Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Невзорова Мария Владимировна. Инструментальные средства интерактивного принятия решений с использованием обратимой визуализации многомерных конфигураций : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.10 / Невзорова Мария Владимировна; [Место защиты: Кур. гос. техн. ун-т].- Курск, 2007.- 186 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4949

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

Раздел 1. Современное состояние проблемы визуализации и сущность предлагаемого
подхода 13

  1. Особенности социально-экономических данных и методов их обработки 13

  2. Основные понятия теории распознавания образов 16

  3. Основные методы распознавания образов в системах поддержки принятия решений 20

  4. Применение интерактивных систем поддержки принятия решений к управлению экономическими и социальными процессами 32

  5. Основные методы визуализации объектов n-мерного пространства 33

  6. Сущность предлагаемого подхода к визуализации многомерных данных 40

1.7. Выводы 44

Раздел 2. Разработка методов и процедур обратимой визуализации 46

  1. Линейное преобразование в многомерном пространстве 46

  2. Нелинейное преобразование объектов многомерного пространства 51

  3. Метод визуализации многомерных объектов-образов 56

  4. Средства осуществления возвратных переходов к топологии исходного многомерного пространства 59

  1. Процедура переноса начала координат 60

  2. Поворот объектов-образов в исходном пространстве 62

  3. Метод рассечения многомерных конфигураций со сложной топологией динамически перемещаемыми гиперплоскостями 63

  1. Процедура определения информативной ценности признаков 66

  2. Разрешение коллизии визуализации для некоторых специфических точек пространства 67

  3. Иерархическое разбиение образов сложной топологии 70

  4. Выводы 73

Раздел 3. Алгоритмические средства выполнения обратимой визуализации 75

  1. Алгоритмизация метода визуализации многомерного объекта-образа 75

  2. Алгоритм визуализации набора многомерных объектов-образов 80

  3. Алгоритмизация метода и процедур выполнения возвратных переходов к исходному многомерному пространству 87

  1. Алгоритм переноса начала координат 87

  2. Алгоритм поворота в многомерном пространстве 90

  3. Алгоритм рассечения многомерных конфигураций со сложной топологией динамически перемещаемыми плоскостями 92

3.4. Описание разработанных программных средств 94

  1. Платформа, аппаратные требования, средства разработки 94

  2. Назначение разработки 95

  3. Входные данные 95

  4. Процессы обработки 96

  5. Выходные данные 96

  6. Структурно-функциональная организация разработанных программных средств 97

3.5. Выводы 105

Раздел 4. Верификация программных средств поддержки принятия решений и результаты
сопоставительного анализа 106

  1. Оценка кредитоспособности предприятия-заемщика 106

  2. Анализ надежности кредитных организаций 120

  1. Моделирование социально-политических процессов 127

  2. Массовая социально-медицинская диагностика 133

  3. Сопоставительный анализ функциональных возможностей разработанных программных средств с прототипом 136

  4. Сопоставительный анализ временных характеристик разработанных программных средств с прототипом 141

4.7. Выводы 145

Заключение 147

Список использованных источников 150

Приложение 1 157

Приложение 2 158

»

Введение к работе:

Актуальность работы. Задачи принятия решений в контурах управления социальными и экономическими системами (СЭС) имеют определенную специфику, связанную с тем, что социально-экономические объекты и процессы трудно поддаются формализации и характеризуются множеством разнородных признаков. В частности, для задач управления СЭС характерно представление исходных данных в виде многомерных пространственно распределенных конфигураций со сложной топологией. В процессе решения данных задач необходимы методы и алгоритмы для отождествления и различения многомерных объектов-образов и определения тенденций их поведения. Автоматическое определение границ и динамики названных объектов-образов приводит к разработке или узкоспециализированных, или неоправданно сложных и дорогостоящих универсальных программных средств. Вместе с тем, любое лицо, принимающее решение (ЛПР), по своим психофизиологическим ограничениям принципиально не может оперировать объектами, представленными n-мерными динамическими топологическими конфигурациями (при n>>3). Приведенные противоречия инициировали множество работ по созданию интерактивных систем поддержки принятия решений, основанных на паритетном разделении функций в рамках человеко-машинного взаимодействия. При этом функции компьютера заключаются в реализации отображений : RnR2 объектов и процессов многомерного пространства на плоскость дисплея с целью их визуализации, а функции различения и отождествления делегируются ЛПР. Реализация отображений : RnR2 с помощью известных методов визуализации с необходимостью приводит к потере информации о многомерных особенностях топологии и взаимном расположении объектов-образов в исходном пространстве (многомерных ландшафтах), порождая ошибки как распознавания, так и определения тенденций процессов, что приводит к неотвратимым ошибкам ЛПР.

Подавляющее большинство методов и алгоритмов визуализации для решения задач отождествления, разграничения и определения тенденций процессов в системах управления СЭС имеют существенный недостаток. Он заключается в отсутствии или недостаточности инструментов для реализации возвратного перехода от двумерных визуализированных форм представления объектов-образов к их многомерным формам с целью анализа конфигураций и ландшафтов. При этом ЛПР не имеет возможности исследовать некоторые многомерные топологические свойства и особенности объектов-образов, содержащие качественно новую ценную информацию о состоянии и поведении СЭС. Такую ценную для управления информацию, как правило, невозможно извлечь из статического набора значений признаков, из их динамических характеристик, или из двумерных проективных форм представления объектов и процессов.

Приведенные обстоятельства являются основанием для постановки в диссертации основной задачи, которая заключается в разработке инструментальных средств в виде совокупности методов, алгоритмов и структурно-функциональной организации программных приложений выполнения обратимой визуализации многомерных конфигураций и ландшафтов для анализа их многомерных топологических свойств и особенностей, а также для оценки уровня информативной ценности признаков, с целью различения и отождествления состояний и явлений в СЭС и/или их компонентах для принятия управленческих решений.

Решению проблем разграничения и отождествления объектов, в том числе в многомерных пространствах, и их топологическому анализу посвятили свои работы К. Фу, К. Пирсон, К. Фукунага, М. Стоун, А.И. Галушкин, Н.Г. Загоруйко, Р.С. Лбов, К. Куратовский, А.Н.Тихонов, П.С. Александров и многие другие отечественные и зарубежные исследователи. Таким образом, для решения основной решаемой задачи на сегодняшний день имеются необходимые предпосылки и четко очерченный концептуальный базис.

На основании изложенного можно заключить, что тема диссертационного исследования является актуальной и перспективной при современном состоянии теории и практики применения интерактивных систем поддержки принятия решений.

Диссертационное исследование выполнялось в рамках научного направления Курского государственного технического университета «Разработка и исследование средств обработки информации электронными и оптическими методами».

Цель работы заключается в повышении уровня качества принятия управленческих решений путем разработки: программных средств на основе новых методов и алгоритмов для визуализации на дисплее многомерных объектов-образов с сохранением инвариантов отображений в виде размерности исходного пространства признаков и расстояниями между точками многомерного пространства; алгоритмов и программных инструментов для осуществления ЛПР анализа конфигураций и ландшафтов, разграничения и отождествления объектов-образов, а также для определения тенденций поведения и определения информативной ценности признаков.

Задачи исследования:

  1. Выявить особенности СЭС и существующих методов анализа социально-экономических данных. Установить, что состояние и динамика поведения СЭС могут быть представлены в виде объектов-образов многомерного пространства признаков.

  2. Определить особенности существующих методов визуализации объектов-образов многомерного пространства и обосновать необходимость разработки новых методов для визуализации и осуществления возвратных переходов в процессах принятия решений.

  3. Разработать метод визуализации многомерных объектов-образов, метод и процедуры осуществления возвратных переходов в исходное многомерное пространство для получения информации о топологических параметрах сложных многомерных конфигураций и ландшафтов.

