Устройство поддержки принятия решений на основе кооперативных игр



Устройство поддержки принятия решений на основе кооперативных игр

 


Владельцы патента RU 2522693:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения наилучшей стратегии управления в условиях неопределенности. Технический результат заключается в увеличении быстродействия устройства, позволяющего на основе характеристической функции кооперативной игры находить ее решение в виде вектора Шепли быстрее, чем в эквивалентных программных реализациях. Требуемый технический результат достигается тем, что устройство, включающее регистр, группу регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, блок умножения импульсов, два блока умножения, два блока вычитания, блок деления, блок интегратора, дополнительно содержит два регистра, блок формирования очередной коалиции, блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, интегратор, блок уменьшения на «1», три блока вычисления факториала. 1 ил.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах вычислительной техники для определения справедливого распределения выигрыша в условиях неопределенности.

Известно устройство для моделирования процесса принятия решений (Патент РФ №2262131, опубл. 10.10.05 г.), содержащее 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.

Недостатком наиболее близкого технического решения является отсутствие учета наличия нескольких конфликтующих сторон, принимающих решение совместно путем объединения в различные коалиции, из-за того, что предназначено для одного лица, принимающего решение.

Технический результат - увеличение быстродействия устройства, позволяющего на основе характеристической функции кооперативной игры находить ее решение в виде вектора Шепли быстрее, чем в эквивалентных программных реализациях.

Требуемый технический результат достигается тем, что устройство, содержащее регистр, группу регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, блок умножения импульсов, два блока умножения, два блока вычитания, блок деления, блок интегратора, дополнительно содержит два регистра, блок формирования очередной коалиции, блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, интегратор, блок уменьшения на «1», три блока вычисления факториала, причем входы группы регистров, первого и второго регистра, являются входами устройства, а выход третьего регистра является выходом устройства, при этом выходы первого регистра соединены с первым входом блока формирования очередной коалиции, а также с первым входом блока установления значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, выходы второго регистра соединены со вторым входом блока формирования очередной коалиции, входом блока уменьшения на «1» и входом первого блока вычисления факториала, выходы генератора тактовых импульсов соединены с входом блока умножения импульсов, счетным входом счетчика, вторым входом интегратора и вторым входом третьего регистра, выходы блока умножения импульсов соединены со вторыми входами первого и второго регистров, третьим входом блока формирования очередной коалиции, четвертым входом группы регистров, а также со вторым входом блока интегратора, выход переполнения счетчика соединен с входом останова генератора тактовых импульсов, выход значения счетчика соединен со вторым входом первого блока вычитания, а также с входом третьего блока вычисления факториала, выход блока уменьшения на «1» соединен с первым входом первого блока вычитания, выход первого блока вычисления факториала соединен со вторым входом блока деления, выходы блока формирования очередной коалиции соединены со вторым входом блока установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, а также с третьим адресным входом группы регистров, выход первого блока вычитания соединен с входом второго блока вычисления факториала, выход блока установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа соединен со вторым адресным входом группы регистров, выход второго блока вычисления факториала соединен с первым входом первого блока умножения, выход третьего блока вычисления факториала соединен со вторым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом блока деления, первый и второй выходы группы регистров соединены соответственно с первым и вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход блока деления соединен со вторым входом второго блока умножения, выход блока интегратора подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход интегратора соединен с первым входом третьего регистра.

На чертеже представлена структурная схема устройства поддержки принятия решений на основе кооперативных игр.

Устройство поддержки принятия решений на основе кооперативных игр включает три регистра 1, 2 и 3, группу регистров 4, генератор тактовых импульсов 5, счетчик 6, блок умножения импульсов 7, два блока умножения 8 и 9, два блока вычитания 10 и 11, блок деления 12, блок интегратора 13, блок формирования очередной коалиции 14, блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа 15, интегратор 16, блок уменьшения на «1» 17, три блока вычисления факториала 18, 19, 20.

Работает устройство поддержки принятия решений на основе кооперативных игр следующим образом.

Предполагается, что задана кооперативная игра (N, ν), где N={0,1, …, n-1} - множество игроков (конфликтующих лиц, принимающих решение), ν:2N→R - характеристическая функция игры, определяющая для каждой коалиции K ее выигрыш ν(K). Имеются ограничения, накладываемые на характеристическую функцию:

1. Персональность. Пустая коалиция имеет нулевой выигрыш:

ν(⌀)=0.

