CC BY
17
Стройиздат, 1968. - 416с.
УДК 004.891.2
Бакулев А.Д. студент бакалавриата Ларионов В.С. студент магистратуры Дунин И.В. студент магистратуры МГТУим. Н.Э. Баумана Россия, г. Москва ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПОДБОРА
СПОРТИВНОЙ СЕКЦИИ В статье ставится задача разработки экспертной системы для составления индивидуальных рекомендаций по выбору наиболее подходящих пользователю спортивных секций. Процесс выбора релевантных спортивных направлений основан на использовании аккумулированных системой знаний и на информации о личности пользователя. Детальную информацию о конкретном человеке система получает в ходе диалога, предлагая пользователю ответить на вопросы, ориентированные на выявление физических, умственных и нравственных предрасположенностей. Используя корреляционные связи между ответами и хранящимися данными, система предоставляет пользователю индивидуальную рекомендацию. В статье представлены конкретные алгоритмы по подбору спортивной секции, а также образец архитектуры экспертной системы.
Ключевые слова: экспертная система, спортивные секции, рекомендательная система
Bakulev A.D.
Student
Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow
Larionov V.S.
Student
Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow Dunin I.V.
Student
Bauman Moscow State Technical University
Russia, Moscow
DESIGNING OF EXPERT SYSTEM OF SELECTION OF SPORTS
CLUBS
Designing of expert system of selection of sports clubs
The article poses the problem of development an expert system for
composition an individual recommendations for selecting the most suitable sports clubs for the user. The process of selecting the relevant sports options is based on the use of knowledge accumulated by the system and on information about the identity of the user. The system receives detailed information about a certain person during the dialogue, offering the user to answer questions aimed to identifying physical, mental and moral predispositions. Using the correlation between the responses and stored data, the system provides the user with an individual recommendation. The article presents specific algorithms for the selection of sports club, as well as a sample architecture of the expert system.
Key words: expert system, sports clubs, recommendation system
Введение
Перед множеством детей, их родителей, студентов когда-либо стоял вопрос выбора спортивной секции. Обычно, в случае родителей выбор производился для ребёнка на основании совместных желаний родителя и ребёнка, а иногда даже без учёта его мнения. Для нерешительных студентов этот выбор может быть сделан в пользу кафедр общей физической подготовки (ОФП). Неправильно подобранная спортивная секция может не только сформировать отвращение к спорту в целом, ввиду отсутствия интереса у индивидуума, но и нанести тяжёлые психологические травмы, развить комплексы, сделать скрытым и зажатым [1]. Не исключено так же и получение физических трав. Именно поэтому не стоит легкомысленно относиться к выбору спортивной секции.
Разрабатываемая экспертная система (ЭС) предполагает аккумулирование знаний о спортсменах различных видов спорта в виде большого количества их физических, умственных и нравственных параметров, корреляционных связей между ними и вопросов для определения значений этих параметров. Применение накопленных знаний позволит сформировать индивидуальные рекомендации по выбору секции. Не исключено, что массовое применение системы раскроет потенциал в детях и в перспективе повысит уровень отечественных спортсменов и, как следствие, всего российского спорта.
Цель разработки
Разрабатываемая экспертная система (ЭС) предназначена для рекомендации наиболее подходящих спортивных секций пользователям на основании их состояния здоровья, физических, умственных и личностных показателей.
Перечень параметров, атрибутов и их допустимых значений
Атрибуты — характеристики видов спорта, рекомендуемых пользователям экспертной системой. Каждый атрибут принимает одно из заданных значений. Возможные атрибуты указаны в таблице 1. Данный перечень может дополняться при необходимости.
Таблица 1 - Перечень атрибутов и их возможные значения
Атрибут Возможные значения
Обязательность посещений Низкая, средняя, высокая
Травмоопасность Низкая, средняя, высокая
Физические нагрузки Низкие, средние, высокие
Контингент Преимущественно мужчины, Преимущественно женщины, поровну
Командный \ Индивидуальный Командный, индивидуальный, несостязательный
Место проведения Водный спорт; Спорт на открытом воздухе; В закрытом помещении
Вид деятельности Боевые, игровые, нейтральные
Эмоциональное напряжение Низкое, среднее, высокое
Требования к интеллектуальным способностям Низкие, средние, высокие, очень высокие
Персональный тренер Присутствует, отсутствует
Параметры — характеристики пользователей, который проходят анкетирование в вопрос-ответной системе. Параметры принимают одно из заданных значений, также возможные значения из непрерывных диапазонов. _Таблица 2 - Перечень параметров и их возможные значения
Параметр Возможные значения
Пол Мужской, женский
Рост Целое число [см]
Комплекция Скорее полный, средний, скорее худой
Физическая сила Сильный, средний, слабый
Выносливость Целое число. Определяется субъективной оценкой по десятибалльной шкале
Осложнения по здоровью Значительные, незначительные, отсутствуют
Семейное положение В браке, не в браке
Отношение к спорту Положительное, нейтральное, отрицательное
Предпочитаемое место Помещение, бассейн, открытый воздух
Готовность к взаимодействию с другими людьми Присутствует, отсутствует
Стрессоустойчивость Высокая, средняя, низкая
Активность Высокая, средняя, низкая
Агрессивность Высокая, средняя, низкая
Заинтересованность в рискованных видах деятельности Высокая, низкая
Интерес к личному взаимодействию с тренером Высокий, средний, низкий
Упорство Высокое, среднее, низкое
Предпочтение интеллектуальных видов спорта Да, нет
Нерегулярность графика (сложности с посещением занятий в одно и то же время) Высокое, среднее, низкое
Интеллектуальные способности Низкие, средние, высокие, очень высокие
Решительность Высокая, низкая
Целеустремлённость Высокая, средняя, низкая
Перечень вопросов и вариантов ответов
Вопросы системы используются для выявления параметров пользователя. Перечень вопросов указан в таблице 3.
