ПРОЦЕДУРИ УДОСКОНАЛЕННЯ ДіАГНОСТИЧНОГО ПОРАДНИКА, ПОБУДОВАНОГО НА БіНАРНИХ КЛАСИФіКАТОРАХ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

The physical and mathematical models take into account the drawbar force and the slipping. The mathematical models of acceleration of the wheeled tractors Fendt 900 Vario during their operation permit to study the changes of the kinematic, force and energy parameters of the hydrovolumetric and mechanical transmission while slipping, and the effect of the hydrovolumetric and mechanical transmission on the process of slipping when running forward and reverse with a trailer.

Keywords: mathematical model, acceleration, wheeled tractor, engine, transmission, wheel, dynamics

-□ □-

На прикладi системи диференцшноп дiагностики легких форм гемостазюпа-тш, в роботi обгрунтова-но застосування бтарних класифiкаторiв, збудованих на принцип «один проти вЫх». Для них запропоно-вано процедури, що зменшу-ють число конфлiктiв кла-сифiкаторiв при дiагностицi захворювань

Ключовi слова: класифi-

кащя, дiагноз, МГУА □-□

На примере системы дифференциальной диагностики легких форм гемоста-зиопатий, в работе обосновано применение бинарных классификаторов, построенных на принципе «один против всех». Для них предложены процедуры, уменьшающие число конфликтов классификаторов при диагностике заболеваний

Ключевые слова: классификация, диагноз, МГУА -□ □-

УДК 621.513

ПРОЦЕДУРИ УДОСКОНАЛЕННЯ Д1АГНОСТИЧНОГО ПОРАДНИКА, ПОБУДОВАНОГО НА Б1НАРНИХ

КЛАСИФ1КАТОРАХ

Г.В. Кi т

Кандидат техычних наук* Контактний тел.: (044) 424-62-74 E-mail: vmurol-if@yandex.ua В.А. Павлов

Кандидат техычних наук* Контактний тел.: 050-559-79-54 E-mail: vapavlo@bk.ru *Кафедра комп'ютерного еколого-економнчного мошторингу Вщкритий мiжнародний ушверситет розвитку людини «УкраТна»

вул. Хорева, 1, м. КиТв, УкраТна, 04071 О.В. Павлов Кандидат техшчних наук Кафедра нарисноТ геометрп, шженерноТ та комп'ютерноТ графки Нацюнальний техшчний ушверситет УкраТни «КиТвський пол^ехшчний шститут» пр. Перемоги, 37, м. КиТв, УкраТна, 03056 Контактний тел.: (044)424-62-74 E-mail: pavlov_alexander@ukr.net

1. Вступ

Загальш питання будови дiагностичних порад-ниюв доволi повно вщображено загальною теорieю класифiкаторiв [1]. Проте кожна конкретна реалiзацiя дiагностичноi системи [2] породжуе сво'Т мехашзми полшшення результапв класифжацп, i тому мають са-мостшне значення для даного класу систем. В робот^ що пропонуеться, продовжуеться дослщження мож-ливостей тдвищення якостi систем диференцшно'Т дь агностики на прикладi дiагностичного порадника для визначення захворювань легких форм гемостазiопатiй. Автор вхщних даних - д.м.н. Томiлiн В.В., ДУ «Институт гемотологii та трансфузюлогп" АМН УкраТни.

2. Постановка задачi

Задано перелiк клiнiчних ознак xi, i = 1, ...12 : x1 -носова кровотеча; x2 - кровоточивiсть ясен; x3 - кро-

вотеча пiсля екстракцп зубiв; х4 - iнтро i тсляопера-цiйна кровотеча; х5 - тсля травматична гематома; х6 -кровотеча з поверхневих ран; х7 - тривале не загоення ран; х8 - тсля травматичний гемартроз; х9 - пiсля iн'екцiйна гематома; х10 - пiсляродова кровотеча; х11 -пiсляродова кровотеча; х12 - вж, що характеризують прояви 4 дiагнозiв: Д1 - хвороба В^лебранта (ХВ), Д2 - куаголопатiя (КП), Д3 - дезагрегацiйна тромбо-цитопапя (ДТ), Д4 - комбiнована патолопя системи гемостазii ( КПСГ).

