<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0"
	xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
	xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
	xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
	xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
	xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
	xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
	>

<channel>
	<title>Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» &#187; information and extreme intelligent technology</title>
	<atom:link href="http://web.snauka.ru/issues/tag/information-and-extreme-intelligent-technology/feed" rel="self" type="application/rss+xml" />
	<link>https://web.snauka.ru</link>
	<description></description>
	<lastBuildDate>Fri, 17 Apr 2026 07:29:22 +0000</lastBuildDate>
	<language>ru</language>
	<sy:updatePeriod>hourly</sy:updatePeriod>
	<sy:updateFrequency>1</sy:updateFrequency>
	<generator>http://wordpress.org/?v=3.2.1</generator>
		<item>
		<title>Алгоритм прогностического обучения информационно-экстремальной интеллектуальной технологии для анализа результатов исследований машин динамического действия</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2014/09/38334</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2014/09/38334#comments</comments>
		<pubDate>Fri, 19 Sep 2014 07:26:06 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Заговора Ольга Владимировна</dc:creator>
				<category><![CDATA[05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[information and extreme intelligent technology]]></category>
		<category><![CDATA[prediction learning system]]></category>
		<category><![CDATA[информационно-экстремальная интеллектуальная технология]]></category>
		<category><![CDATA[прогностическая система обучения]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/?p=38334</guid>
		<description><![CDATA[Введение Одним из перспективных подходов к увеличению функциональной эффективности обучающихся автоматизированных систем управления (АСУ) [1] является создание детерминировано-статистических методов классификационного прогнозирования на основе самообучения и распознавания образов [2].  Основными причинами отсутствия широкого применения классификационного прогнозирования работоспособности компрессорных машин являются: - модельный характер известных методов, вызванный тем, что пересечения гиперсферичних контейнеров в практических задачах контроля не [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Введение</span></strong><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Одним из перспективных подходов к увеличению функциональной эффективности обучающихся автоматизированных систем управления (АСУ) [1] является создание детерминировано-статистических методов классификационного прогнозирования на основе самообучения и распознавания образов [2]. </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Основными причинами отсутствия широкого применения классификационного прогнозирования работоспособности компрессорных машин являются:</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">- модельный характер известных методов, вызванный тем, что пересечения гиперсферичних контейнеров в практических задачах контроля не учитываются;</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">- отсутствие алгоритмов построения безошибочных решающих правил по многомерной учебной матрице, что обусловлено методологическими причинами.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Устранение этих недостатков может быть обеспечено применением методов классификационного прогнозирования, разработанных в рамках информационно-экстремальной интеллектуальной технологии (ИЭИТ), основанной на максимизации количества информации в процессе обучения системы путем введения дополнительных информационных ограничений.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Далее рассматриваются в рамках ИЭИТ вопросы оптимизации параметров функционирования СППР способной обучаться, являющейся составной частью АСУ[3].</span></p>
<p><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Постановка задачи в рамках ИЭИТ</span></strong><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Пусть даны </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0CACPBL2Y.gif" alt="" width="125" height="22" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - алфавит М классов распознавания, которые в общем случае могут пересекаться, и матрицу данных технологического процесса </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0.gif" alt="" width="188" height="29" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, где </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N, n</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - количество признаков распознавания и моментов считывания информации соответственно. Известно вектор-кортеж пространственно-временных параметров функционирования обучающейся АСУ, </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0(1).gif" alt="" width="224" height="21" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> с соответствующими ограничениями </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0CAVXG8EV.gif" alt="" width="125" height="21" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. Следует в процессе обучения АСУ оптимизировать такой параметр плана обучения, как система контрольных допусков D, и построить вариационный ряд экстремальных последовательных статистик (ЭПС) путем целенаправленной трансформации нечеткого разбиения </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">R</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">|M|</span></sup></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> в четкое разбиение эквивалентности при условииях [4].</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">При этом оптимальные значения параметров плана обучения обеспечивают максимум информационного критерия функциональной эффективности (КФЭ) обучение</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0(2).gif" alt="" width="168" height="25" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> , (1)</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Где </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">E</span></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">*</span></sup></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - максимум КФЭ обучения распознавания реализаций класса X; </span><br />
<strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">{G</span></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman Greek';  medium;">ξ</span></sub></strong><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">}</span></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - области допустимых значений параметров обучения. Таким образом, процесс оптимизации параметров функционирования обучающейся АСУ, предполагает построение ЭПС и оптимизации системы контрольных допусков, что обеспечивает выполнение условия (1).</span></p>
<p><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Математическая модель прогностического обучения </span></strong><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Математические модели прогностической автоматической классификации в рамках ИЭИТ имеют определенные особенности. В этом случае обязательным этапом процесса обучения является отражение избирательной множества </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">X</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> на множество свободных статистик S, вычисляется на каждом шаге обучения:</span><br />