  4. Произвести алгоритмизацию разработанных методов, а также разработать структурно-функциональную организацию программных средств визуализации объектов-образов многомерного пространства и осуществления возвратных переходов для исследования топологии исходных пространств (обратимой визуализации).

  5. Выполнить сопоставительный анализ разработанных программных средств визуализации и осуществления возвратных переходов с функциональными возможностями и временными затратами прототипа при решении практически важных задач в СЭС.

Объектом исследования являются многомерные пространства, отображающие состояния и динамику СЭС или ее компонентов.

Предметом исследования являются методы, алгоритмические и программные средства поддержки принятия решений на основе визуализации и организации возвратных переходов в исходные многомерные пространства.

Методы исследования основываются на положениях современной теории систем поддержки принятия решений, теории распознавания образов, линейной алгебры, топологии, теории алгоритмов, теоретического программирования, теории проектирования информационных систем.

Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается проведенными экспериментами по программному моделированию разработанных методов; согласованностью теоретических и экспериментальных результатов анализа визуализированных данных, полученных в ходе исследований экономических и социальных систем; корректным использованием положений линейной алгебры, а также рецензированием печатных работ, их обсуждением на научно-технических конференциях и экспертизой разработанных программных средств.

Научная новизна работы состоит в разработке нового метода, алгоритмов, процедур и программных средств визуализации многомерных объектов-образов и осуществления возвратных переходов в исходное многомерное пространство с помощью программных инструментов для ЛПР с целью повышения уровня качества принятия решений в заданной предметной области.

Впервые получены следующие результаты:

  1. Разработан метод визуализации на плоскость дисплея многомерных конфигураций со сложной топологией, позволяющий определить логические условия и операционный каркас для разработки алгоритмов реализации отображения : RnR2 и отличающийся сохранением в качестве инвариантов отображения размерности пространства и расстояния от любой точки до начала координат в исходном пространстве.

  2. На основе разработанного метода синтезирован алгоритм визуализации объектов-образов многомерного пространства, имеющий двукратное преимущество по вычислительной сложности по отношению к прототипу, которое достигается путем линеаризации традиционно используемых нелинейных функций и предварительного вычисления коэффициентов отображения, что составляет отличительные особенности разработанного алгоритма.

  3. С целью реализации возвратных переходов в исходное многомерное пространство признаков (R2Rn) разработаны метод, процедуры и алгоритмы (инструментальные средства), обеспечивающие разрешение коллизий пересечения классов объектов-образов, для извлечения ценной дополнительной информации при принятии решений путем исследования особенных топологических свойств многомерных конфигураций и ландшафтов, а также для оценки информативной ценности признаков, отличающиеся структурно-функциональной организацией, для повышения уровня качества принятия решений и возможностью определять структуру хаотических автоматов. Разработана структурно-функциональная организация программных средств обратимой визуализации многомерных конфигураций.

Разработанные инструментальные алгоритмические средства и процедуры составляют арсенал манипуляций, применяемых ЛПР для получения дополнительной информации с целью принятия адекватных решений.