Необхщно вирiшити задачу диференцiйноi дiагно-стики цих чотирьох, близьких по клжчним проявам, захворювань кровь

В робот [2] було розглянуто синтез класифiкаторiв диференцшно'Т дiагностики захворювань легких форм гемостазюпатш по алгоритмам МГУА (метод групово-го урахування аргументiв) [3]. Розглянутий варiант дiагностичноi системи базуеться на детермшованих бiнарних класифiкаторах, збудованих на принцип «один проти вах».

Восточно-Европейский журнал передовым технологий ЕЗМ 1729-3774

Результати, що одержано в [2], забезпечили по кожному дiагнозу не менш нiж 90% вiрних результапв, що в цiлому задовiльно для задач тако1 складностi. Проте не перевiрявся варiант системи, що виршуе дiагностичну задачу одним класифiкатором з чотир-ма виходами. При деяких ви-падках розташування класiв такий варiант системи може бути б^ьш ефективним, що i потребуе вщповщно! перевiр-ки. Крiм того, вже одержаний варiант дiагностичноi системи дозволяе запропонувати для неi процедури, що зменшують число помилок при конфлжи бiнарних класифiкаторiв при дiагностицi захворювань.

них класiв. Робочий класифжатор було одержано за допомогою того ж апарату МГУА, яким виршувала-ся задача для синтезу бшарних класифiкаторiв у [2] -рис. 2.

3. Основна частина

Рис. 2. 1деальний та робочий класифкатори

1деальний класифiкатор, що однiею функцiею на-лежностi вирiшуе питання, який з чотирьох дiагнозiв Д1, Д2, Дз, Д4 мае мiсце, може мати вигляд ступiнчастоi функцii (рис. 1) з чотирма пороговими значеннями Р1, Р2, Р3, Р4, кожне з яких вщповщае своему дiагнозу. На рисунку точки, що вщповщають певному дiагнозу гру-повано тдряд у порядку дiагнозiв Д1, Д2, Д3, Д4 таким чином, що щеальний класифiкатор мае вигляд сту-пiнчастоi лiнii. Спочатку груповано точки навчальноi послiдовностi (62 точки) поим перевiрочноi (8 точок) i екзамену (10 точок). У зв'язку з малою юльюстю пащ-ентiв у груш з дiагнозом КПСГ (Д4), точки перевiрки та екзамену для Д4 не видiлялися.

У1,2,3Д(Х) =

У < А1 при Д1

А1 < У < А2 при Д2

А2 < У < А3 ПРИ Д3

А3 > У при Д4

На рис. 2 зображено графж щеального та робочого класифiкаторiв зi значеннями рiвнiв Р1 =220, Р2=180,-Р3=140, Р4=100, та порогiв розпiзнання А1=184, А2=164, А3=122. Аналiтичний вираз класифжатора:

С,23Д = 144.1141910+151.0877070/(х1 ■ х3)+ +25.3302318*х7/х6+0.0218442 ■ х2 ■ х3 + + 0.0939300 ■ х6 ■ х7 /х3 -1.2096893 ■ х7 ■ х4 /х11 -_16.7110332/(х3 ■ х4)-0.0174442■ х5 ■ х3 +0.0442643 ■ х2 ■ х9 /х10 +

+0.0003864 ■ х6 ■ х10 ■ х3 ■ х7/х2-8.6557709■ х3/(х5 ■ х4 ■ х10)+ +0.1091140 ■ х11 ■ х11 /(х10 ■ х1) + 0.270521 х5.

Одержаний класифiкатор мае наступнi показники якосп розпiзнання: процент правильних дiагнозiв на ро-бочих точках - 54,29%, на навчальнш послiдовностi -51, 61%, перевiрочнiй послiдовностi - 75%, екзамеш - 50%.

Нагадаемо, як було одержано дiагностичну систему у [2]. Тут для кожного класифжатора:

у^х) було задано щеальну функцiю належностi

Р,(х) =

А, V х еД, ву х ёД, .

