Реферат: Рототипа динамической интеллектуальной системы «Коралловый риф», предназначенной для управления процессом функционирования кораллового рифа в условиях аквариума

УДК 004.896(06) Интеллектуальные системы и технологии


Д. И. ШАНЦЕР

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ПРОТОТИП ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «КОРАЛЛОВЫЙ РИФ» ДЛЯ МОНИТОРИНГА, ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ АКВАРИУМОМ


В данной работе описываются принципы построения прототипа динамической интеллектуальной системы «Коралловый риф», предназначенной для управления процессом функционирования кораллового рифа в условиях аквариума.


Процесс жизнедеятельности кораллового рифа в условиях аквариума является сложным процессом, зависящим от многих параметров. В океане коралловые рифы успешно растут только в тех местах, где соблюдается ряд специфических условий физической среды, таких как достаточная освещенность, определенная скорость течения, постоянная температура и чистота воды.

Для успешного функционирования подобного кораллового рифа в рамках аквариума необходимо постоянное отслеживание вышеописанных параметров среды. В случае отклонения параметров от нормы необходимы специализированные знания о том, какие меры необходимо предпринять для возвращения среды в её оптимальное состояние.

Для того чтобы снизить риски, связанные с гибелью обитателей аквариума, были созданные такие системы как «Аквариум Max» компании Red Sea, обладающие необходимым набором технических инструментов для создания наиболее комфортных и приближенных к природным условиям среды в аквариуме. Эксплуатация такого комплекса подразумевает наличие квалифицированного специалиста, способного по показаниям датчиков определить, какие изменения нужно внести, для сохранения оптимальных условий экосистемы аквариума. Для того чтобы сделать процесс обслуживания аквариума доступным для широкого круга пользователей, в лаборатории «Системы искусственного интеллекта» кафедры Кибернетики МИФИ был разработан прототип интеллектуальной динамической системы поддержки принятия решений при эксплуатации аквариума с коралловым рифом.

Прототип был реализован с использованием инструментального средства G2 v.8.3.(Gensym Corp.) [2, 3]. Основными задачами, поставленными при разработке прототипа, являются:

контроль и мониторинг всех показателей процесса жизнедеятельности в реальном времени;

выдача рекомендаций при возникновении внештатных ситуаций;

управление процессом жизнедеятельности, осуществляющееся на основе информации о состоянии системы (автоматическое изменение pH среды и температуры водного раствора);

Одним из основных компонентов прототипа ДИС является подсистема моделирования аквариума, функционирующая на основе следующей имитационной модели [1]:

M = <Моу, Мсу, Мсв, X, U, Y, S, F>, где

Моу – модель объекта управления (аквариум),

Мсу – модель системы управления (технические инструменты для измерения и изменения параметров среды),

Мсв – модель случайных возмущений (в частности, заболевание или гибель одного из организмов по причине, не зависящей от условий аквариума и т.д.),

Х – множество контролируемых неуправляемых параметров (типы обитателей аквариума, окраска водорослей и живых камней),

U – множество контролируемых управляемых параметров (темпе­ратура, освещение, pH и т.д.),

Y – множество выходных параметров (состояние параметров среды после корректировки),

S – множество всех возможных состояний объекта управления (оп­тимальное состояние, перенасыщение водного раствора, недостаточная освещенность и т.д.).

F – множество функций, отображающих переходы из одного сос­тояния в другое (например, изменение содержания солей в воде в течение времени).

Текущая версия системы позволяет на основе разработанной модели эффективно и своевременно принимать меры по предотвращению гибели организмов аквариума с помощью корректировки управляемых параметров среды на основе рекомендаций системы.


Список литературы


Рыбина Г.В. Использование методов имитационного моделирования при создании интегрированных экспертных систем реального времени // Изв. РАН. ТиСУ. 2000. №5. С. 147-156.

Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные системы. М.: Финансы и статистика, 1996.

Рыбина Г.В., Берзин В.Ю. Лабораторный практикум по курсу «Динамические интеллектуальные системы»: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2004. 96 c.




ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 10