XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день актуальна тема здорового образа жизни и спорта. Одним из популярных видов активной деятельности является лыжный спорт. Приобретая лыжи, пользователь должен быть уверен в покупке, но из-за незнания основных характеристик покупатели не всегда правильно подбирают себе лыжный инвентарь из-за незнания в дальнейшем могут возникать проблемы. Поэтому была разработана экспертная система по подбору беговых лыж.

Экспертная система необходима для управления сложными объектами и процессами, поведение которых трудно поддается формализации. Эффективность системы заключается в возможности сбора и обобщения огромного массива данных, а также в использовании опыта специалистов в требуемой области знания, преломленного в алгоритмы работы систем [1].

РАЗОРАБОТКА СЕМАНТИЧЕСКОЙ СЕТИ

Была использована иерархическая семантическая сеть, описывающая беговые лыжи, были выделены 4 типа понятий предметной области: сущность (беговые лыжи, лыжи для начинающих, лыжи среднего уровня, лыжи экспертного уровня), экземпляр (конкретный представитель сущности), свойство (бренд, диапазон цен, жесткость, поверхность, погода, вес и т.д.), значение (fischer, salomon, rossignol, stiff, medium, hard и т.д.). Были выделены связи между понятиями семантической сети: состоит из, включает, критерий, имеет значение [5].

На рисунке 1 представлена семантическая сеть, описывающая понятия и характеристики.

Рисунок 1 – Семантическая сеть

РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

Экспертная система была разработана в экспертной оболочке ESWin [3]. Представленная программная оболочка предназначена для решения задач методом обратного логического вывода на основе интерпретации правил-продукций с использованием фреймов как структур данных, включающих в себя, в частности, лингвистические переменные. Создана база знаний, состоящая из набора фреймов и правил-продукций.

Необходимо отметить, что в базе знаний представлена цель «Подбор беговых лыж», которая в свою очередь делится на три мета условия в зависимости от уровня подготовки пользователя. Исходя из мета условия система будет выдавать различные вопросы, это нужно для того, чтобы даже новичок, который не обладает базовыми знаниями для покупки лыжного инвентаря смог с легкостью подобрать идеальный вариант. Ниже представлен фрейм для представления цели и мета условий:

Frame=Цель

Лыжи для начинающих: ()

Лыжи среднего уровня: ()

Лыжи экспертного уровня: ()

EndF

Далее по каждому из свойств, были прописаны фреймы, пример фрейма «Бренд» представлен ниже.

Frame=Бренд

Важность [Важен ли вам бренд?]: (да;нет)

Критерий {brend.html} [Выберите бренд]: (fischer; salomon; rossignol)

EndF

Для того чтобы описать отношения между объектами, событиями и другими понятиями необходимо прописать правила продукции, именно на их основе выполняется логический вывод [4]. В условиях и заключениях правил присутствуют ссылки на фреймы и их слоты. Ниже представлено первое правило мета условия «Лыжи для начинающих».

RULE 1

EQ(Диапазон.ЦенаН;до 10 тыс.руб.)

EQ(Стиль.Критерий;классические)

EQ(Жесткость.Вес;до 50 кг.)

EQ(Поверхность.Погода;преобладает минусовая температура)

DO

EQ (Лыжи для начинающих; Nordway Classic Цена таких лыж примерно 3 700 рублей ) 100

EQ (Лыжи для начинающих; Fischer Nordic Crown) 80

EQ (Лыжи для начинающих; Madshus CT90) 60

GR (Лыжи для начинающих; Nordway-Classic2.gif)

MS (Лыжи для начинающих; Выбирайте лыжи на 20 см. выше вас!)

ENDR

Всего экспертная система содержит 792 правила.

ТЕСТИРОВАНИЕ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

Для поиска решения пользователь выбирает уровень подготовки (Рисунок 2). Выбор ответа влияет на последующие задаваемые вопросы, так как для новичка, эксперта и пользователя среднего уровня они различны.

Рисунок 2 – Выбор уровня подготовки

Рассмотрим решение для «Лыжи для начинающих». Так как пользователь является начинающим в лыжном спорте, то ему будет важнее цена приобретаемой покупки, поэтом первым вопросом является ценовой диапазон (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Ценовой диапазон

На рисунке 4 представлен следующий вопрос о выборе стиля катания, также представлен комментарий на тот случай, если пользователь не разбирается в данном понятии.

Рисунок 4 – Стиль катания

Для того, чтобы определить жесткость лыжи для начинающего пользователя, необходимо указать свой вес (Рисунок 5). Далее необходимо выбрать структуру скользящей поверхности, но так как новичок вряд ли разбирается в общепринятых сокращениях баз лыж, то ему предлагается на выбор погода (Рисунок 6).

Рисунок 5 – Вес

Рисунок 6 – Погода

После ответа на последний вопрос система выдает решение (Рисунок 7). Следует отметить, что при определенном наборе параметров, введенных пользователем, система может выдать несколько решений с разной степенью уверенности. Система выводит 100 процентов, если все пять свойств совпадают с выбранными значениями, если совпадает четыре из пяти, то выводит 80, то есть при совпадении только одного критерия степень вероятности будет равна 20%.

Рисунок 7 – Решение

Также предоставляется дополнительная информация об инвентаре –картинка товара и сообщение с указанием какой длины необходимо приобретать лыжи (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Дополнительная информация

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная экспертная система позволяет пользователю наиболее эффективно и быстро определить подходящие беговые лыжи в зависимости от уровня подготовки, ценового диапазона или же бренда. Используя систему, пользователь даже с минимальными знаниями в данной предметной области сможет с легкостью подобрать себе инвентарь, а также получить дополнительную информацию внешнем состоянии, длине, а также примерной цене. В дальнейшем данную систему можно развивать, чтобы она оставалась актуальной, например, расширить базу знаний или же сделать так, чтобы система высчитывала окончательную цену в зависимости от скидки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение в экспертные системы. Основные понятия и определения. [Электронный ресурс] – URL: http://www.habarov.spb.ru/new_es/exp_sys/es01/es1.htm (дата обращения 09.12.2019).

Глоссарий по беговым лыжам [Электронный ресурс] – URL: https://mountainpeaks.ru/about/poleznaya_informatsiya/the-glossary-on-the-ski-track.php (дата обращения 09.12.2019).

Инструментальное программное обеспечение для создания экспертных систем ESWin версия 1.1 [Электронный ресурс] – URL: https://pandia.ru/text/77/496/614364670.php (дата обращения 08.12.2019).

Понятие базы знаний [Электронный ресурс] – URL: https://studopedia.org/2-94749.html (дата обращения 10.12.2019)

Семантические сети и концептуальные графы [Электронный ресурс] –URL: https://sites.google.com/site/anisimovkhv/learning/iis/lecture/tema5 (дата обращения 10.12.2019).

Код для цитирования: Скопировать