Рис. 1. 1деальний класифiкатор

Робочий класифiкатор, що одшею функцiею на-лежностi вирiшуе питання визначення, який з чотирьох дiагнозiв Дь Д2, Д3, Д4 мае мiсце може мати такий вигляд:

де Аь А2, А3 - пороги розтзнання, мiж якими знахо-дяться значення робочого класифiкатора для вщповщ-

Застосовуючи МГУА, було розроблено чотири бь нарнi класифiкатори, кожний з яких визначае свш дiагноз Д1, Д2, Д3, Д4. Кожний такий класифжатор вiдповiдае границi, що вщокремлюе свiй дiагноз Дi вщ всiх iнших дiагнозiв. Дiагноз е визначеним при без-конфлiктному виршення питання класифiкацii всiма класифiкаторами.

Одержано результати: процент розтзнання дiагно-зу Д1 (хвороба Вiллебранта) на повнш вибiрцi хворих -97,5%, дiагноз Д2 (куаголопатiя) - 96,25%, дiагноз Д3 (дезагрегацiйна тромбоцитопатiя) - 90,00% та дiагноз Д4 (комбiнована патолопя системи гемостазii) - 100%. Як бачимо, вибiр структури дiагностичноi системи на користь бшарних класифiкаторiв було зроблено вiрно.

В робочому режимi класифiкацii дiагнозу пацiента помилки, що виникають при дiагностуваннi системами такого типу можна розд^ити на двi групи:

1. Помилки, яких можливо уникнути завдяки на-явност конфлжту класифiкаторiв. Назвемо Тх усувни-ми помилками.

2. Помилки, при яких класифжатори помиляються узгоджено, тобто, для одного i того ж хворого одно-часно виникла помилка першого та другого роду на 2-х рiзних класифiкаторах.

Назвемо Тх неусувними помилками.

У випадку дiагностики захворювань бiнарними класифiкаторами на вибiрцi 80 пащенпв система по-милилась у 9 випадках, причому у чотирьох з них по-милилась узгоджено.

У другому випадку нема тдстав для додаткових процедур розтзнавання ^ як зазначалося у [2], для лшвщаци таких помилок необхщно розробити новий класифжатор на новому, б^ьш повному наборi клжч-них ознак, чи створювати новий, п'ятий клас об'ектiв, що характеризуеться неусувним характером помилок для наявноТ системи дiагностики. Належнiсть пащ-ента до додаткового класу буде означати необхщшсть проводити для нього додатковi дослiдження i уточнен-ня дiагнозу.

У першому випадку, з метою розв'язання конфлж-ту класифiкаторiв можливо запропонувати додатковi процедури, засноваш на утвореннi нових угрупувань пащенив з наявноТ вибiрки i спроб виршення кон-флiкту старих класифiкаторiв за допомогою додаткових класифiкаторiв, побудованими для нових пiдгруп пащешт Запропонуемо наступну структуру багато-рiвневоi системи:

1. Назвемо iснуючий рiвень класифiкацii, де вщо-кремлюються пащенти кожного дiагнозу вiд решти пащенив - першим рiвнем класифiкацii. Юльюсть класифiкаторiв - 11 = 4 .

у,,о(х)=

> о при Д! < 0 при не Д!

У,/х) =

> 0 при Д! < 0 при Д/

у./Р,Ч)(х)=

> 0 при Д! <0 при ДрЧи Дч'

- 1з = 12.

4. Бiнарнi класифiкатори четвертого рiвня дифе-ренцiюють дiагнози попарно (Дь Д2)/(Дз, Д4), (Д1, Дз)/(Д2, Д4), (Д1, Д4)/(Д2, Дз):

У(икр,я)(х) =

> 0 при ДiчиДj

[<0 при ДрЧиДч

им = 1,...,к ; р * ¡М; q * ; j * i,p,q.

Таких класифiкаторiв 14 = 3 . Розглянемо нижче алгоритм класифжацп класiв Дь Д2, Д3, Д4 за допомогою багаторiвневоi системи бiнарних моделей - рис. 3.

