CC BY
41
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 338.24
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ДИЗАЙНА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ ПО СТОИМОСТИ ПРОЕКТА
Т.В. Зайцева1), С.В. Игрунова2), Е.В. Нестерова3), Н.П. Путивцева4), В.Г. Нестеров5)
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
e-mail: zaitseva@bsu.edu.ru
В настоящее время одним из главных направлений перехода к инновационному социально ориентированному типу экономического развития страны является создание условий для улучшения качества жизни российских граждан, в том числе за счет развития инфраструктуры городской среды. Развитие инфраструктуры влечет за собой и повышение эстетических потребностей. В статье рассмотрены этапы разработки интеллектуальной системы, позволяющей по стоимости проекта сделать выбор дизайна городской среды.
Ключевые слова: проектирование, интеллектуальная система, концептуальная модель, экспертная система, GURU.
Современные информационные технологии успешно проникают во все области человеческой деятельности, помогают облегчить жизнь людей, автоматизировать и ускорить множество задач, кроме того, они способствуют быстрому, качественному и эффективному принятию решений. Возможности городского дизайна рассматриваются сегодня как средства экологической, эстетической и материально-предметной реконструкции городской среды в целях достижения её привлекательности и конкурентоспособности1. Актуальность данной темы заключается в том, что в последнее время часто возникает вопрос выбора определенного стиля оформления, в том числе личных приусадебных участков: пейзажный сад, классический сад, сад в японском, средиземноморском стиле и т.д. Предлагаемая система позволяет определить стиль оформления участка с предварительным расчетом стоимости.
1 Вяткина Б.М. Повышение конкурентоспособности городской территории [Текст] // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. № 6. С. 74-79.
Предметная область в каждый момент времени может быть представлена в виде совокупности сущностей, понятий и ситуаций. Выделенная совокупность сущностей, понятий и ситуаций предметной области называется ее состоянием. Так как понятия различаются между собой с помощью признаков, то состояние ПО можно задать, если известны значения всех признаков понятий, используемых для описания ПО. Понятие -это обобщение предметов некоторого класса по их специфическим признакам2.
Эти понятия являются наиболее значимыми и основными, позволяющими сделать тот или иной выбор. Взаимосвязь всех выделенных понятий представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Связи между понятиями
На следующем этапе были разработаны концептуальные модели, которые позволяют проверить многозадачность и перекрестные ссылки, одна из моделей представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Концептуальная модель для классического ландшафтного дизайна
2 Зайцева Т.В. Использование семиотического подхода к представлению знаний для построения модели логической структуры учебного материала [Текст] / Т.В. Зайцева, С.В. Игрунова, Н.П. Путивцева, Е.В. Нестерова, О.П. Пусная // Научные ведомости БелГУ Серия История. Политология. Экономика. Информатика. Белгород: Изд-во БелГУ. 2011. №13(108). Выпуск 19/1. С. 143-149.
Концептуальная и функциональная составляющие взаимодополняют и уточняют друг друга, поэтому для большей наглядности было сделано единое графическое представление модели предметной области в виде семантической сети с выделением:
-сущностей (описывают абстрактный объект ПО);
-экземпляров (конкретные представители сущности);
-свойств (характеристик сущностей)3.
Следующим этапом стала разработка экспертной системы для выбора типа ландшафтного дизайна по стоимости проекта. Разрабатывалась экспертная система с использованием среды GURU. Предлагается использование этой среды на основе проведенного анализа существующих систем. Существуют специальные инструментальные средства (оболочки) экспертных систем (ЭС), к подобным инструментам можно отнести ЭС MYCIN, GURU, LEONARDO, DENDRAL и др. Их достаточно широкое применение обусловлено тем, что при создании пользовательских экспертных систем на языке высокого уровня разработчик сталкивается с тем, что разработка интерфейса программы, а также реализация ее системных функций требуют больших затрат времени, чем создание самого набора правил экспертной системы.
Один из важных вопросов для ЭС состоит в том, какое правило рассматривать следующим. Этим процессом управляет машина логических выводов. При выборе правила нужно пользоваться двумя основными стратегиями управления: прямым и обратным выводами. Прямой вывод действует от посылки действия до тех пор, пока переменной не будет присвоено значение. Машина логических выводов (МЛВ) начинает просматривать набор правил сначала и проводит просмотр его до тех пор, пока переменной не будет присвоено значение. Сначала ищется первое правило, в котором определено и истинно значение посылки. Это правило будет выполнено, и полученный результат можно будет использовать для тестирования других правил. Далее система ищет следующее правило с определенным и истинным значением посылки. Это продолжается до тех пор, пока не будет выполнено правило для переменной цели.
Обратный вывод является наиболее часто используемым методом управления. При этом МЛВ начинает с цели и, просматривая набор правил, находит первое правило, с помощью которого можно достичь цели. Если посылка этого правила определима и верна, то система выполняет соответствующие действия. Если посылка неопределима, то МЛВ временно меняет цель - устанавливает в качестве цели переменную, которая позволит определить истинность первой найденной посылки и ищет первое правило, определимое и верное для новой поставленной цели.