2. Существенность. В результате слияния две непересекающиеся коалиции получат совместный выигрыш больше, чем по отдельности:

K , S N K S = ν ( K S ) > ν ( K ) + ν ( S ) .

Выигрыш, получаемый игроком i∈N в результате совместно принимаемых решений, определяется соответствующей компонентной вектора Шепли φ[ν] по формуле:

( φ [ ν ] ) i = k = 0, n 1 k ! ( n 1 k ) ! n ! K N \ { i } | K | = k ( ν ( K { i } ) ν ( K ) ) ( 1 ) .

Вектор Шепли и является результатом работы устройства поддержки принятия решений на основе кооперативных игр.

Отметим ряд особенностей реализации данного алгоритма в виде устройства:

1. Характеристическая функция ν представляется в виде вектора вещественных значений, размера 2n по числу возможных коалиций.

2. Для представления произвольной коалиции K⊆N используется целое беззнаковое число достаточной длины, интерпретируемое в двоичной форме в виде вектора нулей и единиц размера n, причем i-я компонента равна единице тогда и только тогда, когда игрок i входит в коалицию - 1∈K.

3. Компоненты вектора характеристической функции v индексируются с помощью двоичных представлений всех возможных коалиций K⊆N, соответственно принимают в десятичном представлении все значения от 0 до 2n-1.

4. Под знаком внутренней суммы в формуле (1) перебор всех коалиций К⊆N\{i} таких, что |K|=k, осуществляется с помощью обычного комбинаторного принципа генерации всех сочетаний без повторений из n-1 элемента по k.

При запуске от внешнего источника, не показанного на чертеже, генератора тактовых импульсов 5, на входы устройства, выполненные в виде регистра 1, регистра 2 и группы регистров 4, по первому импульсу подаются соответственно значения номера вычисляемой компоненты вектора Шепли i, число игроков n и вектор значений характеристической функции ν. В начальном состоянии счетчик 6 имеет значение 0.

Импульсы генератора тактовых импульсов 5 передаются в блок умножения импульсов 7 и умножаются на значение мощности множества | { K | K N \ { i } & | K | = k } | = C n 1 k с учетом получаемого значения k от счетчика 6, и передаются с целью синхронизации к регистру 1, регистру 2, блоку формирования очередной коалиции 14 и блоку интегратора 13. Импульсы генератора тактовых импульсов 5 также передаются на входы счетчика 6, интегратора 16 и регистра 3.

Для каждого значения k счетчика 6 на входы блока формирования очередной коалиции 14 поступают значения i и n соответственно от регистра 1 и регистра 2. После чего данный блок формирования очередной коалиции 14 в виде двоичного беззнакового целого числа формирует очередную коалицию К⊆N\{i} такую, что |K|=k, и передает ее в блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа 15 и в блок группы регистров 4.

Блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа 15 также от регистра 1 на вход принимает значение i. Он устанавливает значение 1 в позицию i двоичного представления очередной коалиции K, тем самым вычисляя объединение K∪{i}.

Полученные коалиции K и K∪{i} передаются в качестве номеров (адресов) компонент вектора характеристической функции ν на входы группы регистров 4, в результате на входы блока вычитания 11 поступают соответственно значения ν(K∪{i}) и ν(K).

Полученная разность передается на вход блока интегратора 13, который за С n 1 k шагов суммирования в результате перебора всех коалиций К для заданного k вычисляет величину:

K N \ { i } | K | = k ( ν ( K { i } ) ν ( K ) ) .

При каждом такте генератора тактовых импульсов 5 на вход блока уменьшения на «1» 17 передается от регистра 2 величина n, полученное значение n-1 поступает вместе с величиной k счетчика 6 на входы блока вычитания 10. Вычисленное значение n-1-k передается на вход блока вычисления факториала 19. Вместе со значением (n-1-k)! от блока 19 на вход блока умножения 8 передается величина k!, полученная с выхода блока вычисления факториала 20, который от счетчика 6 на вход принимает значение k.

Также при каждом такте генератора тактовых импульсов 5 на вход блока вычисления факториала 18 передается от регистра 2 значение n. Полученное значение n! и выходная величина блока умножения 8 передаются на входы блока деления 12, который вычисляет значение k ! ( n 1 k ) ! n ! .