2. Заснуемо другий рiвень класифжацп, що буде визначати дiагноз у кожнiй парi дiагнозiв:

Кiлькiсть класифiкаторiв другого рiвня - 12 = 6 . 3. Класифжатори третього рiвня диференцiюють кожний дiагноз вiд пари iнших дiагнозiв:

де ^р^ = 1,...,к; i * р^; р * i,q; q * i,p.

Кiлькiсть бiнарних класифiкаторiв третього рiвня

Рис. 3. Багаторiвневий алгоритм класифiкацiT

Клiнiчнi ознаки пащента хц шдставляють-ся у кожний з чотирьох класифiкаторiв у!0(ха), i = 1,...,к першого рiвня. У вiдсутностi «конфлжту дiагнозiв», одержуемо визначення дiагнозу Дi вже на першому рiвнi системи. При цьому, пльки один кла-сифiкатор прийме позитивне значення, що i вирiшуе питання класифжацп: Да =Д^ , якщо у.0(хй)>0 , при цьому у!0(ха)<0 , i = 1,...,к, i*¡. Проте, якщо бiльше за один класифжатор першого рiвня прийме позитивне значення, мае мшце «конфлжт класiв». Як очевидно, менш спецiалiзованi класифiкатори (другого, третього i четвертого рiвнiв) мають менш складну структуру, нiж класифiкатори першого рiвня, що до-зволяе розраховувати на Тх б^ьш ефективну роботу в складних ситуащях конфлiкту дiагнозiв першого рiвня класифiкацii.

Для зручносп позначення варiантiв конфлiкту кла-ав введемо змiнну Я яку назвемо порядком конфлж-ту. Я приймае значення «юлькосп класiв, якi беруть участь у конфлжтЬ». Вiдсутнiсть конфлжту вiдповiдае Я = 1. При конфлжт дiагнозiв маемо три варiанти ре-зультатiв: А) конфлiкт двох клаав - Я = 2 ; Б) конфлжт трьох класiв Я = 3 ; В) конфлжт чотирьох клаив Я = 4 . Для виршення «конфлiкту класiв» будемо звертатися до бшарних класифiкаторiв iнших рiвнiв системи. Розглянемо докладнiше вище означенi ситуацп.

А) В даному випадку два (у.,,0(ха) та У.2,0(ха)) з чотирьох бiнарних класифiкаторiв проголосували за «своТ» класи - Дц i Д;2:

У]„с(ха)*0 i Уь,с(хй)*^

при цьому У^^)<0 1 = 1,...,к, 1 *^2.

Даний конфлiкт легко виршуеться на другому рiв-т системи класифiкаторiв: клiнiчнi ознаки пащента хц пiдставляються у класифiкатор Г> 0 при Д,

у а 2(ха) =

< 0 при

i знак класифiкатора

розв'язуе конфлiкт класiв.

Б) В даному випадку три з чотирьох бшарних кла-сифiкаторiв проголосували за свiй дiагноз.

Таких ситуацiй конфлiкту може бути чотири - кла-сифiкатори першого рiвня проголосували за (Дь Д2, Да) чи (Да, Д2, Д4) чи (Д1, Д3, Д4) чи (Д1, Д2, Д4).

Нехай це буде (Д-ь Д-2, Д-3). Тад для розв'язку конфлiктноi ситуацii переходимо на третш рiвень системи: клжчш ознаки пацiента вводяться в класи-фiкатори

У.„(.2,з)(ха) =

> ОприД^

< 0 при Д^ чи Д^,

> 0пpиДi

У^"и)(Хц) 1< 0приДччиД^,

> 0приД!з < Опри Д чи Д^ ,

i, якщо, тшьки один класифiкатор прийняв позитив-не значення, це вирiшуе конфлiкт. Якщо конфлжт не е розв'язаним, проте порядок конфлжту понижено на одиницю (тобто два з трьох класифiкаторiв прийняли позитивне значення), то переходимо на другий рiвень системи i вирiшуемо конфлiкт 2-х класифiкаторiв. Якщо рiвень конфлiкту не знижено, використовуеться четвер-тий рiвень системи, де з'являеться можлившть вирiшити конфлiкти, не розв'язат на третьому рiвнi. Для цього використовуються моделi:

> 0 при ДiчиДj < 0 при ДрЧиД '

Нехай маемо конфлжт дiагнозiв Д1, Др, Дф На четвертому рiвнi однозначно класифжуемо дiагнози:

Д1 - при УаЖр,ч)(хй) * 0 ( що визначае результат Д1 або Д-) та У(1р)(-Ч)(хй)*0 (що визначае результат Д1 або Др) та УачЮ,р)(хй) * 0^ що визначае результат Д1 або Дq;

Др - при У(1,^),(р,ч)(хй) < 0 (що визначае результат Др або Дq) та У0,рЮд)(хй)*0 (що визначае результат Д1 або Др) та УачЮ,р)(хй)<0 (що визначае результат Д-або Др);

Дq - при У0,Жр,ч)(хй)<0 (що визначае результат Др або Дq) та УарЮ,ч)(хй) < 0 (що визначае результат Д-або Дq) та УачЮ,р)(хй)*0( що визначае результат Д1 або Дq).

На четвертому рiвнi знижуемо рiвень конфлжту до (Др, Дq) при:

У(и),(р,ч)(хй)<0 (що визначае результат Др або Дq) та Уорюч)(хй)<0 (що визначае результат Д- або Дq) та Уач),Цр)(хй) < 0 (що визначае результат Д- або Др).

На четвертому рiвнi знижуемо рiвень конфлiкту до (Дь Дq) при:

У(1,]),(р,ч)(хй) * 0 (що визначае результат Д1 або Д-) та У(1рюч)(хй)<0 (що визначае результат Д- або Д^ та У(1,ч),(],р)(хй) * 0 (що визначае результат Д1 або Дq).

На четвертому рiвнi знижуемо рiвень конфлiкту до (Дь Др) при:

У(и),(р,ч)(хй) * 0 (що визначае результат Д1 або Д-) та У(1рюч)(хй)*0 (що визначае результат Д1 або Др) та У(1,ч),(],р)(хй) < 0 (що визначае результат Д- або Др).

Перераховаш вище варiанти пониження рiвня кон-флiкту дозволяють звернутися на рiвень 2 i там вирь шити конфлiкт дiагнозiв. бдиний варiант результату класифiкацii, який на даному рiвнi не дозволяе вирь шити конфлiкт дiагнозiв Д1, Др, Дq - наступний:

У(1,]),(р,ч)(хй) * 0 (що визначае результат Д1 або Д-) та У(1рюч)(хй)<0 (що визначае результат Д- або Д^ та У(„ч),(№)(хй) < 0 (що визначае результат Д- або Др).

Для розв'язку даноi ситуацп та нерозв'язаних кон-флжпв Я = 4 вводиться п'ятий рiвень системи, де пропонуеться застосувати процедуру голосування моделей першого, другого та третього рiвнiв.

Якщо серед результапв класифiкацii дозволити невизначеш вiдповiдi, то з повноi п'ятирiвневоi струк-тури (рис. 3) можна вид^ити простiшi структури, вщ-повщш рiзному ступеню складностi - одно, двох, трьох та чотирьох рiвневi структури.

На завершення необхiдно навести i найбiльш просту процедуру розв'язку конфлжпв бiнарних класифжа-торiв, що не залучае для цього новi вибiрки даних та новi класифжатори. Дiйсно, найбiльш простим та при-роднiм правилом вирiшення конфлiкту класифiкаторiв

У,0(хк)>0 та У,0(хк)>0 е пор^няння У1,0(хк) i У-,0(хк). Тодi приймаеться клас 1 при У10(хк)-У-0(хк)>0 та клас - при У-0(хк)-Ую(хк) > 0 . Дана процедура лiквiдуе усув-нi помилки класифiкаторiв збiльшуючи процент пра-вильноi класифiкацii. Проте ва пропонованi процедури наряду iз зменшенням (чи лiквiдацiею) класу усувних помилок можуть привести до зб^ьшення множини не-усувних помилок класифiкацii, що е неприйнятним у деяких медичних застосуваннях.

