Розробка удосконаленого методу пошуку рішення для нейро-нечітких експертних систем

Автор(и)

  • Olha Salnikova Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0002-7190-6091
  • Olga Cherviakova Східно-європейський слов’янський університет вул. Гагаріна, 42-1, м. Ужгород, Україна, 88018, Україна https://orcid.org/0000-0002-4368-5324
  • Oleg Sova Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0002-7200-8955
  • Ruslan Zhyvotovskyi Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168, Україна https://orcid.org/0000-0002-2717-0603
  • Serhii Petruk Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168, Україна https://orcid.org/0000-0002-0709-0032
  • Taras Hurskyi Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0001-7646-853X
  • Andrii Shyshatskyi Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168, Україна https://orcid.org/0000-0001-6731-6390
  • Andrey Nos Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0487-1992
  • Yevhenii Neroznak Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0001-5641-5473
  • Ihor Proshchyn Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0001-6686-5603

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.211399

Ключові слова:

штучний інтелект, радіоелектронна обстановка, інтелектуальні системи, системи підтримки прийняття рішень

Анотація

На даний час штучний інтелект проникнув в усі сфери людської діяльності. Однак виникає ряд проблем при аналізі об’єктів, а саме присутня апріорна невизначеність про стан об’єктів та аналіз відбувається в складній обстановці на фоні навмисних (природніх) завад та в умовах невизначеності. Найкращий вихід в цій ситуації знаходять в інтеграції з даними аналізу інформаційних систем і штучних нейронних мереж. Саме тому, в зазначеній статті розроблено удосконалений метод пошуку рішень для нейро-нечітких експертних систем. Запропонований метод дозволяє підвищити оперативність та достовірність прийняття рішень про стан об’єкту. Підвищення оперативності досягається за рахунок використання нейро-нечітких штучних нейронних мереж, що еволюціонують, а також удосконаленої процедури їх навчання. Навчання нейро-нечітких штучних нейронних мереж, що еволюціонують, відбувається за рахунок навчання їх архітектури, синаптичних ваг, виду та параметрів функції належності, а також застосування процедури зменшення розмірності простору ознак. Також при аналізі об’єктів враховується ступінь невизначеності про їх стан. В запропонованому методі при виконанні пошуку рішення однакові умови обчислюються одноразово, що забезпечує прискорення проходження циклу перегляду правил та замість однакових умов правил використовуються посилання на них. При цьому досягається зменшення обчислюваної складності при прийнятті рішень та не відбувається накопичення помилки при навчанні штучних нейронних мереж в результаті обробки інформації, що надходить на вхід штучних нейронних мереж. Проведено апробацію використання запропонованого методу на прикладі оцінки стану радіоелектронної обстановки. Зазначений приклад показав підвищення оперативності оцінювання на рівні 20–25 % по оперативності обробки інформації

Біографії авторів

Olha Salnikova, Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Доктор наук з державного управління, старший науковий співробітник, начальник навчально-наукового центру

Навчально-науковий центр стратегічних комунікацій у сфері забезпечення національної безпеки та оборони

Olga Cherviakova, Східно-європейський слов’янський університет вул. Гагаріна, 42-1, м. Ужгород, Україна, 88018

Доктор наук з державного управління, доцент, проректор з наукової роботи

Oleg Sova, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник, начальник кафедри

Кафедра автоматизованих систем управління

Ruslan Zhyvotovskyi, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168

Кандидат технічних наук, старший дослідник, начальник науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ розвитку зенітних ракетних систем та комплексів

Serhii Petruk, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168

Кандидат технічних наук, заступник начальника науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ розвитку зенітних ракетних систем та комплексів

Taras Hurskyi, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук, доцент

Andrii Shyshatskyi, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлоський, 28, м. Київ, Україна, 03168

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний відділ розвитку засобів радіоелектронної боротьби

Andrey Nos, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Кафедра фізики та радіоелектроніки

Yevhenii Neroznak, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут вул. Московська, 45/1, м. Київ, Україна, 01011

Ад’юнкт

Кафедра автоматизованих систем управління

Ihor Proshchyn, Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Викладач

Кафедра стратегічних комунікацій

Навчально-науковий центр стратегічних комунікацій у сфері забезпечення національної безпеки та оборони

