ДО ПИТАННЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТОПОЛОГІЧНО СПОСТЕРЕЖУВАНИХ КОГНІТИВНИХ КАРТ ЗІ ЗБЕРЕЖЕННЯМ ЇХ СТІЙКОСТІ

Автор(и)

  • В. Б. Мокін Вінницький національний технічний університет
  • О. В. Бурдейна Вінницький національний технічний університет
  • І. В. Варчук Вінницький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-153-6-84-92

Ключові слова:

когнітивне моделювання, когнітивна карта, топологічна спостережуваність, стійкість, власне число матриці, складна система, керування, заклад вищої освіти

Анотація

Розглянуто питання оптимізації когнітивної карти (КК) складної системи з дотриманням вимог щодо її повної топологічної спостережуваності та збереженням стійкості. Це дозволяє проводити когнітивне моделювання та аналіз взаємовпливу усіх вершин-змінних між собою та, у разі підтвердження ще й повної керованості, синтезувати закон керування за будь-якими з цих змінними. Охарактеризовано створену авторами раніше інформаційну технологію аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності багатозв’язних геоінформаційних систем, яка за системою правил трансформує інформаційну чи математичну модель системи у розроблену іншими авторами формалізацію моделі системи у вигляді біхроматичного графу з вершинами-змінними і вершинами-залежностями, для якої відоме правило аналізу топологічної спостережуваності. Запропоновано, яким чином будь-яку КК можна трансформувати у такий біхроматичний граф, що дозволяє поширити попередні напрацювання і для цього виду моделей систем, тобто проводити аналіз та оптимізацію рівня топологічної спостережуваності моделей інформаційних систем у вигляді КК.

Окремо приділено увагу стійкості КК. Запропоновано новий метод синтезу повністю топологічно спостережуваних стійких КК n-го порядку певного виду на основі базової повністю топологічно спостережуваної стійкої КК меншого порядку, побудованої експертним шляхом. У роботі продемонстровано роботу методу на основі базової КК другого порядку. Базова КК трансформується у стійку когнітивну модель вищого порядку шляхом додавання однієї нової вершини, інцидентної одній з вершин цієї базової КК. Структурно, матриця суміжності КК містить в собі матрицю суміжності КК нижчого порядку, до якої додається ще один рядок і стовпець з одним ненульовим елементом і нулями в усіх інших елементах цього рядка. Доведено з використанням теореми Вієта та правила обчислення визначника матриці через алгебраїчні доповнення, що синтезовані у такий спосіб КК n-го порядку будуть і повністю топологічно спостережуваними, і стійкими.

Наведено приклад застосування створеного методу до аналізу та оптимізації КК, яка враховує основні складові освітньо-професійної програми закладу вищої освіти. Показано, що лише такий навчальний процес буде і повністю топологічно спостережуваним, і стійким, який буде передбачати проміжну підсумкову атестацію, подібну до «Крок-1» чи «Крок-2» для медичних спеціальностей. Такий процес стане ще й керованим, тобто дозволить синтезувати закон керування якістю вищої освіти, у разі доведення ще й повної керованості. Зазначено, що отримані висновки можуть бути поширені і на багатомодульні чи багатосеместрові дисципліни (потрібні проміжні колоквіуми чи ін.) та практику (проміжні заліки).

Біографії авторів

В. Б. Мокін, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри системного аналізу та інформаційних технологій

О. В. Бурдейна, Вінницький національний технічний університет

здобувач кафедри системного аналізу та інформаційних технологій

І. В. Варчук , Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри системного аналізу та інформаційних технологій

Посилання

В. Б. Мокін, О. В. Бурдейна, К. О. Коваль, і А. Р. Ящолт, «Метод проектування когнітивної карти для оптимізації профорієнтаційної діяльності ЗВО,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 3, с. 89-99, 2018. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2238?articlesBySameAuthorPage=2 .

В. Д. Романенко, и Ю. Л. Милявский, «Синтез следящей системы управления неустойчивыми импульсными процессами в иерархических когнитивных картах сложных систем,» Теоретичні та прикладні проблеми і методи системного аналізу, № 4, с. 7-13, 2016. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150927 .

В. Д. Романенко, и Ю. Л. Милявский, «Обеспечение устойчивости импульсных процессов в когнитивных картах на основе моделей в пространстве состояний,» Теоретичні та прикладні проблеми і методи системного аналізу, № 1,

с. 26-42, 2014. Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/85458/03-Romanenko.pdf?sequence=1

П. Эйкхофф, Основы идентификации систем управления. М.: Мир, 1975, 680 с.

В. Б. Мокін, І. В. Варчук, і Є. М. Крижановський, Інформаційна технологія аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності багатозв’язних геоінформаційних систем, моногр. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2019, 121 с. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://press.vntu.edu.ua/index.php/vntu/catalog/book/522 .

А. З. Гамм, и И. И. Голуб, Наблюдаемость электроэнергетических систем. М.: Наука, 1990, 200 с.

A. N. Montanari, and L. A. Aguirre, “Observability of Network Systems: A Critical Review of Recent Results,” J. Control Autom Electr Syst, no 31, 1348-1374, 2020. [Electronic resource]. Available: https://doi.org/10.1007/s40313-020-00633-5 .

H. Zhang, and K. Han, “A Hybrid Observability Analysis Method for Power System State Estimation,” IEEE, vol. 8,

pp. 73388-73397, 2020. [Electronic resource]. Available:

https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2987358 .

В. В. Булдигін, І. В. Алєксєєва, В. О. Гайдей, О. О. Диховичний, Н. Р. Коновалова, і Л. Б. Федорова, Лінійна алгебра та аналітична геометрія, навч. посіб., В. В. Булдигіна, ред. Київ, Україна: ТВіМС, 2011, 224 с. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://matan.kpi.ua/public/files/Posibnyk%20LA+AG.pdf .

Наказ МОН України від 12.12.2018 №1380, Про затвердження стандарту вищої освіти за спеціальністю 126 «Інформаційні системи і технології» для першого (бакалаврського) рівня вищої освіти. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://mon.gov.ua/storage/app/media/vishcha-osvita/zatverdzeni%20standarty/12/21/126-informatsiyni-sistemi-ta-tekhnologii-bakalavr.pdf .

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 16

Опубліковано

2020-12-25

Як цитувати

[1]
В. Б. Мокін, О. В. Бурдейна, і І. В. . Варчук, «ДО ПИТАННЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТОПОЛОГІЧНО СПОСТЕРЕЖУВАНИХ КОГНІТИВНИХ КАРТ ЗІ ЗБЕРЕЖЕННЯМ ЇХ СТІЙКОСТІ», Вісник ВПІ, вип. 6, с. 84–92, Груд 2020.

Номер

Розділ

Інформаційні технології та комп'ютерна техніка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 4 5 6 > >>