Алгоритм коррекции связей между фрагментами слабо формализованной информации в хранилище и генерации новой информации

Полный текст

В последние годы много внимания уделяется обработке слабо формализованной информации, поступающей от технических систем [3-11]. Под слабо формализованной информацией обычно понимают информацию, которая поступает от технических систем в непрерывном или дискретном виде с видео, аудио, температурных, ионных и других датчиков. Такая разнообразная информация, поступающая в больших объемах, плохо поддается обработке. Поэтому из слабо формализованной информации стараются получить формализованную путем, например, представления непрерывной информации в дискретном виде, а дискретную информацию можно, например, записать в таблицу в определенном, заранее выбранном, формате. Однако это не всегда возможно [2]. Часто поступающие от технических систем фрагменты информации взаимосвязаны. Однако эта взаимосвязь не очевидна, и трудно определить, какая информация следует из другой информации. Поэтому предлагается алгоритм коррекции связей между фрагментами слабо формализованной информации, находящимися в хранилище, который позволяет установить степень взаимосвязи различных фрагментов информации. Эту взаимосвязь фрагментов информации можно рассматривать как новую информацию и подвергать дальнейшей обработке. Обработка информации, поступающей в хранилище. Предполагается, что информация в хранилище характеризуется некоторым конечным набором показателей. При поступлении новой информации в хранилище осуществляется свертка ее показателей (CN - результат свертки) [1; 3; 5; 12; 13] и сравнение со свертками (C1, C2 , …, Ck) ранее полученных фрагментов информации, находящихся в хранилище, следующим образом. Если δNi = |CN -Ci| < ε для некоторого i {1, 2, …, k} и некоторого >0 , то считаем, что новая информация с номером N и старая информация с номером i между собой связаны. Пусть фрагменты информации поступают в хранилище. Считаем соответствующие им свертки С1, С2, …, Сn. Рассмотрим δij = |Ci - Cj |, где i, j = 1, 2, …, n и i ≠ j. Если δij < ε для некоторого ε > 0, то считаем, что эти фрагменты информации взаимосвязаны и образуют устойчивую группу взаимосвязанных фрагментов информации. Коррекция связей в хранилище и генерация новой информации. Рассмотрим сеть связей в хранилище для устойчивой группы взаимосвязанных фрагментов информации, состоящей из n элементов, i = 1, … , n. Если между информацией с номером i и информацией с номером j имеется Сij связей и Сij > C* , где C* - некоторое число, то считаем, что информация с номером i и информация с номером j связаны непосредственно (уровень связности Сij) (рис. 1). Информацию о том, что информация с номером Ii и информация с номером Ij связаны, можно рассматривать как новую информацию с номером Ik. Это означает, что если информация с номером Ii определяется показателями i1, i2, …, ii1 , а информация с номером Ij - показателями j1, j2, …, jj1 , то информация с номером Ik = Ii∪j определяется показателями i1, i2, …, ii1, j1, j2, …, jj1 , представляющими собой объединение показателей, которыми определяется информация с номерами Ii и Ij. Это означает, что свертка в дальнейшем делается по показателям i1, i2, …, ii1, j1, j2, …, jj1. X B A Рис. 1. Уровни связности между точками Если число связей второго порядка больше или равно двум (например, между точками А и В (сплошные линии)), то считаем, что точки А и В связаны непосредственно (уровень связности между точками А и В больше или равен 2, т.е. САВ ≥ 2, пунктирная линия) В некоторых случаях можно между информацией с номером Ii и информацией с номером Ij ввести отношение порядка, т.е. определить, какая из них предшествующая, а какая последующая, или какая из какой следует. Это можно сделать следующим образом. Если информация с номером Ii определяется показателями i1, i2, …, ii1, а информация с номером Ij - показателями j1, j2, …, jj1 , и если все показатели i1, i2, …, ii1 характеризуются более ранними временными характеристиками, чем все показатели j1, j2, …, jj1, то информация с номером Ii предшествует информации с номером Ij . Однако это не позволяет сделать заключение о том, что информация с номером Ij следует из информации с номером Ii, или наоборот. Для того, чтобы информация с номером Ii, определяемая показателями i1, i2, …, ii1, следовала из информации с номером Ij, определяемой показателями j1, j2, …, jj1, нужно, чтобы информация с номером Ii уже содержалась в информации с номером Ij , т.