№ Вопрос Варианты ответа
1 Укажите свой пол. Мужской
Женский
2 Какой у Вас рост? (см) Свободный ввод
Оцените свою комплекцию. Скорее полный
Средний
Скорее худой
3 Сколько раз Вы можете подтянуться? Более 5
2-5
Менее 2
4 Оцените Вашу выносливость по десятибалльной шкале Свободный ввод
5 Есть ли у вас ограничения по здоровью (тяжелые травмы, непереносимость нагрузок)? Есть серьезные
Есть незначительные
Отсутствуют
6 В браке состоите? Да
Нет
7 Для каких целей вы хотите заниматься спортом? Совершенствование своих показателей
В качестве досуга
Поддержание здоровья
8 Где любите заниматься? В помещении
Предпочитаю водный спорт
На открытом воздухе
9 Легко ли Вам находить общий контакт с людьми? Да, я общительный человек
Нет, для меня это проблемно
10 Легко ли вас разозлить? Скорее легко
Не знаю
Скорее сложно
11 Как вы относитесь к резким переменам в жизни? Положительно
Нейтрально
Отрицательно
12 Вам наступили на ногу. Ваша реакция? Извинюсь
Не замечу
Отреагирую негативно
13 Готовы ли Вы к занятиям экстремальными видами спорта? Да
Нет
14 Вы хотите взаимодействовать с персональным тренером? Да
Не знаю
Нет
15 Готовы ли заниматься долгой Скорее да
монотонной деятельностью? Не знаю
Скорее нет
16 Ваш средний балл в аттестате? 5, 4
Ниже 4
17 Вы предпочитаете умственный или физический труд? Умственный
Физический
Совмещенный
18 Оцените Ваши интеллектуальные способности Скромные
Средние
Повышенные
Очень высокие
19 Боитесь ли вы высоты? Нет
Да
20 Добиваетесь ли Вы поставленных целей? Всегда и везде
Не везде и не всегда
Предпочитаю не ставить цели
21 Как вы относитесь к ситуациям, когда от вас требуются организаторские способности? Стараюсь избегать подобных ситуаций
Нейтрально
Занимают активную позицию
Представленный перечень вопросов при необходимости может дополняться. Параметры и атрибуты задаются модераторами системы. Пользователь отвечает на вопросы системы, в результате чего система может получить значения его параметров на основании его ответов. Примеры соответствий вопросов и параметров указаны в таблице 4.
Таблица 4. Соответствие вопросов и параметров
Параметр Вопрос
Готовность к взаимодействию с другими людьми Легко ли Вам находить общий контакт с людьми?
Целеустремлённость Для каких целей вы хотите заниматься спортом?
Агрессивность Легко ли вас разозлить?
Агрессивность Вам наступили на ногу. Ваша реакция?
Интерес к личному взаимодействию с тренером Вы хотите взаимодействовать с персональным тренером
Предпочтение интеллектуальных видов спорта Вы предпочитаете умственный или физический труд?
Модератор системы заносит в нее спортивные секции и задает им атрибуты на основании экспертных оценок. Например, секция "Бокс" имеет атрибуты: вид деятельности "Боевые", травмоопасность "Высокая", контингент "Преимущественно мужчины", место проведения "В помещении", и т.д.
Далее устанавливаются правила соответствия атрибутов секции и параметров пользователя, позволяющие сделать итоговую рекомендацию. Рассмотрим возможные правила соответствия:
Если пол = "мужской", то вид деятельности = "Боевые", контингент = "Преимущественно мужчины";
Если пол = "женский", то вид деятельности = "Нейтральные",
контингент = "Преимущественно женщины";
Если рост <= 150 или рост >= 190, то травмоопасность = "Низкая";
Если рост >= 150 или рост < 170, то травмоопасность = "Средняя";
Если рост >= 170 или рост < 190, то травмоопасность = "Высокая";
Если комплекция = "скорее полный", то физические нагрузки = "Высокие";
Если физическая сила = "сильный", то физические нагрузки = "Высокие", вид деятельности = "Боевые";
Если физическая сила = "средние", то физические нагрузки = "Высокие", вид деятельности = "Игровые";
Если физическая сила = "низкие", то физические нагрузки = "Низкие", вид деятельности = "Нейтральные";
Если выносливость >= 8, то физические нагрузки = "Высокие";
Если выносливость > 4 и < 7, то физические нагрузки = "Средние";
Если выносливость < 3, то физические нагрузки = "Низкие";
Если осложнения по здоровью = "значительные", то место проведения = "В помещении", физические нагрузки = "Низкие"
Если пол = "Мужской" и семейное положение = "Не в браке", то контингент = "Преимущественно женщины";
Если пол = "Женский" и семейное положение = "Не в браке", то контингент = "Преимущественно мужчины";
По результирующим атрибутам осуществляется выбор секции.
