Автоматизированная система прогнозирования на основе цикла смены качественных состояний системы

Вниманию читателей предлагается оригинальное авторское видение метода качественного прогнозирования с применением принципов диалектической логики. По мнению редакционного совета, материал является дискуссионным и, безусловно, вызовет интерес у специалистов.

УДК 681.51 + 519.7

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ЦИКЛА СМЕНЫ КАЧЕСТВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ СИСТЕМЫ

Д.В. Бутенко, к.т.н.

Рассматриваются метод качественного прогнозирования на основе диалектической логики и построенная на его базе автоматизированная система качественного прогнозирования.

Ключевые слова: стратегическое прогнозирование, принятие решений, диалектическая логика, цикл Вэнь-Вана, И-Дзин, Книга перемен, управление сложностью.

Одним из показателей эффективности управления сложными системами является опережающая рефлексия относительно совокупности показателей внешних воздействий среды и внутренних изменений в самой системе. Прогнозирование, например, экономической ситуации компании и построение вариантов путей достижения цели являются актуальными задачами концептуального проектирования, востребованными бизнесом всех масштабов, всевозможными областями знаний, где необходимо решать эти задачи.

Ввиду крайней важности влияния качества и обоснованности прогноза на дальнейшую результативность процессов в самых различных видах деятельности актуально рассмотрение способов повышения эффективности решения задачи прогнозирования. В современной научной среде прогноз строится или на исследовании математических зависимостей параметров системы, или на основе статистических исследований, или при помощи экспертов. Нахождение решения по какой-либо проблеме сводится к оптимизации по целевому критерию на множестве известных существующих альтернатив в многокритериальном пространстве.

Однако для прогнозирования динамики состояний сложных систем, где взаимодействует большое количество процессов, направленных на достижение общей цели, для принятия решений в процессе управления необходимо знать, в первую очередь, каким будет качественное состояние этих систем в будущем при различных возмущающих воздействиях внешней среды.

Такие описания качественных состояний системы на определенные моменты времени можно назвать системоквантами информации. На основании этих сведений выбирается или создается стратегия поведения, по которой впоследствии строятся управленческие планы с различной степенью детализации. Для получения системокван-

тов будущих состояний системы при открытом множестве входящих параметров весьма затруднительно использовать математические методы, а мнения экспертов, располагающих такой информацией, необходимо подвергать тщательной и многоаспектной верификации. Как основу для получения прогноза качественных состояний сложных систем можно использовать механизм причинно-следственных отношений между системок-вантами как закономерностями развития систем. Получаемые при таком подходе сведения являются базой для работы с экспертной информацией и могут быть дополнены уточняющими данными математических расчетов.

Самым общим и обоснованным в этом плане подходом является система смены качественных состояний на основе отношений бинарной логики на примере цикла перемен Вэнь-Вана. Объектом в этом случае выступает универсум в своем метафизическом онтологическом становлении и развитии.

Каждое качественное состояние инвариантной системы может быть описано графически комбинациями прерывистых и сплошных линий. Линии истолковываются как знаки универсальных миро-устроительных сил активности (ян) и пассивности (инь) - соответственно прерывистая   и сплошная  линии. На основании взаимопроникновения противоположностей (ян-инь) складывается противоречивое одновременное состояние и расчлененности, и единства в каждом явлении природы, в каждом ее предмете, что соответствует актуальным европейским научным представлениям о сущности и свойствах любой системы как некоторого целого.

Двойные, тройные и тому подобные комбинации противоположностей могут быть поняты как знаки более конкретных воплощений инь и ян во всех сферах бытия. Праисточником явлений и вещей и отправным системоквантом считается

взаимодействие двух триграмм, характеризующих творчество и исполнение.

На языке современной физики это можно было бы представить как определенную программную информацию, содержащуюся в голографи-ческом виде, где свернуто представлены все возможные программы форм, всех виртуальных состояний будущей проявленной материальности [1].

В системе смены качественных состояний Вэнь-Вана системокванты описываются гексаграммами, то есть парами триграмм. Каждая гексаграмма, помимо графического представления, описана поэтическим текстом [2].

Системокванты Вэнь-Вана расположены в последовательности своего вступления в явления круговорота года. Это схема реально происходящих процессов, ход и развитие которых управляются и анализируются посредством асимметрии противодействующих сил. Такой подход соответствует закономерностям диалектики относительно динамики единства и гармонии противоположностей.