Практическая ценность работы заключается в разработке программных средств, пригодных для практического использования в качестве ядра интерактивной системы принятия управленческих решений в СЭС. При этом достигается двукратное снижение вычислительной сложности, что особенно важно при обработке больших объемов данных. Полученные результаты открывают пути создания систем поддержки принятия решений в реальном времени: обработки и исследований результатов биржевых торгов, опросов, анкетирования, массовых медицинских явлений и т.п. Практическая ценность подтверждается актом о внедрении, тремя свидетельствами об официальной регистрации программы для ЭВМ Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, а также решением практически важных задач: оценки кредитоспособности заемщиков, коррекции рейтинговой таблицы надежности банков, анализа социально-политических организаций и массовой экспресс-диагностики панкреонекроза в современных социальных условиях.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы обсуждались и получили положительную оценку на Юбилейной межвузовской научной конференции студентов и молодых ученых «Молодежная наука и современность», посвященной 70-летию КГМУ, г. Курск, 2005 г.; V Международной научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование», г. Томск, 2006 г.; 13 Международной научно-технической конференции «Физические и компьютерные технологии», г. Харьков, 2007 г.; научно-технических семинарах кафедры ПО ВТ Курского государственного технического университета в 2005-2007гг.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационного исследования в виде интерактивных программных средств поддержки принятия решений на основе визуализированных объектов-образов многомерного признакового пространства внедрены в ЗАО «Мобиком-Центр», где названная разработка применяется для анализа текущего положения компании на рынке сотовой связи и приятия управленческих решений в коммерческой деятельности.

Публикации. По результатам выполненных разработок и исследований опубликовано 7 статей, в том числе 2 по перечню центральных рецензируемых журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ, получены 3 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ, имеется одна публикация тезисов доклада.

В работах, написанных в соавторстве, лично автором диссертации разработаны и описаны методы и алгоритмы обратимой визуализации многомерных объектов-образов [1, 2, 3, 6], выполнено сравнение временных характеристик разработанного и известных методов отображения многомерных данных на плоскость [1, 7]; исследовано его применение в системах поддержки принятия управленческих решений в СЭС [10, 11] и созданы программные средства визуализации многомерных объектов-образов с целью их последующего отождествления, разграничения и выявления тенденций поведения [1, 2, 8, 9].

На защиту выносятся:

  1. Метод, алгоритм и программные средства визуализации многомерных конфигураций со сложной топологией, позволяющие выполнить отображение : RnR2 и отличающиеся линеаризацией и предварительным вычислением коэффициентов преобразования, что позволяет ускорить реализацию отображения.

  2. Метод, алгоритмы, процедуры и программные средства для осуществления возвратных переходов R2Rn в исходное многомерное пространство признаков с целью исследования особенных топологических свойств многомерных конфигураций и ландшафтов и разрешения коллизий пересечения классов объектов-образов для извлечения дополнительной информации для принятия решений и оценки информативной ценности признаков. Обобщенная структурно-функциональная организация программных средств обратимой визуализации.

  3. Результаты сопоставительного анализа с прототипом: функциональных возможностей разработанных программных средств визуализации и осуществления возвратных переходов; временных затрат на построение отображения : RnR2.

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 149 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, 7 таблиц, список литературы из 78 наименований и 2 приложения объемом 30 страниц. Общий объем работы 186 страниц.

Подобные работы
Пыхтин Алексей Иванович
Инструментальные средства поддержки принятия решений при проведении приемной кампании вуза
Лобанов Алексей Борисович
Система поддержки процесса принятия управленческих решений по распределению и использованию ресурсов региона
Дианов Сергей Владимирович
Мультиагентная информационная технология решения задач управления и принятия решений в организационных системах
Белоусов Вадим Евгеньевич
Алгоритмы автоматизированного контроля успеваемости и формирования информационно-образовательной среды в интеллектуальной системе поддержки принятия решений военного вуза
Захарова Александра Александровна
Нечеткие модели принятия решений о стратегии социально-экономического развития города
Останков Сергей Александрович
Рационализация реинжиниринга бизнес-процессов на основе имитационного моделирования процессов принятия решений
Атрощенко Полина Валерьевна
Информационная поддержка принятия решений в процессе управления лизинговой деятельностью
Муксимов Павел Валерьевич
Система поддержки принятия решений при стратегическом управлении предприятием трубопроводного транспорта нефтепродуктов на основе онтологии
Богданова Диана Радиковна
Информационная поддержка принятия решений при оперативном управлении оказанием услуг с применением технологий распределённого искусственного интеллекта
Порядина Вера Леонидовна
Метод обобщенных аддитивных сверток в задачах принятия решений

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net