4. Висновки

В робот обгрунтовано застосування бшарних кла-сифiкаторiв для дiагностичноi системи захворювань легкими формами гемостазiопатiй. Запропоновано процедури розв'язку конфлжпв класифiкаторiв дiаг-нозiв.

Даний пiдхiд доцiльно застосовувути при форму-люваннi критерiю системи дiагностики, як «макси-мальне число вiрно встановлених дiагнозiв».

Лiтература

1. Эдвард, А. Патрик. Основы теории распознавания образов [Текст]: пер. с англ. - М.:«Советское радио»,1980. - 407с.

2. Павлов, А. В. Синтез классификаторов дифференциальной диагностики заболеваний легких форм гемостазиопатий методом группового учета аргументов [Текст] / Ан. В.Павлов, В. А. Павлов, В. В. Томилин // Восточно-Европейський журнал передовых технологий.-Харьков.- 2011. - № 2.- С. 54-65.

3. Ивахненко, А.Г. Помехоустойчивость моделирования. [Текст] / А.Г.Ивахненко, В.С. Степашко. — К.: «Наук.думка»,1985. - 216 с.

4. Павлов, А.В. Методика экспериментальных исследований сходимости итерационных алгоритмов метода группового учёта аргументов [Текст] / А. В. Павлов, В. А. Павлов // Вюник НТУУ „КП1". 1нформатика, управлшня та обчислювальна техшка: Зб. наук. пр. - К., «Век+», - 2011. - №54, - С. 36-40.

5. Павлов, А.В. О сходимости обобщенного релаксационного итерационного алгоритма метода группового учета аргументов [Текст] / А. В.Павлов, Н. В. Кондрашова // УСиМ. 2012. - №3. - С.24-38.

Abstract

The work aims to improve the quality of classification of diagnostic advisor on the example of the problem of differential diagnosis of mild forms of hemostasis, such as von Willebrand's disease, coagulopathy, deaggregati-ng thrombocytopathy, combined pathology of hemostasis. To solve the problems we have compared the efficiency of diagnostic advisor, developed by the relaxation iterative algorithm GMDH according to two approaches. In the first variant, the system was developed on binary classifiers, built on the principle of "one against all"; in the second the diagnostic problem was solved by a single classifier for four classes. For this task the advantages of the first variant were shown. The further step was the improvement of the system by introduction of procedures for solving classifiers conflicts. With this purpose we proposed to design additional functions of classification on data sets with different combinations of samples of classes that must be differentiated: classification of each pair of diagnoses, classification of diagnosis from a couple of other diagnoses, classification of diagnoses in pairs. Thus, a multi-classification system is formed, where at each further level the conflicts left unsolved at lower levels, are solved. This approach should be applied while formulating a criterion of diagnostic system as "the maximum number of correct diagnosis."

Keywords: binary classifiers, hemostasis, differential diagnosis, GMDH

-□ □-

Запропоновано адаптивну структуру системи управлтня ризиками проекту, яка дозволяв адекватно реагувати на виникаючi ризиковi ситуаци

Ключовi слова: ризик, управлтня ризиками проекту, система управлтня ризиками проекту, структура системи

управлтня ризиками проекту □-□

Предложена адаптивная структура системы управления рисками проекта, позволяющая адекватно реагировать на возникающие рисковые ситуации

Ключевые слова: риск, управление рисками проекта, система управления рисками проекта, структура системы

управления рисками проекта -□ □-

УДК 658.012.23

АДАПТИВНАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ПРОЕКТА

М.В. Копы тина

Аспирант

Кафедра управления проектами и системного анализа Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова ул. Кузнечная 1, г. Одесса, Украина, 65029 Контактный тел.: 063-364-33-35 E-mail: myr19@i.ua

1. Введение

Современный этап развития общества характеризуется непрерывным процессом внедрения, расширения и совершенствования информационно-коммуникационных технологий и проектов, затрагивая все новые сферы деятельности практически каждой

организации, функционирующей в рыночных условиях. С увеличением зависимости организаций от используемых инноваций в проектах растут и связанные с ними риски, присущие любой сфере человеческой деятельности. В связи с этим актуальной задачей является своевременное выявление и снижение рисков до минимально возможного уровня, для чего, в свою

©