Задачи формализации базовых когнитивных операций системного анализа

Для решения задачи формализации БКОСА необходимо решить следующие задачи:

Выбор единой интерпретируемой численной меры для классов и атрибутов

При построении модели объекта управления одной из принципиальных проблем является выбор формализованного представления для индикаторов, критериев и факторов (далее факторов). Эта проблема распадается на две подпроблемы:

• 1. Выбор и обоснование смысла выбранной численной меры.
• 2. Выбор математической формы и способа определения (процедуры, алгоритма) количественного выражения для значений, отражающих степень взаимосвязи факторов и будущих состояний АОУ.

Рассмотрим требования к численной мере, определяемые существом подпроблем. Эти требования вытекают из необходимости совершать с численными значениями факторов математические операции (сложение, вычитание, умножение и деление), что, в свою очередь, необходимо для построения полноценной математической модели.

Требование 1: из формулировки 1-й подпроблемы следует, что все факторы должны быть приведены к некоторой общей и универсальной для всех факторов единице измерения, имеющей какой-то смысл, поддающийся единой сопоставимой в пространстве и времени интерпретации.

Традиционно в специальной литературе [5, 6] рассматриваются следующие смысловые значения для факторов: стоимость (выигрышпроигрыш или прибыль — убытки); полезность; риск; корреляционная или причинно-следственная взаимосвязь. Иногда предлагается использовать безразмерные меры для факторов, например эластичность. Однако этот вариант не является вполне удовлетворительным, т. к. не позволяет придать факторам содержательный и сопоставимый смысл и установить содержательную интерпретацию выводов, полученных на основе математической модели.

Таким образом, при выборе численной меры возникает ключевая проблема выбора смысла, т. е. по сути единиц измерения для индикаторов, критериев и факторов.

Требование 2: высокая степень адекватности предметной области.

Требование 3: высокая скорость сходимости при увеличении объема обучающей выборки.

Требование 4: высокая независимость от артефактов.

Для конкретной математической формы и процедуры определения числовых значений факторов в выбранных единицах измерения обычно применяется метод взвешивания экспертных оценок, при котором эксперты предлагают свои оценки, полученные, как правило, неформализованным путем. При этом эксперты также обычно ранжированы по степени их компетентности. Фактически при таком подходе числовые значения факторов являются не определяемой, искомой, а исходной величиной. Иначе обстоит дело в факторном анализе. Однако в нем также на основе экспертных оценок важности факторов требуется предварительно, т. е. перед проведением исследования, принять решение о том, какие факторы исследовать (из-за жестких ограничений на размерность задачи в факторном анализе). Таким образом, оба эти подхода реализуемы при относительно небольших размерностях задачи, что, с точки зрения достижения целей настоящего исследования, является недостатком этих подходов.

Поэтому самостоятельная и одна из ключевых проблем — обоснованный и удачный выбор математической формы для численной меры индикаторов и факторов.

Эта математическая форма должна удовлетворять предыдущим требованиям, прежде всего, требованию 1, а также должна быть процедурно вычислимой, измеримой.