ДО ПИТАННЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТОПОЛОГІЧНО СПОСТЕРЕЖУВАНИХ КОГНІТИВНИХ КАРТ ЗІ ЗБЕРЕЖЕННЯМ ЇХ СТІЙКОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-153-6-84-92Ключові слова:
когнітивне моделювання, когнітивна карта, топологічна спостережуваність, стійкість, власне число матриці, складна система, керування, заклад вищої освітиАнотація
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).
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##
-
PDF
Завантажень: 116
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).