На входы блока умножения 9 поступают значение блока интегратора 13, накопленное за C n 1 k шагов суммирования, результат работы блока деления 12. Полученное произведение передается в интегратор 16, который за n шагов вычисляет результирующую величину (φ[ν])i и помещает ее в выходной регистр 3.

Работа устройства останавливается, когда величина k счетчика 6 примет все значения от 0 до n-1, после чего сигнал переполнения счетчика 6 подается на вход останова генератора тактовых импульсов 5.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство позволяет на основе характеристической функции кооперативной игры находить ее решение в виде вектора Шепли быстрее, чем в эквивалентных программных реализациях.

Устройство поддержки принятия решений на основе кооперативных игр, включающее регистр, группу регистров, генератор тактовых импульсов, счетчик, блок умножения импульсов, два блока умножения, два блока вычитания, блок деления, блок интегратора, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно два регистра, блок формирования очередной коалиции, блок установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, интегратор, блок уменьшения на «1», три блока вычисления факториала, причем входы группы регистров, первого и второго регистра, являются входами устройства, а выход третьего регистра является выходом устройства, при этом выходы первого регистра соединены с первым входом блока формирования очередной коалиции, а также с первым входом блока установления значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, выходы второго регистра соединены со вторым входом блока формирования очередной коалиции, входом блока уменьшения на «1» и входом первого блока вычисления факториала, выходы генератора тактовых импульсов соединены с входом блока умножения импульсов, счетным входом счетчика, вторым входом интегратора и вторым входом третьего регистра, выходы блока умножения импульсов соединены со вторыми входами первого и второго регистров, третьим входом блока формирования очередной коалиции, четвертым входом группы регистров, а также со вторым входом блока интегратора, выход переполнения счетчика соединен с входом останова генератора тактовых импульсов, выход значения счетчика соединен со вторым входом первого блока вычитания, а также с входом третьего блока вычисления факториала, выход блока уменьшения на «1» соединен с первым входом первого блока вычитания, выход первого блока вычисления факториала соединен со вторым входом блока деления, выходы блока формирования очередной коалиции соединены со вторым входом блока установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа, а также с третьим адресным входом группы регистров, выход первого блока вычитания соединен с входом второго блока вычисления факториала, выход блока установки значения 1 в заданную позицию двоичного представления числа соединен со вторым адресным входом группы регистров, выход второго блока вычисления факториала соединен с первым входом первого блока умножения, выход третьего блока вычисления факториала соединен со вторым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом блока деления, первый и второй выходы группы регистров соединены соответственно с первым и вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход блока деления соединен со вторым входом второго блока умножения, выход блока интегратора подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход интегратора соединен с первым входом третьего регистра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для количественной оценки качественного показателя, состоящего из отдельных составных частей (факторов).
Изобретение относится к области организации обмена информацией между компьютерными информационными системами. Техническим результатом является упрощение способа передачи данных между информационными системами, повышение точности и надежности передачи данных.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам и системам субтракционной ангиографии. Способ заключается в генерации первой последовательности изображений маски субъекта, подлежащего обследованию, генерации первого контрастного изображения в первой фазе контрастности, в соответствии с чем в первом контрастном изображении часть субъекта имеет контраст, отличный от контраста первой последовательности изображений, вычитании изображения маски из первого контрастного изображения для генерации первой последовательности изображений DSA, вычитании изображения DSA первой последовательности изображений DSA из первого контрастного изображения в пределах первой фазы для генерации последовательности уточненных изображений маски.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки предпочтительного уровня унификации технических систем (ТС) с целью минимизации затрат на проектирование и изготовление ТС при достаточном уровне их эффективности.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Техническим результатом является увеличение быстродействия и надежности устройства, уменьшение аппаратных затрат, расширение функциональных возможностей в части возможности задания допустимого количества исходных заготовок в каждом каскаде.

Изобретение относится к способам и устройствам для предоставления контента через сеть. Техническим результатом является обеспечение удобства доступа к модифицированному контенту, а также возможность модифицирования атрибутов контента, который предоставляется, чтобы он соответствовал характеристикам устройства, принимающего контент.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании баз данных. Техническим результатом является оптимизация процесса формирования квазиструктурированных моделей фактографического информационного наполнения документов.

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может найти применение при оценке эффективности управления техническими системами широкого класса. Техническим результатом является повышение точности оценки эффективности управления за счет обеспечения оценки вероятности своевременного сбора всей необходимой для принятия решений информации.