<strong><span style=" 'Times New Roman Greek';  medium;">μ</span></strong><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> : X &gt; S</span></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> (2)</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Статистика </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/0(3).gif" alt="" width="36" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> должна удовлетворять следующим требованиям:</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">- являться одномерной статистической характеристикой избирательной множества;</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">- обладать инвариантностью к широкому семейства вероятностных мер;</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">- быть чувствительной к изменению функционального состояния обучающейся АСУ. Для такой статистики можно считать &#8220;успехом&#8221; попадание значения признака в свое поле контрольных допусков.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Пусть в процессе проведения испытаний выполняется условие равенства вероятностей нахождения </span><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N</span></em><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> признаков своих контрольных допусков, то </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">p</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">1</span></sub></em></strong><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">=p</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2</span></sub></em></strong><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">=…=p</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N</span></sub></em></strong><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">=p</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. Тогда вероятность получения к успехам &#8211; числа признаков, содержащихся в допуске, определяется по биномиальному распределению </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/1.gif" alt="" width="160" height="20" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">где </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">q=1 &#8211; p</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - вероятность выхода значения признака за пределы поля допусков;</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">C</span><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N</span></sub><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">k</span></sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">- биномиальные коэффициенты</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Введем свободную статистику, инвариантную относительно группы всех </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N!</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> перестановок координат </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">N</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - мерного вектора-реализации </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/1(1).gif" alt="" width="120" height="23" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, которая зависит только от объема обучающей выборки. В процессе реализации многоцикличного итерационного алгоритма оптимизации параметров обучения по ИЭИТ формируется экстремальная порядковая статистика (ЭПС), которая может рассматриваться как одномерная статистическая прогнозирующая функция соответствующего состояния АСУ:</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/2.gif" alt="" width="247" height="36" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> (3)</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">где </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">k</span></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,j</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - число успехов при j-ом испытании; </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/2(1).gif" alt="" width="31" height="23" /><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">-</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> выборочное среднее значение числа успехов после n испытаний; </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2</span></sup></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,n</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - выборочное среднее квадратическое числа успехов после n испытаний соответственно. Известно, что статистика (3) имеет распределение </span><strong><span style=" 'Times New Roman Greek';  medium;">χ</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">2</span></sup></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> со степенью свободы </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">k=n &#8211; 1 </span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">и не зависит ни от математического ожидания, ни от дисперсии, а зависит только от объема испытаний п. Как показывает анализ выражения (3), при увеличении n выборочная дисперсия совпадает с нуля, а функция </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,n</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, имея тенденцию к увеличению, вступит какого угодно большого значения. Таким образом, свободная статистика </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,n</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> является членом вариационного ряда &#8211; порядковой статистике, ранг которой определяется номером испытания.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Обозначим через </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/3.gif" alt="" width="79" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> частично упорядоченную подмножество значений КФЕ, вычисленных в процессе обучения распознавания реализаций класса </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">X</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">0</span></sup></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. При этом </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">E</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">*</span></sup></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - наибольший элемент подмножества </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/3(1).gif" alt="" width="48" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. Тогда множество </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Е</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> имеет упорядоченную структуру </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/3(2).gif" alt="" width="119" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. Аналогичную структуру имеет и множество </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/3(3).gif" alt="" width="135" height="19" /><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">,</span></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> где </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/4.gif" alt="" width="47" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> - подмножество статистик, вычисленных при обучении распознавания реализации класса </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">X</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">0</span></sup></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, крупнейшим элементом которого является экстремальная статистика </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">*</span></sup></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">. Таким образом, элементы терм-множеств </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Е</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> и </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">находятся во взаимно-однозначном соответствии и определения элементов подмножества </span><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/4(1).gif" alt="" width="85" height="19" /><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> осуществляется в результате биэктивного отображения</span><br />
<strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S : E &gt; S </span></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">(4)</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Вычисление порядковых статистик </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,n</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> для каждого класса осуществляется по формуле (3) на каждом шагу оптимизации параметров обучения АСУ. Статистика </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m,n</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> вступит экстремального значения при испытании </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">n</span></strong><strong><em><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">*</span></sup></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, при котором КФЭ обучения системы распознавать реализации класса </span><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">X</span></strong><strong><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">0</span></sup></strong><strong><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">принимает максимальное значение в рабочей области определения его функции. После окончания обучения АСУ формируется вариационный ряд ЭПС </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sup><span style=" 'Times New Roman';  medium;">*</span></sup></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> за увеличением с целью организации процедуры их сопоставление с текущей статистикой </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">S</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">n</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">, который исчисляется в режиме прогностического экзамена.</span></p>
<p><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Алгоритм прогностического обучения</span></strong><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Рассмотрим базовый алгоритм прогностического обучения системы управления. Алгоритм имеет следующие входные данные: {Y[J,I,K]} &#8211; массив обучающих выборок, J=1…NM &#8211; переменная количества испытаний, где NМ – минимальный объем репрезентативной обучающей выборки, I=1…N &#8211; переменная числа признаков распознавания, K=1&#8230;М &#8211; переменная количества классов распознавания {NDK[I]}, {VDK[I]} &#8211; массивы нижних и верхних контрольных допусков на признаки соответственно. Результатом реализации алгоритма являются: {DOPT[K]} &#8211; целый массив оптимальных значений радиусов контейнеров классов распознавания в кодовой расстояния Хемминга; {EV[K]} &#8211; массив эталонных двоичных векторов классов распознавания {EM[K]} &#8211; настоящий массив максимальных значений информационного КФЕ процесса обучения {S[K]} &#8211; настоящий массив ЭПС классов распознавания {D1[K]}, {А[К]}, {В[К]}, {D2[К]} &#8211; настоящие массивы оценок экстремальных значений точностных характеристик процесса обучения для соответствующих классов распознавания: первая вероятность, ошибки первого и второго рода и вторая вероятность соответственно. Переменная D является рабочей переменной шагов обучения, на которых последовательно увеличивается значение радиуса контейнера класса распознавания. </span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Структурная схема базового алгоритма обучения LEARNING приведена на рис. 1. В структурной схеме алгоритма блок 3 формирует массив учебных двоичных выборок {X[J,I,K]} путем сравнения значений элементов массива {Y [J,I,K]} с соответствующими контрольными допусками на признаки распознавания по правилу</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/5.gif" alt="" width="173" height="54" /><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">Блок 3 также формирует вариационный ряд порядковых статистик {S[K]} по правилу (3) и формирует массив эталонных двоичных векторов {EV[K]} путем статистического усреднения столбцов массива {X[J,I,K]} по правилу </span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/7.gif" alt="" width="209" height="112" /><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">при соответствующем уровне селекции, который по умолчанию равен </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">p</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">m</span></sub></em></strong><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">=0,5</span></em></strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">.</span></em><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> Блок 4 осуществляет разбиение множества эталонных векторов на пары &#8220;ближайших соседей&#8221;. Блок 11 вычисляет на каждом шаге обучения значение информационного КФЭ и оценки точностных характеристик процесса обучения. При невыполнении условия блока сравнения 12 блок 13 оценивает принадлежность текущего значения критерия </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Е [D]</span></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> рабочей области </span><strong><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;">G</span></em></strong><strong><em><sub><span style=" 'Times New Roman';  medium;">E</span></sub></em></strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;"> определения его функции и при положительном решении блока 13 это значение запоминается блоком 14.</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/38334_files/18.gif" alt="" width="480" height="477" /><em><span style=" 'Times New Roman';  medium;"><br />
Рис. 1 Структурная схема базового алгоритма прогностического обучения</span></em></div>
<p><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Таким образом, процесс обучения СППР заключается в реализации процедуры поиска глобального максимума функции информационного критерия в рабочей области ее определения и итерационного приближения этого максимума к его предельному максимальному значению с целью построения безошибочных по учебной матрицей решающих правил, которые геометрически характеризуются восстановленными в процессе обучения оптимальным контейнерами параметрических классов распознавания.</span></p>
<p><strong><span style=" 'Times New Roman';  medium;">Выводы</span></strong><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">1. Создание детерминировано-статистических методов классификационного прогнозирования на основе самообучения и распознавания образов является перспективным подходом к увеличению функциональной эффективности обучающихся АСУ.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">2. Применением методов классификационного прогнозирования может быть эффективным путем введения дополнительных информационных ограничений.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">3. При разработке математической модели использовались особенности прогностической автоматической классификации в рамках ИЭИТ.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">4. Разработан алгоритм прогностического обучения интеллектуальной СППР для анализа и прогнозирования результатов исследований машин динамического действия.</span><br />
<span style=" 'Times New Roman';  medium;">5. Процесс обучения СППР заключается в реализации процедуры поиска глобального максимума функции информационного критерия в рабочей области ее определения и итерационного приближения этого максимума к его предельному максимальному значению.</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2014/09/38334/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
	</channel>
</rss>