Посилання

  1. Bashkirov, O. M., Kostina, O. M., Shishats’kiy, A. V. (2015). Development of integrated communication systems and data transfer for the needs of the Armed Forces. Weapons and military equipment, 5 (1), 35–39.
  2. Trotsenko, R. V., Bolotov, M. V. (2014). Data extraction process for heterogeneous sources. Privolzhskiy nauchnyi vestnik, 12-1 (40), 52–54.
  3. Bodyanskiy, E., Strukov, V., Uzlov, D. (2017). Generalized metrics in the problem of analysis of multidimensional data with different scales. Zbirnyk naukovykh prats Kharkivskoho universytetu Povitrianykh Syl, 3, 98–101.
  4. Semenov, V. V., Lebedev, I. S. (2019). Processing of signal information in problems of monitoring information security of unmanned autonomous objects. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 19 (3), 492–498. doi: https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-3-492-498
  5. Zhou, S., Yin, Z., Wu, Z., Chen, Y., Zhao, N., Yang, Z. (2019). A robust modulation classification method using convolutional neural networks. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 2019 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s13634-019-0616-6
  6. Zhang, D., Ding, W., Zhang, B., Xie, C., Li, H., Liu, C., Han, J. (2018). Automatic Modulation Classification Based on Deep Learning for Unmanned Aerial Vehicles. Sensors, 18 (3), 924. doi: https://doi.org/10.3390/s18030924
  7. Kalantaievska, S., Pievtsov, H., Kuvshynov, O., Shyshatskyi, A., Yarosh, S., Gatsenko, S. et. al. (2018). Method of integral estimation of channel state in the multiantenna radio communication systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (95)), 60–76. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144085
  8. Belousov, S. M. (2006). Matematicheskaya model' mnogopotochnoy sistemy massovogo obsluzhivaniya, upravlyaemoy planirovshchikom resursov. Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Informatsionnye tehnologii, 4 (1), 14–26.
  9. Kuchuk, N., Mohammed, A. S., Shyshatskyi, A., Nalapko, O. (2019). The method of improving the efficiency of routes selection in networks of connection with the possibility of self-organization. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 8 (1.2), 1–6. Available at: http://www.warse.org/IJATCSE/static/pdf/file/ijatcse01812sl2019.pdf
  10. Gerami Seresht, N., Fayek, A. R. (2020). Neuro-fuzzy system dynamics technique for modeling construction systems. Applied Soft Computing, 93, 106400. doi: https://doi.org/10.1016/j.asoc.2020.106400
  11. Folorunso, O., Mustapha, O. A. (2015). A fuzzy expert system to Trust-Based Access Control in crowdsourcing environments. Applied Computing and Informatics, 11 (2), 116–129. doi: https://doi.org/10.1016/j.aci.2014.07.001
  12. Luy, M., Ates, V., Barisci, N., Polat, H., Cam, E. (2018). Short-Term Fuzzy Load Forecasting Model Using Genetic–Fuzzy and Ant Colony–Fuzzy Knowledge Base Optimization. Applied Sciences, 8 (6), 864. doi: https://doi.org/10.3390/app8060864
  13. Salmi, K., Magrez, H., Ziyyat, A. (2019). A Novel Expert Evaluation Methodology Based on Fuzzy Logic. International Journal of Emerging Technologies in Learning (iJET), 14 (11), 160. doi: https://doi.org/10.3991/ijet.v14i11.10280
  14. Allaoua, B., Laoufi, A., Gasbaoui, B., Abderrahmani, A. (2009). Neuro-Fuzzy DC Motor Speed Control Using Particle Swarm Optimization. Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, 15, 1–18. Available at: http://lejpt.academicdirect.org/A15/001_018.pdf
  15. Rybak, V. A., Shokr, A. (2016). Analysis and comparison of existing decision support technology. System analysis and applied information science, 3, 12–18.
  16. Hassanzad, M., Orooji, A., Valinejadi, A., Velayati, A. (2017). A fuzzy rule-based expert system for diagnosing cystic fibrosis. Electronic Physician, 9 (12), 5974–5984. doi: https://doi.org/10.19082/5974
  17. Shang, W., Gong, T., Chen, C., Hou, J., Zeng, P. (2019). Information Security Risk Assessment Method for Ship Control System Based on Fuzzy Sets and Attack Trees. Security and Communication Networks, 2019, 1–11. doi: https://doi.org/10.1155/2019/3574675
  18. Safdari, R., Kadivar, M., Nazari, M., Mohammadi, M. (2017). Fuzzy Expert System to Diagnose Neonatal Peripherally Inserted Central Catheters Infection. Health Information Management, 13 (7). pp. 446–452.
  19. Al-Qudah, Y., Hassan, M., Hassan, N. (2019). Fuzzy Parameterized Complex Multi-Fuzzy Soft Expert Set Theory and Its Application in Decision-Making. Symmetry, 11 (3), 358. doi: https://doi.org/10.3390/sym11030358
  20. Mikhailov, I. S., Zaw, M. (2015). Finding sloutions by the modified Rete algorithm for fuzzy expert systems. Software & Systems, 4, 142–147. doi: https://doi.org/10.15827/0236-235X.112.142-147
  21. Mazhara, O. O. (2014). Comparison of TREAT and RETE pattern matching algorithms. Adaptyvni systemy avtomatychnoho upravlinnia, 1 (24), 53–61.
  22. Mazhara, O. A. (2015). Treat algorithm implementation by the basic match algorithm based on CLIPS programming environment. Electronic Modeling, 37 (5), 61–75.
  23. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Prokopenko, Y., Hurskyi, T. et. al. (2019). Development of an algorithm for complex processing of geospatial data in the special-purpose geoinformation system in conditions of diversity and uncertainty of data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (101)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197
  24. Dudnyk, V., Sinenko, Y., Matsyk, M., Demchenko, Y., Zhyvotovskyi, R., Repilo, I. et. al. (2020). Development of a method for training artificial neural networks for intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (105)), 37–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.203301

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Salnikova, O., Cherviakova, O., Sova, O., Zhyvotovskyi, R., Petruk, S., Hurskyi, T., Shyshatskyi, A., Nos, A., Neroznak, Y., & Proshchyn, I. (2020). Розробка удосконаленого методу пошуку рішення для нейро-нечітких експертних систем. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(4 (107), 35–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.211399

Номер

Розділ

Математика та кібернетика - прикладні аспекти