автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методы и модели представления и обработки знаний в экспертных системах строительного проектирования (на примере предметной области "Проектирование линейных железобетонных конструкций")

<ï> с:."

laiißl КИЙ ДЕРЖАВИН И ItXlIl'iliUH УНШЕРС1ПЕ1 ЬУД1ВНИЦ1ВА I АРХ11ЕКГУРИ

-• ^ На прочих рукот.су

нпоащь

Л Аидр|й Леон1дови<|

МЫ иДИ I М0ДЕЛ1 ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТА ОБРОБКИ ЗНАИЬ В ЕКС11ЕРШИХ СИСТЕМАХ бУДШЕЛЬИОГО ПРОЕЮУВАННН

(НА ПРИКЛАД1 ПРЕДМЕ 1HOÏ Об ЛАСК "ПИЗЕКПВАНИЯ Л1ЖЙИИХ .ЗАШОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦИЙ")

С Hi-is¡d.'ii.i!ii.ib 05.1J 1.2 - Сиоеми ¿нюм;пи)<1ци »(ндмауьыт*

АВТОРЕФЕРАТ

днсергяцК на эдобугтя ьауКовою стуоегы кандидат lewbiHwt наук

С

Киш - 1997

(| <■ ни» .

ГиСмм» Р1'И(!м.1мг' в Державному науново-досирному ¡нстжуп к»«рн <а 'ыгрп артснурч I ин.ш^уичрчнич (НД111АМ), м.Кит.

Науковмй ке[явнчк: клндидаг 1еун)чних наук Лихогруд Микола Григорович ОфТцжн! шюнеит;

1. Доктор 1ечн1чмих наук, професор Потапов Впал!й 1яамовмч 2- Кандидат техжчних мгук, дицемт ЛнпЫогов Павло 1вановмч

Ошшшнэ шзнщашз; Науково-досл1дний ¡нститут автоматизованих систем в бу^вництв! (НД1АСБ) Державного Ком!гегу будЫшцтва, арх!тектури та жигловен полпнки УкраТни, м.КиГв.

Злхист в!д6удеты.я ".16" жовтня 1997р. о /д*годим! на зааданж гпршатн.ювлиоТ вченоТ ради Д26.056.01 Кишского державного техн!чного университету будшиц'ва ! арх1тектури Министерства оевпи УкраТни за адресою: 252037, м.Км7в-37, Повпрофлокъкпй проспект, 31, КДГУБ1А, ауд. 4<е ,

3 дисергацгею можна оанайомитись в науково-техшчжй бй/нотец! КиУвскою дрржпвиг.щ техничного университету 6уд1вництва , ! прхпешури за адресою: 252037, м.Кжв 37, Пов1трофлотський проспект, 3).

Автореферат роэюланий 1997р.

Вченкй секретер СРец:йП!зоО(»н4н вч^но'" ради

Д;-«1!'рок Д С

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЬОТИ

ÄJ!iyi3it!iiIi ЛбНИ: Сучасний стаи розетку сусшльства характеризуемся ьисокии технолопчшстю виробницгва, яка забезпечуетьсн за рахунок заылыто? ¡нформапиаци га комп'ютеризацп процесс аиробництаа. Hoaimi ¡нформацжг» техно/кии, в тому чиом i технологи шгучисго ¡нтелскту (Uli), ¡нтенсивно впроааджуються i а сферу будшельною проектуаания. В остами роки одним з основних н&лряммв розвигку технопо! \л Ш| а г л пум буд'шельНО! о проектування е лобудова та впроааджемня експертних систем (ГС), як| м!стять в своему оклад1 зннпня експерт ¡а (профеаоналт) в предметнй облаем (ПО), щи

ДООИДЖуСТ ося.

Становления та розвиток lexHononi ЕС буд1вельнсио проек (уваиня спирастсси на модвго i методи, розроблет як дпи традиц'йних ЕС, так ! для САПР об'екнв будтницгва (САПР ОБ). Значннй вклад у стеорення паукового базису для становлении i ромашку методолог!? побудови ЕС будщельного проектування внесли вчен! УкраТни, кра/н близького та далекою зарубЫжя: В.М.Вапн, 0П.Еладум, ОС.Городецький, Л Г.Дмнтркв, В.С.Здоренко, А.|.Козачсвськмй, М.Г.Яихогруд, Е.В.Попов, Г.С.Поспелов, Д О Поспелов, H.Adeli, SFerives, M.Matier та inuii.