Разрабатываемая экспертная система должна выбирать тип ландшафтного дизайна, на основе предъявляемых к нему требований. В процессе функционирования система использует значения следующих параметров: выбор типа водоема, выбор статуй, выбор деревьев, выбор кустарников, выбор цветов. Перечисленные параметры являются основными, но так же их можно уточнить или добавить.
Работа в среде GURU интуитивно понятна. Создание ЭС начинается с определения переменных: в окне выбрать "Build an Expert System" ("Построение экспертной системы"). Затем выбраем "New Rule Set" ("Установка новых правил") и в
3 Зайцева Т.В. Использование семиотического подхода к представлению знаний для построения модели логической структуры учебного материала [Текст] / Т.В. Зайцева, С.В. Игрунова, Н.П. Путивцева, Е.В. Нестерова, О.П. Пусная // Научные ведомости БелГУ Серия История. Политология. Экономика. Информатика. Белгород: Изд-во БелГУ. 2011. №13(108). Выпуск 19/1. С. 143-149.
ответ на приглашение "Enter rule set name:" ("Введите имя установленных правил") ввести имя для набора правил - имя файла land_des.rss, далее вводится цель, переменная цели, диалоговое окно представлено на рисунке 3.
Rule Set: land_des.rss
GURU Rule Set Manager
Goal: ST_LAND
e.rigr="a" e.unkn =40 st_land=unknown
input kam str with"kamen:iskusstCi>/naturalCn>:"
input is uod str witJi^iskusstven^odoer^poo l<p>/lake <1>: "
input fl str wit}i"f lowers : odno let <o>/mnogolet <m> :M
input st str wit}i,pstatui:ceranic<c>/narble<ri]>/wooden<u>:11
input kust str uith"kustarnik:fri22yCf>/decoratiueCd>/yagodnyy<y>:"
input der str uith,'derewya:f ruit Cf r>/list vennyye <l>/khvoyn.yye <k>: "
~Line= =
Up t Ins Era AZ
Dn 4 Del End End
=Character^= =
Right Ins Ins
Left *■ Del Del
Рис. 3. Окно ввода настроек программы и описания переменных
Продолжаем вводить необходимое количество правил рисунок 4, также обозначим фактор уверенности рисунок 5.
Рис. 4. Правило R100
Рис. 5. Правило R132, в котором обозначен фактор уверенности
После проведения компиляции с помощью команды "Compile", появится имя файла с расширением .rsc - land_des.rsc.
Для проверки работоспособности системы выбрать "Expert System" и нажать "Enter". В новом списке меню выбрать "Consult an Expert System", выбрать созданный файл.
В нижнем левом углу появится сообщение CONSULT имя файла и параметр для ввода данных. Необходимо ввести соответствующие данные, рисунок 6.
Рис. 6. Ввод необходимых данных
После ввода всех данных система выдаст рекомендации, в виде, представленном на рисунке 7.
fleconnendat ion: 1590.00
1590.00cf: 100.00
UNKNOUNcf: 0.00
Please press space bar to continue
Рис. 7. Вывод рекомендаций
В результате проведенной работы создана экспертная система выбора типа ландшафтного дизайна по стоимости проекта. Были разработаны соответствующие правила, необходимые для осуществления эффективного выбора. Все полученные результаты соответствуют ожидаемым, что говорит о правильной работе экспертной системы.
Список литературы
1. Вяткина Б.М. Повышение конкурентоспособности городской территории [Текст] // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2012. - № 6. С.74-79.
2. Зайцева, Т.В. Использование семиотического подхода к представлению знаний для построения модели логической структуры учебного материала [Текст] / Т.В. Зайцева, С.В. Игрунова, Н.П. Путивцева, Е.В. Нестерова, О.П. Пусная // Научные ведомости БелГУ Серия История. Политология. Экономика. Информатика. Белгород: Изд-во БелГУ. 2011. №13(108). Выпуск 19/1. С. 143-149.
3. Базы знаний интеллектуальных систем [Текст] / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский - СПб: Питер, 2000. - 384с.: ил.
SMART CHOICE SYSTEM FOR THE DESIGN OF URBAN ENVIRONMENT ACCORDING TO THE COST OF THE PROJECT
T V. Zaitseva1), S.V. Igrunova2), E.V. Nesterova3), N.P. Putivzeva4), V.G. Nesterov5)
Belgorod state national research university e-mail: zaitseva@bsu.edu.ru
Nowadays, one of the main directions of the transition to the innovative socially oriented type of economic development is a creation of conditions for the quality of life of Russian citizens. It can be realized on the basis of development of infrastructure of urban environment. Infrastructure development entails increasing the aesthetic needs. The article describes the stages of intellectual development of the system that allows for the improvement of choosing the design of the urban environment according to the cost of the project.
Key words: design, intelligent system, conceptual model, expert system, GURU.
