечения связи между подвижными наземными терминалами
Бесплатно
Информационно-аналитическая система детектирования движения объектов на пешеходном переходе
Статья научная
Для регулирования пешеходного и транспортного потоков на перекрёстках внедряются системы, которые используют модели, обеспечивающие изменение временных промежутков работы сигналов светофоров в зависимости от количества пешеходов и автомобилей, находящихся на перекрёстке. Подобные системы содержат видеокамеры, фиксирующие передвижение участников дорожного движения, что позволяет улучшить контроль и регулирование дорожного движения в режиме реального времени. В данной работе представлена информационно-аналитическая система управления транспортным и пешеходным потоками, которая основана на нейронной модели YOLO , позволяющей распознать объекты. В этой системе выполняются следующие операции: преобразование исходного изображения в градации серого; размытие изображения по Гауссу; детектирование границ объектов с помощью фильтра Канни и нечётко-логического метода детектирования контуров объектов; контурная обработка, в процессе которой каждому найденному контуру присваивается определённый номер. Нейронная сеть сопоставляет обнаруженные контуры с данными из обучающей выборки и принимается решение о том, является ли рассматриваемый объект человеком или автомобилем. Приведены результаты экспериментальных исследований описанных алгоритмов для решения задачи распознавания объектов. В экспериментах использовалось модификация ранее разработанного программного обеспечения и изображения перекрёстков с пешеходными переходами, взятые с видеокамер, установленных на улицах города Курска. По результатам экспериментов показатель точности распознавания объектов составил 72,4%.
Бесплатно
Использование онтологий для контекстуализации запросов к большим языковым моделям
Статья научная
Применение больших языковых моделей стало распространённым явлением в вопросно-ответных и диалоговых системах. Для этого модель должна быть предварительно обучена на подготовленных текстовых данных, что позволяет ей с высокой вероятностью генерировать корректные реплики в диалоге с пользователем. Однако качество ответов снижается, если вопросы начинают касаться предметов, процессов и явлений, которые в меньшей степени описаны в текстах, использованных для обучения модели. Для этого данные, являющиеся новыми для модели, передаются ей вместе с пользовательским запросом в виде контекста, который обычно формируется с использование векторной базы данных текстовых фрагментов. В статье предлагается использование в качестве источника контекстных данных вместо векторной базы данных онтологии предметной области. Онтологии снабжаются лексическим представлением формализованной в них терминологической системы для идентификации релевантного пользовательскому запросу онтологического фрагмента и трансформации его в естественно-языковой текст формируемого контекста. Это позволяет уменьшить объём текста ответа и повысить степень его семантического соответствия пользовательскому запросу. В статье рассматриваются минимальные требования к структуре лексического представления онтологии: наличие естественно-языковых наименований, их форм для понятий и отношений, а также их лексических значений. Применение предложенного подхода показано на примере получения ответа на вопрос по научным статьям с использованием большой языковой модели. Обсуждаются преимущества и недостатки предложенного подхода.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен метод создания прототипов баз знаний на основе шаблонов онтологического проектирования и таблиц решений. Метод содержит этапы: построение онтологии предметной области на основе онтологического шаблона содержания; формирование продукционной базы знаний на основе трансформации элементов онтологии предметной области; наполнение базы правил с использованием таблиц решений, а также их интерпретация и отладка. Разработан онтологический шаблон содержания, описывающий процесс технического обслуживания и ремонта согласно действующим стандартам. Трансформация онтологии в продукционную модель и генерация таблиц решений осуществлялись с использованием системы программирования продукционных баз знаний. С целью привлечения непрограммирующих конечных пользователей к процессу заполнения структур баз знаний конкретными правилами использован табличный редактор. Содержательная оценка полученной базы знаний осуществлена с использованием авторской программы-оболочки. Предложенные в работе метод и шаблон апробированы при решении задачи поиска причин неисправностей и формирования последовательности работ по техническому обслуживанию и ремонту системы электроснабжения самолёта Сухой Суперджет 100.