На вдохну в1д лрограмних комплексе САПР ОБ, як1 признаке»! для ршення складних розрахункових задач i базумться на сучасних магематичних методах та моделях оптимиацн, призначення ЕС будщельного проектування полягае, окр'им решения великого передку розрахунковнх задач, у ршенм задач будшельною проектування, що важко формалиуються. До таких задач належать задач! конструювання, експертних оцыюк проектного рниення, тощо. ЕС буд1вельного проектуеаиня належать до класу перидних (¡нтефованпх) ЕС, як| посди/ють а ci>6i обробку чисепьно? i символьно! ¡нформацп.

Основною проблемою, а якою стикаються розробники при побудсв1 ЕС, е пдедегавиення знамь про ПО, яка доЫджусться. Представления знань - не процес, що вклкмае цнынення, аруктурування та формал|зац!ю знань про ПО, що дослщжуеться, як1 формувть базу знань (F>"t) ЕС. Втд ycnixy ршення прсблеми представления (i обребки) змань а 63 ловЫстю залемжь як,:сть робогм ЕС.

Доцнтьнкть побудоан ЕС в гануз'| будшельнс/ги проектування очевидна: проектування - це складный процес випору проектного р!шення з [лэномеш'мюго набору алетернативних eapiaHtia. При цьому характерною особяивгсно будшельного проектування с необх'|Дг|'кгтв ретельного додержаиня проектувальникзми вимх в/дповрдиик БНШ в процес! праектування. При традицгйному (ручному) проектуьанн1 екгперт в коплре(мы ПО на основ! глубокого розумжпя закономерностей ПО та наязносп значиою досв!ду проектуаапня аналопчних oö'cktib, широких знань в сум'|жиих областях, побьно поа'йзаних j даною ПО, щоденно виршуе зьачну Ki/ibKicTb складних лроектних' задач. Прсекти! .задач:, як правило, форма™зонам не певнктю, часто на мани, познчто побору пеобл¡дни* нросктних даних.

Яюсть виршення проектиоГ задам! мовш'стю залежигь В'д досввдченосн експерта. Однак подготовка експер7а це тривалий I дуже кооновний процес. Таким чином, впровадження ЕС в 6уд1вельне проектування, в яких повно 1 непротирэдю представлен! експертш знания, е конче необхщним, оск!льки дозволить гиражувати експертн1 знания одержувати проекта ршення, як) по якоси' не поступаються тим, що приймаються експертами ПО.

Одним з основних I найв!дпов1дальн1ших роздЫв процесу будшельного проектування е конструкторський рсадЫ, який включае до свого складу виб'|р доц^льних конструкций для елеменпв спорудження, 1до проектуглься, Тх розрахунок та конструювання. Ведомо, що основним конструкцшним матер!алом э буд^вництв! с залЬоСетон. До 75% виробш, як1 виготовлягаться ¡з залиобетону, е лМйними (колони, балки I т.ж.). Отже, ПО "Проектування л!ншних эал!зобетонннх конструкцш" може розглядатися як галузь, яка м1стить в соб! ус1 характерн! риси буд!вельного проектування в цшому. Методи I модеж, застогован! I розроблен! для представления знань про дану ПО повжстю вщображують особливост!, властив! Ышим роздшам буд!вельного проектування, ! можуть бути використаж при псбудет ¡нших ЕС буД1вельного Проектування.

Таким чином, актуальними е доЫдження методов представления 1 обробки знань в ЕС буд|вельного проектування та виб|'р ПО 'Проектування л!н!йних залЬобетонних конструкцШ" як ПО, що дослщжусться.

Мета та задач! посл!д>кень. Метою дисертацжно? робош е дпс/идження I розробка метод!в та виб'|р моделей представления I обробки знань в ЕС буд1всльного проектування та программа реат'эгщ1я ?х у виг ляд! БЗ £С проектування лМйних залЬобетонних конструкц!й (ЕС КОНСТРУКТОР).

