Використання онтологічних мереж у системах підтримки прийняття рішень в умовах неоднозначності

Abstract

Зростання обсягів інформації, яку потрібно брати до уваги при прийнятті рішень визначають актуальність побудови інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень. Передумовою прийняття коректного рішення є побудова коректної концептуальної моделі проблемної ситуації, яка враховує усі фактори, релевантні до цієї ситуації. Концептуалізація проблемної ситуації подається онтологією цієї ситуації. При формуванні онтології ситуації доцільно використовувати знання з існуючих онтологій. При цьому виникає проблема неоднозначності вибору елементів існуючих онтологій, які якнайточніше відповідають ситуації. Метою розроблення є дослідження особливостей застосування мереж онтологій для побудови онтологій проблемних ситуацій в умовах неоднозачності вибору, тобто коли потрібно вибрати найточніше за змістом онтологічне джерело. Наведено формальні визначення онтології проблемної ситуації, відповідності між елементами онтології, мережі онтологій та правил відповідності. Правила відповідності визначено як відображення між підмножинами концептів, відношень та функцій інтерпретації двох онтологій. У роботі наведено концептуальну модель формування онтології проблемної ситуації на основі декількох вихідних онтологій. Розроблено структуру системи підтримки прийняття рішень на основі онтологічних мереж та визначено процес підтримки прийняття рішень у випадку застосування мереж онтологій. Центральним елементом такої системи є база знань, що містить моделі ситуації та посилання на зовнішні онтології з мережі для кожної такої моделі. Основою цих посилань є правила відвідності, що визначають, з яких онтологій отримувати знання та як перетворити їх перед записом в онтологію ситуації. При настанні проблемної ситуації онтологія ситуаціі формується динамічно, з врахуванням наявного контексту ситуації. Це також надає можливість використати актуальні знання з пов’язаних онтологій. Запропоновано підходи до побудови систем підтримки прийняття рішень, що використовують мережі онтологій надають можливість динамічно вибрати концепти та відношення, що відповідають контексту ситуації. Результати роботи доцільно використовувати для розроблення систем підтримки прийняття рішень, що потребують даних з різних предметних областей та в умовах неоднозначності.

The increasing amount of information that needs to be taken into account in decision making determines the relevance of building intelligent decision support systems. The prerequisite for making the right decision is to build a correct conceptual model of the problem situation, which takes into account all the factors relevant to this situation. The conceptualization of the problem situation is presented by the ontology of that situation. When forming the ontology of a situation, it is advisable to use knowledge from existing ontologies. This raises the problem of ambiguity in the selection of elements of existing ontologies that most accurately fit the situation. The purpose of the work is to investigate the usage of ontology networks for the construction of ontologies for problematic situations in the conditions of choice ambiguity, that is, when it is necessary to select the most accurate ontological source taking in consideration the context. Formal definitions of the ontology of the problem situation, the correspondence between the elements of the ontology, the network of ontologies and the rules of conformity are given. Matching rules are defined as mappings between subsets of concepts, relationships, and interpretation functions of two ontologies. The paper presents a conceptual model of ontology formation of a problematic situation based on several source ontologies. The structure of decision support system on the basis of ontological networks was developed and the process of decision support in case of using ontology networks was defined. A central element of such a system is the knowledge base, which contains situation models and links to external ontologies from the network for each such model. The basis of these references is a set of articulation rules that determine which ontologies should be used to acquire knowledge from and how to transform them before writing them into an ontology of a situation. When a problematic situation occurs, the ontology of the situation is formed dynamically, taking into account the existing context of the situation. It also provides an opportunity to use current knowledge in related ontologies. Proposed approaches for building decision support systems using ontology networks provide the ability to dynamically select concepts and relationships that are relevant to the context of the situation. The results of the work should be used to develop decision support systems that require data from different subject areas in conditions of ambiguity.