Неравномерность распределения сил несет в себе деятельную потенцию, обусловливающую движение и трансформацию вещей и событий внутри мира [3]. Данная система (порядок Вэнь-Вана) из 64 графических фигур или знаков служит картиной того, что происходит и в надсистеме, и в управляемых подсистемах как концептуальных частях целого. Вместе с тем постоянный переход одного знака в другой подобен происходящему в мире переходу одного явления в другое. На этом принципе построен замысел самой «Книги Перемен», которая на протяжении нескольких тысячелетий определяет системное мышление и действия китайцев в общественной и организационной сферах. Закономерность взаимодействия 64 символов между собой приводит к появлению некоей целостной системы, отражающей своим устройством все явления макро- и микромира, группируя их в определенном порядке. Механизм образования 64 гексаграмм и циклической последовательности смены системоквантов детально описан в [2, 3] и становится доступным для использования и автоматизации. Поскольку показанную систему можно трактовать как обобщенное системогенетическое описание развертывания инварианта систем, ее важно применять в практической деятельности, например, в предсказании сменяемости одного качественного состояния другим, и, таким образом, становится возможным

построение цепочек смены качественных состояний системы.

На основе вышеописанных принципов реализована автоматизированная программная система. Целью ее создания является повышение эффективности принятия решения при прогнозировании развития систем (ситуаций) на качественном уровне. В основе системы лежит модель диалектической логики, известная как динамический цикл Вэнь-Вана.

Входной информацией для системы служат ключевые понятия на естественном русском языке, необходимые определения требуемого систе-мокванта, который может служить исходным или целевым звеном для построения цепочки качественных состояний.

Выходной информацией системы является массив цепочек системоквантов, связи которых внутри цепи соответствуют закономерностям диалектической логики по циклу Вэнь-Вана. Подобные цепи системоквантов трактуются как возможные стратегии развития ситуации для достижения выбранной цели. Каждый элемент такой цепи в разработанной системе показан графическим изображением гексаграммы с подстрочным обозначением ее названия, а вся цепь выглядит как строка из гексаграмм (рис. 1). В такой строке по каждому графическому символу можно получить развернутое описание, которое подлежит интерпретации ЛПР или постановщиком задачи для поиска стратегии развития.

В автоматизированной системе реализованы следующие функции.

1. Автоматизированное построение массива маршрутов от исходного системокванта к целевому. Для этого выбираются исходный и целевой системокванты. В результате расчета система выдаст список маршрутов, по которым можно передвигаться, детально просматривать их и оценивать. После выбора оптимального маршрута мож-

=5= Определение текущего состояния

Введите ключевые словадля поиска

5 еда — м

1 Приближение Uписание =-= Би — -«I Приближение Достижение победы - завоевание - это лишь момент, результат которого должен быть закреплен. Действие, направленное на закрепление победы, характеризует данную ситуацию. Оно состоит во взаимном сближении победителя и завоеванной им области, которое возможно потому, что победа обозначает уничтожение и подчинение всего того, что чуждо, что не способно к сближению. Для последнего здесь необходимо поставить правильный прогноз будущего развития, причем речь пока идет не столько о достижении благосостояния завоевываемой области, сколько о предотвращении внешних сил, действующим разрушительно. Если для преаыдущей ситуации момент победы является — последним моментом, то для данной ситуации он выступает в роли ее начала. В нем те изначальные соотношения, которые подлежат стойкому сохранению на все будущее. Так дело обстоит с точки зрения того, к кому [оно] приближается. Для тех же, которые приближаются к нему, необходимо иметь в виду то, что в данной ситуации возможно самое благотворное сближение, которым должны воспользоваться сразу же все способные к сближению. Опоздание в таких условиях равносильно отказу, равносильно превращению из соучастника победы в побежденного и разбитого. - В процессе познания, пока новое знание еще не достигнуто, приходится проделывать различные действия для его достижения. Тут и противопоставление знания незнанию, и приведение в стройность хаоса переживаний, и проникновение в пока недоступную стихию еще не познанного, и отграничение от случайных, мешающих представлений. Н о вот познание завоевано. Это значит, что все эти действия доведены до положительного результата. Тогда в области познания все родственное ей достижимо, ничто чуждое ей не препятствует. Возможно и нужно сближение нового, высшего познания с прежде познанным. То, что сохраняет в последнем силу убедительности, несмотря на достижение нового познания, стоящего на высшей ступени, сразу же объединяется с ним в единую систему знания. Те же познания предьодщих ступеней, которые в данный момент являются опоздавшими,т. е. уже не пригодными, обречены на гибель. Такова промежуточная ситуация между завоеванием победы и будущим воспитательным действием ее. Текст выражает это так: Приближение. Счастье. Вникни в оракул, и от изначальной вечной стойкости хулы не будет Не лучше ли сразу прийти? Кто опоздает, тому - несчастье.