Основними задачами дослщжень с:

- аналЬ традицжного процесу будтельного проектування на приклад! ПО ■ "Проектування лМйнйх за.и'зобетонних конструкц!й" I виязлення вид!в знань на рпних

етапах проектування, на баз! яких фсрмуеться проектне решения I як! повинн1 бути представлен! в БЗ ЕС будшельного проектування;

- виявлення фактор1В, як1 впливають на прийняття проектного ршення на процес представления знань про буд|'вельне проектування;

- анал!з та обфунтування вибору моделей представления знань для побудови ЕС 6уД1вельного проектування;

- адапгац1Я концепцм ¡нформац'|йно-лопчних моделей (1ЛМ) для огису модел'| ПО в 63 ЕС буд|'вельного проектування на приклад) ПО "Проектування лМйних двлЬобегонних конструкций";

■ - виб'ф та обгрунтування метод!в представления I обробки знань про миделювання процесу 6уд1аельного проектування;

- внб!р та обфунтування мегодш представления / обробки знлнь, про правила (

аксюми 110, яка досшджуеться, про розрахунки 1а конструювання;

- аиб!р та обсрунтування мгтод|'а представления I обробки знаиь для ||1 дружньою ¡нтерфейсу "Проеюувальник - ЕС" та побудим пояснюаально'! компонент ЕС будтепьного проектування;

- створення на оснош проаедених дооиджень БЗ ЕС проектування лшшинх зал! юбетонних конструкцш (ЕС КОНСТРУКТОР), 1АО включая представления експертт.х зиань про /10, яка дос/нджуетьея, у ещпоодних компонентах БЗ.

ПВЕДМЫиШЕЯШМйИк! Виявлення, структуруаання, формал!зац1я, преде яавленмя та обробка експертнич знань про прое.шур.йння лмйних замзобьтоннич конорукцш в 63 ЕС КОНСТРУКТОР.

0й*£1и-ЛЗ£Л1ДШ£Шь Процес проектування лЫйних залЬобетонних конструкций.

Н<ШЗЙ_Ш1£л1вЖ£Шь Проведен! в робот! доЫдження основан! на викорнстаны мегод|"в штучнета штелекту, (еори* мстематично! лопки, апэрагу реляцшноТ алгебрн, методе системною анагазу, теори прнйшптя р1щень, апарату Iеор!У формальмих систем, теорм бетону ! залЬобегону, теори опору иатер!ал1й, теорн буд!велоноУ механ!ки.

Цщшшшш

- запрплонований »а обгрунтований метод виявлення вид!в експерших знамь ! факюр1а, необх!дних для представления в БЗ ЕС буд1вельного проектування, який оснований на декомпозида «роцесу проектування на о«рем| етапи та апал>з! етап!й з точки зору представления знанц

- эапропонований, обгрунтоеакий та реал!зоааиий шдх!д по представлению ! обрибц| энамь про процес 6уд1ьельного проектування на осное! концелц!! ШМ;

- запролоноааний, обгрунтоеаний та реалЬоааний п!дх1д по предо авленню ! обробц! предметних знань лро ПО, що досл^джуетьси, на основ! концепцн ШМ;

- теоретично досл1Джений та р«ад!зований шдк!д по орган!заци дружнього ¡нтерфейсу "Проектувальннк - ЕС" 1 паяшюаально! компонента в ЕС буд'телвного проектування;

- запропонобаний, теоретично дас/иджений та реалвований гндх|д по комплексному р!шенню проблемн конструюаання перер|з!в л!н!йних за^дзобетонних конструкцм эасобами ЕС, який включае п!дб|'р дощ'льносо виду ! геоиетрнчних розн!р|в перер|эу лшшного залЬобетонного елементу, який проектуеться; п!дб!р та розстаьлемня поздовжньо! арматури.

Вищеперелнеж результат вннос^ться на захает,

Практична »|'нн{ст» Розроблет е дисертаци теоретичн! положения,

застосован! методи та вибрам 1лоцат представления та обробки знань а ЕС буд1велоиого проектування / лобудоеана на ?х основ! БЗ ЕС КОНСТРУКТОР; яка мктить с сл6\ сукупн!с)ь формал1зоааних експерших знань про проектування лт!йпих эллпобетонних

конструкций, дозаоляготь шдвжцити яккгь лроекних р'адень, що приймагаться, прискорити процес конструкторського проектування ! навчати студенте будщельних ВУ31в та н<?досв1дчених проектувальникга.