Порядок вопросов является переменным и зависит от ответов на предыдущие вопросы. Правило отображения вопросов также задается модератором.
Алгоритм принятия решения
На рис. 1 представлена небольшая часть алгоритма по определению значений атрибутов в зависимости от параметров. Каждое условие на схеме определяется соответствующим ему вопросом. Ответ на вопрос задаёт значение параметра. Значение параметра задаёт значение атрибутов объектов. Так, например, низкая активность определяет низкое эмоциональное напряжение, низкую травмоопасность и низкую агрессивность. Поскольку параметр "агрессивность" уже принял значение "низкая", то не имеет смысла задавать вопрос пользователю, определяющий "агрессивность", в отличии от случаев, когда пользователь характеризовал свою активность как среднюю либо высокую.
Рисунок 1 — алгоритм определения значений атрибутов в зависимости от параметров
Схема развёртывания и работы системы
Диаграмма развёртывания системы представлена на рис. 2. Серверная часть системы состоит из 3-х основных компонент: ES Server, Server DB, Upload Server. Server DB - это база данных и знаний. В ней хранится информация о ответах пользователей, о заданных вопроса, о всех вопросах, атрибутах и параметрах. Загрузку знаний в Server DB производит Upload
Server, состоящий из двух подсистем: UploadData и AccumulateKnowledges. Подсистема загрузки данных UploadData принимает данные из внешних источников (например, от администратора системы или внешних систем). Из принятых данных извлекаются знания с помощью подсистемы AccumulateKnowledges, знания приводятся к единому формату хранения и загружаются в Server DB. Представление данных в системе предлагается выполнять на основе семантической сети, либо XMLKR-метода [2].
Вопросно-ответная система (ВОС) реализована в виде web-приложения, исполняемая в браузере пользователя. Браузер взаимодействует с сервером ES Server по HTTPS протоколу. ES Server отправляет клиенту вопросы и получает от него ответы. Все запросы обрабатываются с помощью сервиса APIService, который в зависимости от их вида мультиплексирует их в подсистемы AskQuestions и ProcessAnswers. Первая с помощью подсистемы выбора вопросов SelectionService формирует вопросы, которые нужно задать пользователю. Вторая обрабатывает ответы пользователя и загружает результаты в подсистему ExpertSystem. Данная подсистема является ядром сервера и содержит основные алгоритмы подбора спортивной секции. ExpertSystem обращается в базу знаний на Server DB для получения необходимой информации.
Стоит отметить, что ввиду хорошей архитектуры системы, а в частности разбиения системы на независимые подсистемы с низкой связностью между модулями, предложенная архитектура является легко трансформируемой в микросервисную архитектуру. Такой подход позволяет разворачивать несколько независимых подсистем для эффективной работы под высокой нагрузкой.
Рисунок 2 — диаграмма развёртывания системы
Заключение
В ходе проектирования ЭС подбора спортивной секции были достигнуты следующие результаты:
— Проведён глубокий анализ предметной области, выявлены объекты (секции), их атрибуты, параметры, определяющие атрибуты, сформулированы вопросы;
— Формализованы правила и разработаны алгоритмы по подбору спортивной секции;
— Спроектирована архитектура ЭС, показанная на диаграмме развёртывания.
Использованные источники:
1. А. П. Чайников. Психологическая подготовка студентов средствами физической культуры и спорта : учеб. пособие / А. П. Чайников. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. — 79 с.
2. Bahrami M., Kaviani S. A New Method for Knowledge Representation in Expert System's (XMLKR) // 2008 First International Conference on Emerging Trends in Engineering and Technology. — 2008. — July. — P. 326-331.
УДК 332.5
Бакуменко Н. С. студент 4 курса землеустроительный факультет
Зайцева Я.В. старший преподаватель кафедра землеустройства и земельного кадастра Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина Россия, г. Краснодар АНАЛИЗ ЗЕМЕЛЬНОГО ФОНДА МО СЛАВЯНСКИЙ РАЙОН
Аннотация: в статье рассмотрено изменение земель МО Славянский район по категориям с 2009 г. по 2016 г. Распределение земельного фонда изображено в диаграмме. В таблице приведено процентное содержание категорий земель от площади района. Обоснована необходимость рационального использования сельскохозяйственных угодий.
Ключевые слова: сельскохозяйственные угодья, площадь, земельный фонд, категория земель, крестьянские (фермерские) хозяйства.
Bakumenko N.S.
student
4 course of the faculty of land management Kuban state agrarian University named after I. T. Trubilin
Russia, Krasnodar Zaitsevа Ya. V.