Изобретение относится к устройству и способу для определения информации о парковках. Технический результат заключается в повышении вероятности определения доступности места для парковки на площадке, даже когда эта площадка для парковки идентифицирована в картографических данных.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в компьютерных системах для поиска и выявления изображений, авторские права на которые нарушены.

Изобретение относится к средствам автоматизированного моделирования объектов для решения задач по классификации деталей по группам обрабатываемости и предварительного подбора режущего инструмента для их обработки. Технический результат заключается в сокращении времени создания компьютерной модели обрабатываемой детали и повышении точности классификации деталей по группам обрабатываемости. Технический результат достигается за счет системы классификации деталей по группам обрабатываемости по их геометрическим параметрам, сущность которой заключается в том, что система дополнительно подключена, по меньшей мере, к одному внешнему транслятору для подключения к внешней подсистеме для приема результатов обмера физического изделия-прототипа на координатно-измерительной машине, а также подключена, по меньшей мере, к одной внешней системе автоматизированного проектирования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области создания и редактирования визуальных представлений. Техническим результатом является повышение эффективности визуализации графики. Раскрыты способ и система для представления графики, основываясь на пользовательских настройках в прикладной компьютерной программе для работы с графикой. Настройки касаются различных свойств одного или более графических элементов в графике. Такие свойства включают в себя позиционирование, размер, форматирование и другие визуальные атрибуты, связанные с графическими элементами. Эти свойства могут быть определены или как семантические свойства, или как свойства представления. Семантические свойства постоянны для всех графических определений. Свойства представления являются специфичными для графического определения, которому принадлежит каждая специфическая графика. Таким образом, настройка к семантическому свойству отображаемой графики сохраняется в памяти для приложения не только для отображаемой в настоящее время графике, но также и ко всем другим графическим определениям, которые могут быть отображены в будущем. Напротив, настройка к свойству представления сохраняется только для отображаемой в настоящее время графики, и таким образом не сохраняется для всех других графических определений. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к видеоиграм, работающим в режиме онлайн. Технический результат заключается в повышении быстродействия передачи данных при возобновлении сетевой игры. В способе осуществляют инициирование новой онлайновой видеоигры в ответ на ввод пользователя из клиентского устройства, причем эта онлайновая видеоигра при инициации находится в первом состоянии на первом сервере, исполнение онлайновой видеоигры на сервере с вызовом посредством этого входа онлайновой видеоигры во второе состояние, приостановку или завершение онлайновой видеоигры, определение разностей между первым состоянием и вторым состоянием и формирование разностных данных, содержащих эти разности, передачу разностных данных по сети во второй сервер и восстановление второго состояния из разностных данных и первого состояния в ответ на ввод пользователя, указывающий на то, что пользователь хочет возобновить онлайновую видеоигру, и в ответ на то, что второй сервер выбран в качестве сервера для исполнения упомянутой видеоигры. 2 н. и 40 з.п. ф-лы, 57 ил.

