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. Устройство содержит две группы регистров, входы которых являются входами параметров устройства, блок умножения импульсов, четыре блока умножения, компаратор, генератор тактовых импульсов, блок суммирования, два блока вычитания, блок умножения на «0», счетчик, блок деления, интегратор и регистр. 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 [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности - ограниченные возможности построения критерия выбора.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство, содержащее регистр, две группы регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, компаратор, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на «0», два блока умножения, интегратор [2]. Устройство позволяет выбирать наилучшую стратегию управления в условиях неопределенности по сумме субъективной ожидаемой полезности и риска.

Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие при построении функции выбора определять соотношение субъективной ожидаемой полезности и риска.

Цель изобретения - создание устройства, позволяющего при построении функции выбора в условиях неопределенности указывать соотношения субъективной ожидаемой полезности и риска.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее регистр, две группы регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, компаратор, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на «0», два блока умножения, интегратор, введены 2 блока умножения, блок суммирования, блок деления, причем выходы групп регистров соединены с первым и вторым входами первого блока умножения, а третий вход является входом коэффициента α устройства, первый вход компаратора соединен с выходом второй группы регистров, а второй вход является входом значения L_p устройства, выходы компаратора соединены со вторым входом первого блока вычитания, первый вход которого является входом L_p устройства, и входом блока умножения на «0», выход которого соединен с вторым входом четвертого блока умножения, а первый вход соединен с выходом блока деления, первый вход которого является входом значения L_p устройства, а второй вход соединен с выходом первого блока вычитания, третий вход четвертого блока умножения является входом значения 1-α устройства, а выход соединен со вторым входом блока суммирования, первый вход которого соединен со вторым выходом первого блока умножения, первый выход первого блока умножения соединен со вторым входом второго блока умножения, первый вход которого является входом значения β устройства, а выход является первым входом второго блока вычитания, выход блока суммирования является вторым входом третьего блока умножения, первым его входом является вход 1-β устройства, а выходом является второй вход второго блока вычитания, выход второго блока вычитания блока вычитания соединен со вторым входом интегратора, а выход интегратора - с входом регистра, выполненного как регистр сдвига, первый вход интегратора соединен с выходом ГТИ через блок умножения импульсов, 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, а выходом устройства является выход регистра, выполненного как регистр сдвига.

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, блоков умножения 4, 7, 12, 15, компаратора 5, генератора тактовых импульсов (ГТИ) 6, блока суммирования 8, блоков вычитания 9, 14, блока умножения на «0» 10, счетчика 11, блока деления 13, интегратора 16, регистра 17.

Входами устройства являются входы групп регистров 1 и 2, третий вход блока умножения 4, второй вход компаратора 5, первый вход блока умножения 7, первый вход блока вычитания 9, первый вход блока умножения 12, первый вход блока деления 13, третий вход блока умножения 15. Выходы групп регистров 1 и 2 соединены с первым и вторым входами блока умножения 4, а третий вход является входом коэффициента а устройства. Первый вход компаратора 5 соединен с выходом второй группы регистров 2. Выходы компаратора соединены со вторым входом блока вычитания 9 и входом блока умножения на «0» 10. Выход блока вычитания 9 соединен с входом блока деления 13, выход которого соединен с входом блока умножения 15, кроме того, вход блока умножения 15 соединен с выходом блока умножения 15, третий вход которого является входом 1-α устройства. Выход блока умножения 15 соединен со вторым входом блока суммирования 8, первым входом которого является выход блока умножения 4. Первые входы блока вычитания 9 и блока деления 13 являются входами значения L_p устройства. Первым входом блока умножения является вход значения величины β устройства, второй вход соединен с выходом блока умножения 4, а выход является первым входом блока вычитания 14. Второй вход блока вычитания 14 соединен с выходом блока умножения 4 через блок суммирования 8, первый вход которого является входом значения 1-β устройства. Выход блока вычитания 14 соединен со вторым входом интегратора 16, а выход интегратора 16 - с входом регистра 17, выполненного как регистр сдвига, первый вход интегратора 16 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 на систему. Вероятность (возможно, субъективная вероятность) наступления исхода s_j из множества возможных исходов в результате применения стратегии а_i задается распределением вероятностей на множестве возможных исходов P_sj/_ai. Каждому исходу s_j приписывается субъективная ценность исхода . Устройство позволяет путем обработки всех возможных альтернатив и возможных исходов выбрать наилучшую альтернативу:

где

L_P - уровень притязаний, соответствующий наименьшему значению субъективной ожидаемой полезности, при которой исход удовлетворит ЛПР;

α - коэффициент, характеризующий отношение ЛПР к риску,

β - коэффициент, отражающий соотношение субъективной ожидаемой полезности и риска при построении функции выбора.

