CC BY
36
интервальных оценок частотных диапазонов с отдельными видами дыхательных шумов не даст уверенного решения задачи разделения классов. Решение указанной задачи можно получить на основе исследований характеристик интенсивного ДС и соотношения фаз дыхания, которые можно выполнить с помощью программного комплекса АДС ("Анализ дыхательных сигналов"), разработанного в Тверском государственном техническом университете. Комплекс АДС входит в состав АРМ врача-пульмонолога и позволяет осуществлять:
— регистрацию ДС на жестком диске ПК;
— предварительную обработку (фильтрацию высоких и низких частот, усиление и нормализацию ДС);
— вывод графика динамического процесса изменения интенсивности ДС во времени (см. рис.);
— расчет энергетического спектра и формирование его графика;
— оценки длины расчетного окна (Ь) и набора интегральных характеристик (ИнХ);
— формирование графиков изменения элементов множества ИнХ.
В состав множества ИнХ включены следующие характеристики: шх(Ь), 8Х(Ь), 8^(Ь),Хшах(Ь), Хш1п(Ь). Все элементы ИнХ оцениваются по множеству точек соответствующего временного ряда (ВР), которое выделяется с помощью так называемого расчетного окна (Ь). Левая граница окна совмещалась с началом ВР, а правая устанавливалась в соответствии с настроечным параметром. С помощью выделенных точек ВР находились оценки основных статистических характеристики, затем окно перемещалось вправо на длину Ь так, что его новая левая граница совпадала со старой правой границей, и операции повторялись.
Характер изменения разделительного признака в процессе дыхания
Проведенные исследования показали, что на основе элементов ИнХ можно построить набор признаков, которые позволяют осуществлять автоматическое выделение границ и параметров дыхательного цикла, а также осуществлять идентификацию таких характеристик дыхания, как время наибольшей задержки. Как видно из рисунка, характер временного ряда, иллюстрирующего изменение интенсивности ДС на временном интервале, совпадает с характером изменения вычисляемого признака.
Полученные результаты позволили сформулировать продукционные правила для автоматической диагностики нарушений параметров дыхательного цикла, которые могут быть положены в основу алгоритма автоматической диагностики патологий органов дыхания. Созданный алгоритм анализа ДС позволяет отделять записи с нормальным дыханием от записей шумов при наличии различных патологий органов дыхания. Ошибка в распознавании составляет не более 10%.
ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПОСТРОЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
Е.В. Зуров
С каждым днем расширяется круг предметных областей, в которых находят свое применение системы, основанные на знаниях. Жизненный цикл (ЖЦ) разработки подобных систем в значительной степени отличается от ЖЦ, который используется при построении традиционных информационных систем. В частности, ЖЦ разработки экспертных систем (ЭС) характеризует наличие двух этапов по сравнению с традиционным ЖЦ - приобретение и представление предметных знаний. Наличие данных этапов приводит к трем основным факторам, сдерживающим развитие систем, основанных на знаниях:
- временной ресурс - время, затрачиваемое на создание системы;
- трудоемкость разработки подобных систем;
- необходимость привлечения высококвалифицированных специалистов различного профиля (программисты, инженеры по знаниям, группа экспертов).
Стремление к минимизации отмеченных факторов и автоматизации ЖЦ разработки ЭС привело к разработке автоматизированного программного комплекса (АПК) построения ЭС.
Указанная цель достигается решением двух классов задач.
№ Наименование подсистемы Назначение
1 Подсистема визуального конструирования моделей представления знаний (МПЗ) Поддержка ЯВОПЗ и представление моделей знаний прикладных областей
2 Модуль трансляции МПЗ в БЗ Трансляция реализованных МПЗ в форматные файлы БЗ с целью осуществления возможности интерпретации этих знаний методами, реализованными в АПК построения ЭС
3 БЗ Структура представления предметных знаний, пригодная для обработки средствами вычислительной техники
4 Библиотека методов поиска решений в БЗ в виде отдельного модуля Выполнение операций логического вывода на знаниях, представленных в БЗ, с учетом исходных данных, полученных пользователем на этапе идентификации
5 Пользовательский интерфейс ЭС Осуществляет: - приобретение и идентификацию исходных данных для созданных ЭС; - вывод промежуточных и конечных решений; - предоставление отчетов по решаемой задаче
1. Обеспечение интерфейса между экспертом, обладающим знаниями в определенной области, с одной стороны, и формой представления этих знаний на компьютере - с другой. Декомпозиция данной задачи приводит к решению следующих подзадач:
- разработка специального языка визуально-объектного представления знаний (ЯВОПЗ) и правил построения выражений на нем;
- интеграция со средствами поддержки ЯВОПЗ;
- реализация методов трансляции формализованных моделей знаний в формат, пригодный для выполнения на вычислительной машине.
2. Осуществление вывода на основе закодированных экспертных знаний в базе знаний (БЗ) и
исходных данных, предоставленных пользователем, по решаемой проблеме. Решение задачи достигается:
- разработкой набора методов, поддерживающих интерпретацию закодированных экспертных знаний на вычислительной машине;
- разработкой средств пользовательского интерфейса, взаимодействующего с указанным набором методов.
Решение перечисленных задач АПК построения ЭС достигается благодаря интеграции в нем подсистем, приведенных в таблице.
На рисунке представлена схема информационных потоков между компонентами АПК построения ЭС при разработке ЭС.
Пользователь
ЙГ
Пользовательский интерфейс ЭС
Библиотека методов поиска решений в БЗ
¿Г-^
БЗ Модуль трансляции МПЗ в БЗ
Доменный эксперт
Подсистема визуального конструирования МПЗ
Модель знаний на ЯВОПЗ
Таким образом, процесс построения ЭС средствами АПК построения ЭС отличается следующими преимуществами:
- разработка ЭС может производиться экспертом или группой экспертов, обладающих средними навыками работы на компьютере;
- от разработчика не требуется умения программировать на языках высокого уровня;
- существует возможность оперативного внесения изменений в разрабатываемые системы, что особенно важно для этапов тестирования и отладки системы;
- технология направлена на возможно скорое получение работающего прототипа ЭС;
- увеличивается скорость анализа решений благодаря иерархической организации структуры доменных знаний созданных ЭС.
ПСИХОСЕМАНТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОЦЕНКАМ СЛОЖНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Р.В. Кушвид, И.К. Фомина
Общая эффективность действия автоматизированных информационных систем (АИС) зависит от ряда факторов: совершенства технологического
оборудования и системы комплексной автоматизации, уровня профессионального мастерства пользователя, взаимной приспособленности чело-