2 === Расцвет

3 Единомышленники (Роднг

4 Поражение света

5 == Выход

6 Уже конец

Рис. 1. Определение текущего состояния как отправной точки развития ситуации

но перейти в меню построения дерева переходов для дальнейшего изучения маршрута или его развития (рис. 2).

2. Визуализация цикла Вэнь-Вана и дерева возможных переходов между качественными состояниями. Это позволяет осуществить выбор варианта ситуации, обусловленной точкой поли-фуркации. Кроме того, реализовано быстрое получение более подробной информации об интересующем системокванте.

3. Автоматизация поиска исходной или целевой гексаграммы по ключевым словам текста описания системокванта. Данная функция значительно упрощает и ускоряет нахождение необходимой гексаграммы, например, текущего состояния системы ЛПР.

4. Интерактивное построение дерева состояний. Это является базисом для построения стратегии.

5. Формирование истории переходов. По истории перехода можно двигаться назад с целью формирования альтернативных стратегий, если достигнуты нежелательные состояния. Таким образом, можно просмотреть и выбрать из получившихся стратегий наиболее подходящую.

На основании изложенного отметим следующее. Для решения задачи прогнозирования можно использовать цикл Вэнь-Вана как замкнутую систему системоквантов, описывающих развитие систем как процесс смены ее квантованных качественных состояний с применением принципов диалектической логики. Задача прогнозирования при этом решается более эффективно, на другом уровне обобщений, которому не свойственны недостатки всех известных современных видов прогнозирования.

В данной статье на основе предложенной модели были представлены входная и выходная информация разработанной автоматизированной системы, описаны функции и некоторые особенности работы системы для поддержки решения задачи прогнозирования.

Литература

1. Степанов А.М. Метафизика традиционных космологических моделей // Дельфис [Независимый рериховский журнал]. 1998. № 1 (13). С. 7-14.

2. И-Цзин - Книга Перемен. М.: Эксмо; СПб: Мидгард, 2006. 640 с.

3. Масленников В.Г. Теория Перемен. Опыт соединения древнего и современного знания. М.: Глобус, 2000. 251 с.

4. «Меркаба» как субмодель управления гомеостатиче-ской системы / Е.В. Албегов, Д.В. Бутенко, Л.Н. Бутенко // Современные наукоемкие технологии. 2010. N° 5. C. 12-16.

5. Организационно-экономические особенности функционирования предприятия на различных этапах его жизненного цикла / Д.В. Бутенко, Л.Н. Бутенко, Е.Б. Журавлева // Междунар. журн. приклад. и фундамент. исслед. 2009. № 4. C. 116-118.

УДК 519.688:004.021

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ МНОГОАГЕНТНЫМИ СТОХАСТИЧЕСКИМИ АЛГОРИТМАМИ

П.В. Галушин; С.Н. Ефимов, к.т.н.; И.А. Панфилов, к.т.н.; Е.С. Семёнкин, д.т.н.

В статье описана программная система, позволяющая специалистам решать сложные задачи условной и безусловной глобальной оптимизации в различных областях знаний, используя многоагентные стохастические алгоритмы и технологии их автоматизированной настройки.

Ключевые слова: глобальная оптимизация, многоагентные стохастические алгоритмы, схемы взаимодействия.

Процесс принятия решений во многих случаях сводится к задаче оптимизации, то есть к выбору наилучшего варианта из множества существую-

щих. Задачи оптимизации, которые требуется решать при поддержке принятия решений в реальных системах, обладают свойствами, существенно