е. { i1, i2, …, ii1 } ⊂ {j1, j2, …, jj1}. Это означает, что в информации с номером Ij уже содержится информация с номером Ii, и поэтому из Ij можно получить Ii , т.е. Ii следует из Ij . Пусть дан фрагмент информации с номером Ij , определяемый показателями i1, i2, …, ik. Тогда из этого фрагмента информации следуют фрагменты информации, каждый из которых определяется некоторым подмножеством множества {i1, i2, …, ik}, т.е. {i1} {i1, i2, …, ik}, {i2} {i1, i2, …, ik}, {i3} {i1, i2, …, ik}, …………………….. {i1, i2} {i1, i2, …, ik}, {i1, i3} {i1, i2, …, ik}, {i1, i4} {i1, i2, …, ik}, ……………………….. и т.д. Например, пусть дан фрагмент информации с номером I, определяемый показателями i1, i2, i3,, i4. Тогда {i1} {i1, i2, i3,, i4}, или I1 I1234 , {i2} {i1, i2, i3,, i4}, или I2 I1234 , {i3} {i1, i2, i3,, i4}, или I3 I1234 , {i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I4 I1234 , {i1, i2} {i1, i2, i3,, i4}, или I12 I1234 , {i1, i3} {i1, i2, i3,, i4}, или I13 I1234 , {i1, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I14 I1234 , {i2, i3} {i1, i2, i3,, i4}, или I23 I1234 , {i2, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I24 I1234 , {i3, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I34 I1234 , {i1, i2, i3} {i1, i2, i3,, i4}, или I123 I1234 , {i1, i2, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I124 I1234 , {i1, i3, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I134 I1234 , {i2, i3, i4} {i1, i2, i3,, i4}, или I234 I1234 , Аналогично можно получить для {i1, i2, i3}: {i1} {i1, i2, i3}, или I1 I123 , {i2} {i1, i2, i3}, или I2 I123 , {i3} {i1, i2, i3}, или I3 I123 , {i1, i2} {i1, i2, i3}, или I12 I123 , {i1, i3} {i1, i2, i3}, или I13 I123 , {i2, i3} {i1, i2, i3}, или I23 I123, для {i1, i2, i4}: {i1} {i1, i2, i4}, или I1 I124 , {i2} {i1, i2, i4}, или I2 I124, {i3} {i1, i2, i4}, или I3 I124 , {i1, i2} {i1, i2, i4}, или I12 I124 , {i1, i4} {i1, i2, i4}, или I14 I124 , {i2, i4} {i1, i2, i4}, или I24 I124, для {i2, i3,, i4}: {i2} {i2,, i3,, i4}, или I2 I234 , {i3} {i2,, i3,, i4}, или I3 I234 , {i4} {i2,, i3,, i4}, или I4 I234 , {i2,, i3} {i2,, i3,, i4}, или I23 I234 , {i2 , i4} {i2,, i3,, i4}, или I24 I234 , {i3,, i4} {i2,, i3,, i4}, или I34 I234, для {i1, i2}: {i1} {i1, i2}, или I1 I12 , {i2} {i1, i2}, или I2 I12 , для {i1, i3}: {i1} {i1, i3}, или I1 I13 , {i3} {i1, i3}, или I3 I13 , для {i1, i4}: {i1} {i1, i4}, или I1 I14 , {i4} {i1, i4}, или I4 I14 , для {i2, i3}: {i2} {i2,, i3}, или I2 I23 , {i3} {i2,, i3}, или I3 I23 , для {i2,, i4}: {i2} {i2,, i4}, или I2 I24 , {i4} {i2,, i4}, или I4 I24 , для {i3,, i4}: {i3} {i3,, i4}, или I3 I34 , {i4} {i3,, i4}, или I4 I34 , На рисунке 2 приведена схема сети связности для фрагментов информации с номерами i-123 (определяется показателями i1, i2, i3), i-12 (определяется показателями i1, i2), i-13 (определяется показателями i1, i3), i-23 (определяется показателями i2, i3), i-1 (определяется показателем i1), i-2 (определяется показателем i2), i-3 (определяется показателем i3). Стрелками обозначены отношения порядка (следования). i-12 i-13 i-23 i-2 i-3 i-1 i-123 Рис. 2. Схема сети связности Из рисунка 2 видно, что: - из фрагмента информации с номером i-123 следуют фрагменты информации с номерами i-12, i-13, i-23, i-1, i-2, i-3; - из фрагмента информации i-12 следуют фрагменты информации с номерами i-1 и i-2; - из фрагмента информации i-13 следуют фрагменты информации с номерами i-1 и i-3; - из фрагмента информации i-23 следуют фрагменты информации с номерами i-2 и i-3. Заключение Таким образом, разработан алгоритм, который позволяет установить степень взаимосвязи различных фрагментов информации, находящихся в хранилище, и эту взаимосвязь можно рассматривать как новую информацию, которая в дальнейшем может быть подвергнута дальнейшей обработке.

Об авторах

Антон Александрович Копыльцов

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ)

инженер-программист кафедры автоматизированных систем обработки информации и управления СПбГЭТУ

Список литературы

Дополнительные файлы