Бесплатно
Использование онтологического анализа для создания современных энциклопедических порталов
Статья научная
Обосновывается целесообразность разработки интеллектуальных, семантически структурированных информационных ресурсов Web, предусматривающих как их использование человеком, так и пригодность для автоматизированного анализа. Анализируются преимущества и недостатки технологии Wiki и перспективы её семантического расширения с использованием онтологического анализа. Предложена формальная модель онтологии Wiki-ресурса, на основе которой строится онтология задачи пользователя, предназначенная для использования во внешних интеллектуальных приложениях - например, при семантическом поиске. Описаны основные этапы построения этой онтологии. Рассматривается использование предложенных в работе моделей и методов на примере создания онлайновых энциклопедических изданий, объединяющих свободный доступ к материалам через среду Web с высоким уровнем доверия к контенту, разработанному экспертами. Сформированы базовые требования, предъявляемые к программному обеспечению таких проектов. Обосновывается необходимость семантизации ресурсов, анализируются основные направления развития функционала семантизированных электронных энциклопедий. На основе анализа выразительной мощности средств представления и обработки знаний, которые основываются на Wiki-технологиях, обосновывается необходимость расширения их методами искусственного интеллекта и технологиями Semantic Web. Для разработки портальной версии Большой украинской энциклопедии (е-ВУЕ) построена онтологическая модель энциклопедии. Описаны основные категории и семантические свойства типичных информационных объектов, которые используются в е-ВУЕ и могут применяться для поиска и интеграции информации.
Бесплатно
Использование онтологического подхода для защиты данных при их пересылке и архивации
Статья научная
Проблема передачи текстов в информационных системах непосредственно связана с разработкой алгоритмов сжатия информации, управлением потоками информации, транспортной задачей, контекстным анализом информации для ее адресной доставки. Одним из ключевых вопросов является однозначность трактовки передаваемой информации. В работе предлагается один из подходов к рассмотрению проблемы управления текстами: сжатия и передачи информации в локальной информационной системе, предназначенной для управления персоналом и управления частными текстами. Рассматриваются проблемы сжатия текстов для их передачи по каналам связи и архивации с сохранением смыслового содержания. Для структуризации текстов предлагается использовать метод онтологического анализа. Сжатие текстов предлагается выполнить с применением теории цепных дробей. Предлагаемый подход позволяет выполнить сжатие текста без потерь и может быть использован как вариант защиты текстов при сохранении и пересылке.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается использовать онтологический подход для создания экспертной системы поддержки принятия решений в задачах концептуального и эскизного проектирования авиационного индикатора. Для создания онтологии использовался редактор Protégé. Показана возможность внедрения аппарата нечёткой логики в онтологию при помощи языка семантических данных SWRL. Схематично изображена структура отношений нечёткой онтологии авиационного индикатора. Для формирования запросов к онтологии и выдачи результатов использовался язык SQWRL. В качестве примера рассмотрен процесс выдачи рекомендации типа подсвета дисплея в зависимости от размера диагонали экрана и требуемой яркости при помощи нечёткой онтологии. Фаззификация и задание функции принадлежности нечёткого множества реализованы средствами редактора Protégé через свойства объектов онтологии. Для получения чёткого значения рекомендации проведён процесс дефаззификации, сформирован набор нечётких правил вывода экспертной системы, приведена методика расчёта коэффициентов рекомендации. В процесс вычислений применялись встроенные в SWRL функции. Показана возможная реализация рекомендаций экспертной системы в проектах индикаторов, в частности представлены типовые конструкции модуля подсвета авиационного ЖК-дисплея. Новым является применение онтологий с элементами нечёткой логики в решении задач проектирования авиационного индикатора.
Бесплатно
Использование онтологической модели при семантическом поиске информационных объектов
Статья научная
В статье рассматривается моделирование системы интеллектуального взаимодействия между информационными ресурсами и потребителями информации с использованием внешних и внутренних баз знаний. Анализируются существующие подходы к оценке уровня интеллектуальности информационных систем и целесообразность их применения к информационно-поисковым системам. На основе этого анализа предлагается критерий сравнения уровня интеллектуальности различных приложений, который базируется на таких параметрах, как тип и количество обрабатываемых в системе атомарных элементов и связей между ними, а также сложность алгоритма обработки. Разработана онтологическая модель, которая описывает взаимодействие пользователей и информационных ресурсов Web при семантическом поиске, формально описаны её элементы и связи между ними. Предложены источники и методы пополнения этой модели. Рассматривается, каким образом использование этой модели позволяет интеллектуализировать систему семантического поиска. Описана программная реализация системы персонифицированного и коллаборативного семантического поиска, которая базируется на этой онтологической модели. Предложены пути использования этой модели для интеграции подсистемы семантического поиска в прикладные информационные системы (на примере задачи сопоставления компетенций, которая является составной частью таких проблем, как поиск работодателем подходящих исполнителей работ, сравнение квалификации специалистов, оценка возможности перехода студента из одного учебного заведения в другое и т.д.).
