Устройство для моделирования процесса принятия решений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности за счет выбора стратегии по сумме субъективной ожидаемой ценности и риска, вычисляемого относительно уровня притязаний лица, принимающего решения (ЛПР). Устройство содержит регистр, две группы регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, компаратор, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на 0, два умножителя, интегратор. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности.

Известно устройство, содержащее элемент И, два счетчика, блок хранения векторов, два блока алгебраического суммирования, четыре регистра, блок сравнения с допуском, коммутатор, блок памяти, два элемента задержки, элемент ИЛИ [авторское свидетельство СССР 1809436, кл. G 06 F 7/4, 1991].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство, содержащее регистр, группу регистров и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с синхровыходами регистров группы, счетчик, блок выделения минимума, блок выделения максимума, два умножителя, два сумматора, блок деления, блок сравнения, коммутатор, блок памяти максимального сигнала и выходной регистр, причем выходы регистров группы соединены с соответствующими входами блоков выделения минимума, выделения максимума и первого сумматора, выход которого соединен с входом задания коэффициента значимости средних результатов устройства, а выход подключен к управляющему входу коммутатора, выход которого соединен с первым информационным входом регистра, синхровход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов и синхровходом выходного регистра, выход которого является выходом устройства, а информационный вход соединен с выходом блока максимального сигнала, информационные входы которого соединены с выходами регистра, второй информационный вход которого соединен с выходами разрядов счетчика, выходы блоков выделения минимума и максимума соединены с первыми входами соответственно первого и второго умножителей, вторые входы которых соединены с входами соответствующих коэффициентов устройства, а выходы соединены с входами второго сумматора, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого является входом постоянной малой величины устройства [авторское свидетельство СССР 1833886, кл. G 06 F 15/20, G 06 K 9/00, 1991].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие определять наилучшую стратегию управления в условиях неопределенности.

Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем обеспечения определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности за счет выбора стратегии по сумме субъективной ожидаемой ценности и риска, вычисляемого относительно уровня притязаний лица, принимающего решения (ЛПР).

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее регистр, группу регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, два умножителя, введены компаратор, вторая группа регистров, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на 0 и интегратор, причем выходы групп регистров соединены с первым и вторым входами умножителя, а третий вход является входом соответствующего коэффициента устройства, первый вход компаратора соединен с выходом второй группы регистров, а второй вход является входом значения Lp устройства, выходы компаратора соединены с входами блока вычитания и блока умножения на 0, выходы которых, в свою очередь, соединены с двумя входами умножителя, третий вход которого является входом значения 1-α устройства, а выходы соединены с первым и вторым входами блока вычитания, а третий вход соединен с выходами второго умножителя, выход блока вычитания соединен с входом интегратора, а выход интегратора с входом регистра, выполненного как регистр сдвига, второй вход интегратора соединен с выходом ГТИ через блок умножения частоты, выходы которого соединены с входами двух групп регистров, а второй выход ГТИ соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом останова ГТИ.

Анализ научно-технической литературы показал, что до даты подачи заявки отсутствовали устройства с указанной совокупностью признаков. Следовательно, предложение отвечает требованию новизны.

Кроме того, требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной научно-технической литературе не обнаружена. Следовательно, предложение отвечает требованию изобретательского уровня.

При этом, как будет показано ниже, входящие в состав устройства элементы и блоки широко используются в электронной и импульсной технике, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения требованию промышленной применимости.

На чертеже представлена структурная схема устройства для моделирования процесса принятия решений.

Устройство для моделирования процесса принятия решений состоит из двух групп регистров 1, 2, блока умножения импульсов 3, умножителей 4, 10, компаратора 5, генератора тактовых импульсов (ГТИ) 6, блоков вычитания 7, 9, блока умножения на "0" 8, счетчика 11, интегратора 12, регистра 13.

Входами устройства являются входы групп регистров 1 и 2, второй вход компаратора и вход блока вычитания 7. Выходы групп регистров 1 и 2 соединены с первым и вторым входами умножителя 4, а третий вход является входом соответствующего коэффициента устройства. Первый вход компаратора соединен с выходом второй группы регистров 2. Выходы компаратора соединены с входами блока вычитания 7 и блока умножения на "0" 8, выходы которых, в свою очередь, соединены с двумя входами умножителя 10. Выходы умножителя 4 соединены с первым и вторым входами блока вычитания 9, а третий вход блока вычитания 9 соединен с выходом умножителя 10. Выход блока вычитания 9 соединен с входом интегратора 12, а выход интегратора 12 - с входом регистра 13, выполненного как регистр сдвига. Второй вход интегратора 12 соединен с выходом ГТИ 6 через блок умножения частоты 3, выходы которого соединены с входами групп регистров 1 и 2. Второй выход ГТИ 6 соединен со счетным входом счетчика 11, выход переполнения которого соединен с входом останова ГТИ 6.