Изобретение относится к вычислительным распределенным системам. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности определения уязвимых элементов в составе распределенных систем. Система содержит, по меньшей мере, два автоматизированных рабочих места (АРМ) пользователей, коммутатор локальной вычислительной сети (ЛВС), сервер обмена информацией, блок сопряжения, блок интерфейсов программы, блок формирования системы показателей и критериев, блок формирования задачи и задания условий моделирования, диспетчер математических моделей (ММ) и информационно-расчетных задач (ИРЗ), диспетчер работы с базой данных (БД) и базой знаний (БЗ), блок базы данных (БД) по состоянию системы и объектам оборудования, блок базы знаний (БЗ), блок решения информационно-расчетных задач (ИРЗ), блок формирования прогнозных оценок состояния системы, блок ранжирования и фильтрации критически важных объектов (КВО), блок учета КВО, данные о которых поступили от других систем, блок выбора группы КВО и формирования комплексной оценки, блок агрегирования и представления результатов расчетов и моделирования, блок анализа результатов расчетов. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется определять оптимальную периодичность технического обслуживания изделий и соответствующие показатели качества их функционирования. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем определения и выдачи в качестве выходных данных значений коэффициента и времени работоспособного состояния изделия постоянного применения при оптимальном периоде его технического обслуживания, а также интервала времени, в течение которого оперативная готовность изделия к применению будет не менее заданной. Устройство содержит блок памяти, два сумматора, два блока перемножения, девять вентилей, блок нелинейности, шесть элементов задержки, элемент ИЛИ, два триггера, интегратор, два таймера, блок деления, два компаратора и элемент памяти. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам контроля. Изобретение может использоваться в научных исследованиях и практике эксплуатации для определения оптимальных сроков технического обслуживания изделий циклического применения и соответствующих значений коэффициента готовности и времени безотказной работы изделия, а также допустимого интервала времени, после проведения технического обслуживания, в котором коэффициент оперативной готовности изделия к применению будет не менее заданного. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем определения коэффициента оперативной готовности изделия и интервала времени после проведения планового технического обслуживания, в котором оперативная готовность будет не менее требуемой. Устройство содержит блок памяти, тринадцать вентилей, мультивибратор, три триггера, два накапливающих сумматора, схему ИЛИ, пять элементов задержки, два блока нелинейности, три блока умножения, два компаратора, элемент памяти, два вычитателя, два интегратора, два сумматора, блок деления, поляризованное реле. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства и увеличение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, триггер разрешения 2, триггер готовности результата 3, группу счетчиков 41, 42, …, 4m, матрицу (m×n) триггеров 511, …, 5mn, матрицу (m×n) групп первых элементов И 611, …, 6mn, группу первых сумматоров 71, 72, …, 7n, группу первых регистров 81, 82, …, 8n, группу первых схем сравнения 91, 92, …, 9n, второй элемент И 10, второй сумматор 11, вторую схему сравнения 12, группу вторых регистров 131, 132, …, 13m, третий регистр 14, вход пуска 15, вход начальной установки устройства 16, группу первых выходов устройства 171, 172, …, 17m, второй выход устройства 18, третий выход устройства 19, группу четвертых регистров 201, 202, …, 20m, группу пятых регистров 211, 212, …, 21m, группу третьих схем сравнения 221, 222, …, 22m. 1 ил.
Изобретение относится к системам и способам предоставления животным пищевых и других продуктов. Технический результат - обеспечение оптимального режима питания животных. В общем смысле изобретение обеспечивает систему раздачи, содержащую устройство контроля активности и устройство для раздачи, содержащее процессор, запрограммированный для получения сообщений, генерируемых устройством контроля активности. Процессор осуществляет управление устройством раздачи для выдачи пищевого или другого продукта в ответ на сообщение от устройства контроля активности. Устройство контроля активности может быть закреплено на животном и сообщается с устройством для раздачи в отношении пищевых потребностей животного. 10 н. и 44 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу обработки информации. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей обработки изображения за счет обеспечения понижения шума, подавляя при этом влияние, оказываемое излучением на объект. Устройство обработки информации содержит средство пространственной фильтрации для осуществления пространственной фильтрации в диапазоне частот, основанном на пространственной частоте объекта, для данных изображения текущего кадра, и средство рекурсивной фильтрации для осуществления рекурсивной фильтрации путем получения данных изображения, которые обработаны до текущего кадра, из запоминающего устройства, умножения полученных данных изображения на коэффициент α (α<1), сложения данных изображения, умноженных на коэффициент α, с данными изображения текущего кадра после пространственной фильтрации и сохранения данных изображения после сложения в запоминающем устройстве. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в сетевых системах обеспечения управления объектами экономики, топливно-энергетического комплекса, транспорта, связи, энергетики, сельского хозяйства, промышленности, космонавтики и в других областях. Техническим результатом является сокращение временных потерь на ожидание выделения требуемых системных ресурсов, а также повышение оперативности и готовности устройства к работе. В контроллер распределения ресурсов введены буферная память, содержащая схемы управления, схему И, счетчик, и интерфейсная часть устройства, содержащая два стандартных разъема СОМ-портов, две группы элементов И, два распределителя импульсов, три схемы И, два инвертора НЕ и два универсальных асинхронных приемопередатчика, электрически соединенных таким образом, что обеспечивается прием входной информации и фиксация моментов времени начала и окончания приема устройством информации, после чего в автоматическом режиме осуществляется перевод работы устройства в режим контроля и запуск процедуры выполнения контроля распределения ресурсов с последующей записью информации о тупиках в буферной памяти устройства и ее считыванием через первый приемопередатчик в управляющий компьютер или в локальную сеть. 3 ил.
Наверх