Бесплатно
К оценке технического уровня сложных технических систем с учётом полного жизненного цикла
Статья научная
В статье изложен подход к оценке технического уровня современных сложных технических систем с использованием математических методов теории принятия решений и современных информационных технологий на примере систем наведения управляемых авиационных бомб. Приведена классификация задач теории принятия решений и методов экспертных оценок технического уровня систем наведения. Показаны основные этапы решения задачи сравнительного анализа систем наведения управляемых авиационных бомб для выбранного метода многокритериальной оценки. Описана организация проведения экспертной оценки технического уровня сложных технических систем с помощью разработанной информационно-аналитической системы. Предложена структура и содержание оценочных показателей, включающая совокупность интегральных и единичных показателей, обладающих полнотой технических характеристик исследуемых систем. Представленный метод сравнительного анализа и выбора по иерархической системе интегральных и единичных показателей имеет универсальный характер и применим для различных предметных областей оборонного и гражданского назначения. Метод позволяет выявить наиболее предпочтительные варианты анализируемых систем на ранних стадиях проектирования с учётом всех этапов жизненного цикла.
Бесплатно
К феноменологии возможных миров человека: экзистенциальная онтология проектирования
Статья научная
Феноменология обосновывает онтологический статус трансцендентального субъекта, осуществляющего «сборку» человеческой реальности из недостающих элементов бытия, проецирующих разнообразные возможности. Особую ценность феноменологический подход приобретает в связи с формированием альтернативного будущего человека - проектированием его нового бытия. Экзистенциальная феноменология представляет собой самостоятельную методологическую программу, которая базируется на синтезе феноменологического и экзистенциального подходов. Философы заняты мысленным конструированием бытия человека, помещая возможно-сущее в контекст долженствования. Они исследуют условия возможности человека быть не просто сущим, а быть определённым, долженствующим сущим, которое рассматривается ими в экзистенциальном плане. Результатом исследования явилось следующее: впервые автором вводится и обосновывается понятие «онтологический проект», которое характеризует долженствующую возможность бытия человека как особого сущего, реализуемую в конкретных условиях места и времени. Другими словами, это - знание о том, чем «может стать» его бытие и чем оно «должно быть» с точки зрения метафизических универсалий в определенной перспективе. В построении проекта бытия философ, рефлексирующий его метафизические основания, и обычный человек с его повседневными практиками объединяют свои усилия, вступая в диалог и создавая пространство со-бытия, в котором становится возможным их подлинное и свободное существование.
Бесплатно
Как "нумеризовать" понятие "важнее"
Статья научная
Проблема многокритериального выбора является ключевым элементом принятия сложных решений и уже более полувека не теряет актуальности. Предложен целый ряд подходов и методов, позволяющих предполагать, что принимаемые с их использованием решения наиболее рациональны. Основным элементом большинства из этих методов является линейная свёртка частных критериев, а различие заключается в тех или иных эвристических или экспертных способах задания числовых значений коэффициентов важности критериев. В этих условиях представляется полезным поиск универсальных средств многокритериального сравнения альтернатив, основанных на небольшом числе естественных аксиом, математически строго обоснованных и, в то же время, простых при практическом использовании. В статье предлагается подход, состоящий в том, чтобы перейти от непрерывного пространства коэффициентов важности частных критериев к более естественному для лица, принимающего решение, дискретному пространству политик выбора. Использование такого пространства позволило достаточно просто классифицировать задачи принятия решения и сформировать универсальную таблицу коэффициентов сравнительной важности частных критериев пригодную для любых задач многокритериальной оптимизации альтернатив. Кроме этого, анализ понятия «важности» в пространстве политик выбора позволил рассмотреть некоторые новые аспекты сравнительной оценки многокритериальных альтернатив. В частности, показана некорректность осреднения нормированных значений критериев, признаваемых эквивалентными по важности; выявлен так называемый «краевой эффект», состоящий в постоянстве цепочек коэффициентов сравнительной важности критериев, отвечающих одинаковым крайним фрагментам политики выбора. Проведено сравнение предложенного подхода с широко известным методом анализа иерархий Т. Саати и разработана модификация, повышающая обоснованность и простоту использования этого метода.