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

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 величина поступает на вход блока умножения 7, а величина поступает на вход блока суммирования 8.

На вход компаратора 5 подаются значения субъективных ценностей исходов v_j и значение уровня притязаний Lp и, в зависимости от результата сравнения, на вход блока умножения 15 поступает величина (Lp-v_j)/Lp (при выполнении условия Lp>v_j, через блок вычитания 9 и блок деления 13) или «0» (при Lp≤v_j, через блок умножения на «0» 10). Величина Lp подается на входы блоков вычитания 9 и деления 13.

Кроме того, на вход блока умножения 7 подается значение коэффициента β, на вход блока суммирования 8 с выхода блока умножения 4 поступает значение αР, на вход блока умножения 12 подается величина 1-β, а на вход блока умножения 15 - величина 1-α. В результате, за один такт ГТИ m раз в блоке вычитания 14 вычисляется величина

, а ее интегрирование производится в интеграторе 16, с выхода которого, величина подается на вход регистра 17, выполненного в виде регистра сдвига, в котором она сравнивается с результатом интегрирования на предыдущем шаге (или с нулевым значением, которым был инициализирован регистр сдвига 17 при запуске устройства, если это 1-й сигнал).

Таким образом, после остановки ГТИ по сигналу от счетчика 11, в регистре 17 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 17 с выхода счетчика 11.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1809436, кл. G 06 F 7/4, 1991.

2. Патент на изобретение RU №2214624 кл. 7 G 06 F 17/00, G 06 N 7/06.

Устройство для моделирования процесса принятия решений, содержащее регистр, две группы регистров, генератор тактовых импульсов (ГТИ), счетчик, компаратор, блок умножения импульсов, два блока вычитания, блок умножения на 0, два блока умножения, интегратор, отличающееся тем, что в него введены два блока умножения, блок суммирования, блок деления, причем на входы первой и второй групп регистров, являющихся входами устройства, поступают соответственно значения вероятностей и значения субъективных ценностей исходов, выходы групп регистров соединены с первым и вторым входами первого блока умножения, а третий вход является входом коэффициента α устройства, характеризующего отношение лица, принимающего решение (ЛПР) к риску, первый вход компаратора соединен с выходом второй группы регистров, а второй вход является входом значения L_p устройства, характеризующего уровень притязаний, соответствующий наименьшему значению полезности, при которой исход удовлетворит ЛПР, выход компаратора соединен со вторым входом первого блока вычитания, в котором вычисляется величина L_p - V_j, где величина V_j записана во вторую группу регистров и характеризует субъективную ценность исходов в результате применения стратегии a_i, первым входом первого блока вычитания является вход значения L_p, другой выход компаратора соединен с входом блока умножения на 0, выход которого соединен со вторым входом четвертого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока деления, первый вход которого является входом значения L_p, а второй вход соединен с выходом первого блока вычитания, третий вход четвертого блока умножения является входом значения (1-α) устройства, а выход соединен со вторым входом блока суммирования, первый вход которого соединен со вторым выходом первого блока умножения, первый выход первого блока умножения соединен со вторым входом второго блока умножения, первый вход которого является входом значения β устройства, характеризующим отношение субъективной ожидаемой полезности и риска при построении функции выбора, а выход является первым входом второго блока вычитания, выход блока суммирования является вторым входом третьего блока умножения, первым входом которого является вход (1-β) устройства, а выход является вторым входом второго блока вычитания, выход второго блока вычитания соединен со вторым входом интегратора, а выход интегратора - с входом регистра, выполненного как регистр сдвига, первый вход интегратора соединен с выходом ГТИ через блок умножения импульсов, выходы которого соединены с другими входами двух групп регистров, второй выход ГТИ соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом останова ГТИ и другим входом регистра, выходом устройства является выход регистра.