Задачи, методы и алгоритмы интеллектуальных систем управления (обзор)

Экспериментальная часть. Для исследования предложенной процедуры методом моделирования, первоначально была сформирована обучающая выборка типовых дефектов рельсов (рисунок 45), обучена ИНС. При этом наибольшую эффективность показал алгоритм обратного распространения ошибки, и создана ЭС на основе сочетания продукционного и балльного методов.

Рисунок 45 - Фрагмент обучающей выборки ИНС
Создание ЭС включало выполнение следующих этапов: описание проблемной ситуации, извлечение знаний, структурирование и формализация знаний, программная реализация, моделирование и натурные испытания ЭС. В качестве основных методов извлечения знаний были использованы диалоги, дискуссии, интервью с экспертами (опытными операторами-контролерами), а также анализ текстов (ГОСТов, технологических инструкций, атласов дефектов). Эти методы позволяют осуществить перенос компетентности от эксперта к инженеру по знаниям.
На основе структурирования знаний получена таблица 11, увязывающая типы дефектов с их характерным графическим изображением, морфологическими свойствами (цвет, блеск, гладкость, шероховатость поверхности, геометрическая форма), описанием микрошлифа, местом расположения (выкружка пера, перо, шейка, нижняя выкружка головки, боковая поверхность головки, верхняя выкружка головки, середина головки, верхняя выкружка головки, подошва) и характером их расположения (единично или группами), протяженностью, глубиной и генетическими признаками (причины возникновения). Для формализации знаний была использована продукционная модель, фрагмент которой имеет следующий вид:
IF ((«характерное графическое изображение»= « », «цвет»
= «темно-серый», «блеск» = «отсутствует», «поверхность дефекта» = «гладкая», «геометрическая форма» = «отслоение металла языкообразной формы, соединенное с основным металлом одной стороной», «описание микрошлифа» = «в зоне дефекта наблюдается окалина, металл обезуглерожен и окислен», «элемент профиля рельса, на котором располагается дефект» = «середина головки рельса», «характер расположения» = «единично», «протяженности «от 200 до 300 мм», «глубина» = «от 0,5 до 6,0 мм», «причины возникновения дефекта» = «заворот корочки на поверхности непрерывнолитой заготовки», ...),
THEN («суммарная балльная оценка (СБО) возникновения плены» = «48,73 баллов», «СБО возникновения раскатанного пузыря» = «15,14 баллов», «СБО возникновения волосовины» = «15,05 баллов», «СБО возникновения риски» = «12,04 баллов», «СБО возникновения раскатанной трещины» = «12,03 баллов», «СБО возникновения рванины» = «10,01 баллов», ...).