Работает устройство для моделирования процесса принятия решений следующим образом.

Предполагается, что имеется N допустимых стратегий, например управляющих воздействий А=[а_ii=1,2,...N] на систему. Вероятность (возможно, субъективная вероятность) наступления исхода s_j из множества возможных исходов S=[s_j, j= l, 2, ...М] в результате применения стратегии а_i задается распределением вероятностей на множестве возможных исходов P_sj/ai Каждому исходу s_j приписывается субъективная ценность исхода v_j∈V=[v_j, j=1,2,...М]. Устройство позволяет путем обработки всех возможных альтернатив и возможных исходов выбрать наилучшую альтернативу: где L_p - уровень притязаний, соответствующий наименьшему значению полезности, при которой исход удовлетворит ЛПР; α - коэффициент, характеризующий отношение ЛПР к риску.

Указанный алгоритм выбора реализуется следующим образом.

При запуске ГТИ 6 от внешнего источника, не показанного на чертеже, после умножения в блоке умножения импульсов на число возможных исходов М по каждому импульсу в группу регистров 1 записываются значения вероятностей P_sj/ai, а в группу регистров 2 - значения субъективных ценностей исходов V= [v_j, j=1,2,...N].

Вероятности P_sj/ai и ценности исходов v_j, а также P_sj/ai и подаваемое на вход значение α перемножаются в блоке умножения 4, с выходов которого величины P_sj/aiV_j и αP_sj/ai поступают на вход блока вычитания 9.

На вход компаратора 5 подаются значения субъективных ценностей исходов v_j и значение уровня притязаний Lp и в зависимости от результата сравнения на вход умножителя 10 поступает величина Lp-v_j (при выполнении условия Lp>v_j, через блок вычитания 6) или "0" (при L_p≤v_j, через блок умножения на "0" 7).

Кроме того, на вход умножителя 10 подается величина 1-α. В результате за один такт ГТИ m раз в блоке вычитания 9 вычисляется величина а ее интегрирование производится в интеграторе 12, с выхода которого, величина подается на вход регистра 13, выполненного в виде регистра сдвига, в котором она сравнивается с результатом интегрирования на предыдущем шаге (или с нулевым значением, которым был инициализирован регистр сдвига 12 при запуске устройства, если это 1-й сигнал).

Таким образом, после остановки ГТИ по сигналу от счетчика 11 в регистре 13 сохраняется максимальное значение разности субъективной ожидаемой ценности и риска, вычисленного относительно уровня притязаний лица, принимающего решения, а также соответствующий номер стратегии, который подается на вход регистра сдвига 13 с выхода счетчика 11.

Формула изобретения

Устройство для моделирования процесса принятия решений, содержащее регистр, группу регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, два умножителя, отличающееся тем, что в него введены компаратор, вторая группа регистров, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на 0 и интегратор, причем выходы групп регистров соединены с первым и вторым входами первого умножителя, третий вход которого является входом соответствующего коэффициента α, характеризующего отношение лица, принимающего решение (ЛПР), к риску, на первый вход компаратора поступает с выхода второй группы регистров величина V_j, характеризующая субъективную ценность исходов, второй вход является входом значения L_p, характеризующего уровень притязаний, соответствующий наименьшему значению полезности, при которой исход удовлетворит ЛПР, выходы компаратора соединены с входами первого блока вычитания, в котором вычисляется величина L_p-V_j, и блока умножения на 0, выходы которых, в свою очередь, соединены с двумя входами второго умножителя, третий вход которого является входом значения 1-α устройства, а выход соединен с третьим входом второго блока вычитания, первый и второй входы которого соединены с выходами первого умножителя, выход второго блока вычитания соединен с входом интегратора, а выход интегратора - с входом регистра, выполненного как регистр сдвига, второй вход интегратора соединен с выходом генератора тактовых импульсов через блок умножения импульсов, выходы которого соединены также с входами первой и второй групп регистров, второй выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов и с входом регистра.

РИСУНКИ

Рисунок 1