Бесплатно
Как вычислять интересные следствия
Статья научная
В современном дедуктивном анализе к основным задачам относятся следующие: поиск доказательства заданного утверждения с помощью аксиом и правил вывода; проверка корректности заданного следствия из определённых посылок. О задачах вывода следствий с заранее заданными свойствам (задачи с интересными следствиями) в настоящее время известно немного, и нет чётких ответов на вопросы: какие свойства присущи интересному следствию и как вычислить интересное следствие? Ответы можно получить, если для моделирования рассуждений воспользоваться математическим аппаратом алгебры кортежей на основе свойств декартова произведения множеств. Объектами алгебры кортежей являются произвольные многоместные отношения. Эти отношения можно рассматривать как интерпретации формул математической логики. Они представляют собой матрицеподобные структуры, у которых ячейки содержат не элементы, а подмножества соответствующих атрибутов. Операции (дополнение, обобщённое пересечение и обобщённое объединение) в алгебре кортежей соответствуют логическим связкам математической логики (отрицание, конъюнкция, дизъюнкция), а отношение обобщённое включение - отношению выводимости. Вычисление кванторных операций выполняется с помощью операций с атрибутами (добавление фиктивного атрибута, что соответствует правилу обобщения в исчислении предикатов, и элиминация атрибута). Для двух из четырёх типов структур алгебры кортежей элиминация атрибутов соответствует вычислению проекции отношения. Для вывода интересных следствий в алгебре кортежей используется структура, названная минимальным следствием, которая равна обобщённому пересечению посылок, выраженных структурами алгебры кортежей. Интересные следствия вычисляются как проекции минимального следствия. В результате вычислений и проверок получаются следствия с сокращённым или заданным составом переменных, а также с сокращённым объёмом записи
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается возможность применения аппарата категориального анализа логики для формирования концептуальной модели предметной области для проектирования информационной системы. Сформулирована проблема семантической разобщённости информационных ресурсов. Актуальность исследований обусловлена динамичным развитием информационных технологий и потребностью в их интеграции. Определено, что семантическая разобщённость возникает в процессе интеграции гетерогенных информационных ресурсов, «заложенная» на этапе проектирования информационных систем в рассматриваемой предметной области. Выявлено влияние, оказываемое информационной системой, содержащей нарушения семантической целостности, на обеспечиваемые бизнес-процессы. Выделены проблемы-маркеры: информационные разрывы, дублирование информации, необходимость предварительной обработки информации. Показано, что интеграция информационных ресурсов является обязательным, но не единственным условием для формирования семантической целостности системы. Предложено формирование единого контекста для интегрируемых компонентов системы как обязательного условия их интеграции. Разработана классификация подходов к интеграции информационных ресурсов, базирующихся на их семантической целостности. Сформулированы предложения по применению аппарата категориального анализа логики в рамках концептуального моделирования предметной области как универсального компонента по обеспечению семантической целостности системы. Новизна предлагаемого подхода заключается в рассмотрении компонентов информационной системы как множеств на базе теории категорий, выстраивании категориальных отношений между ними и идентификации структурных изоморфизмов в формальной модели.
Бесплатно
Классификация приоритетности боевых беспилотных летательных аппаратов на основе комплексной оценки
Статья научная
Рассмотрена задача получения оценок перспективности боевых беспилотных летательных аппаратов (БЛА) и дальнейшей их кластеризации по значению комплексного показателя приоритета. Предложена новая схема оценивания с использованием пяти известных частных показателей БЛА, которые после их нормирования объединены в комплексный показатель БЛА. На основе полученных оценок комплексных показателей рассматриваемых БЛА, проведена кластеризация рассматриваемых БЛА согласно принадлежности комплексного показателя интервалам его возможных значений в баллах от 0 до 100. Сто или ноль баллов может получить тот БЛА, у которого все частные показатели имеют лучшие или худшие значение среди всех сравниваемых БЛА, соответственно. Кластеризация позволила разделить БЛА на группы по принципу близости значений комплексного показателя. На языке программирования Python разработана программа, которая реализует предложенную схему кластеризации, позволяет получать оценки объектов и классифицировать их по указанному принципу. Эта схема позволяет выявить лучшие и худшие БЛА в каждом из классов БЛА, выделяемых по обычно используемому показателю кластеризации - взлётной массе. Около 14% БЛА, рассмотренных в настоящей работе, вошли в лучший по комплексному показателю кластер со значением показателя не ниже 59 баллов при максимальной оценке 100 баллов. Полученные результаты могут быть использованы при разработке требований к оборудованию и эксплуатации БЛА.
Бесплатно