Рсал!зац!я результата роботи. Робота виконувалась в КиТвському фш!ал1 Всесоюзного науково-дос/«дного ¡нституту reopii арх!тектури i мктобудування (tenep -НД1Т1АМ) в рамках заказ'?в Державного к ом ii рту по архпектур'| i м'клобудуванню:

- Розробити модел! та ¡нструментальН! засоби для створення експертних систем ! ¡нших гидсисгем з базами знань в САПР обЧкт цив!льного будЫництва (Держ. замовлення N»18.2, 1987-1988рр., в!дпов'дальний виконавець):

- Експергна система автомагмзованого проектування ¡ндустр!альних залЬобетонних enpo6is об'скт!в цивЫьного буд^вництва ¡з застосуванням ¡нструмёнтальних засоб!в типу "САПР - ЕКСПЕРТ" для ПЕОМ (Держ. замовлення №9-33-А/90-2, 1988-1Э90рр., в!дпов1дальннй виконавець);

- Методмчж прннципи розробки експертних систем (штучного ¡нтелекту) в галуз! м.стобудування I районного планування (Дотов!р N»93-89, 1990-1991рр., вдповщальний виконавець).

Апррбац|л_ррбр_ти. Основн! результат« досл'щжень, виконаних в дисертацМш'й po6oTi,. доповдалнсь та обговорювались на Всесоюзному науково-техшчному • семЫар! "Створення та розвиток САПР в буд!вництв! i подготовка кадрт для автоматизацн проектування" (Москаа, 19В8 р.), на М!жнароднш конференцп "Hoei ¡нформацКМ технолопТ" (Твер, 1990 р.), на 111 М!жнародн!й науково-техн)'чн!й конференцп по riper рамному забеэпеченню (Твер, 1990 р.), на V Национальны конференцп з м1жнародною участю "Штучний ¡нтелект-96" (Казань, 1996 р.).

Публ1каи!|. По темi дисертацй опубяжоввн! 1Q роб!т, видано 3 звпи по НДР.

Структура ) обсяг дисеаташТ. Дииергацгя складаеться i3 вступу, чотирьох глав, bhchobkib по главах, заключения, додатка та списку використаноТ л'перагури. Загальний обсяг основного тексту складае 191 сторЫку, в т.ч. 14 м&люнюв та 7 таблиць. Список л!тератури .складаеться з 106 найменуаань.

ЗМ1СТС0Б0ТИ

У Bctyni обгрунтована актуальность теми, в!дм!чено вклад вчених у становления та розвиток Teopii i практики побудойи ЕС буд1вельного проектування f методш представления та обробки знань, сформульоваж цгл! i основн! задач! досгп'джемь, показана наукова новизна i практична ц!нн1сть одержаних результате та вихладено короткий зм!ст роботи.

У перш!й глав! проведений анализ традиц!йного процесу проектування лМйних эал!зобетонних конструкций, який мае yd як!см! характеристики та особливост! процесу буд!вельного проектування в «¡лому. Проанзлгзована проблема представления знань

екслерта ПО "Проектуаання /нжйних залЬобетоиних комлрукцш". Подана поршняльна характеристика виязлених яюсних в|дмтноаей у квал|фтацн експерта та эвичайньго ироектувалоннка, ям апливають на ефектиангсть отрмманих проектних рт'шень. Вкивлепии ямсним характеристикам знань експерта постав/ieni у в1дпов1джсто необх1дш влагтивисн БЗ ЕС буд!вельного ироектувани>).

Для виявлення аидта знана, hkí використивуе експерт в процеа прое.к\уввння, виконаний амалЬ традиц!йного провесу проектуаання лЫйних залтзобеюнних конпрукцт.

По зм(сту процес проектубання, який ана/иэуеться, включае наступит егали: анашз проектноТ ситуацП; виртцтення проентно! задач! та формування проектного ршення.

Приведена i люстра тиана схема сшавщношення гроцесу 6уд1вельиого проекр/ваинн та еидт знань, hkí використсвуються на кожному erani проектного процесу.

£гап ."АиалЬ npoexiHOi ситуацй" включае в себе постановку гтроектно! зада'м i першд aifl реального об'екту лроек тування до рсэрахумково'/ схеми. На даиому eie¡,¡ експерт, з одною боку, врахсаус еимоги до проектних даних, як! регламент ують доцшым (рекомендован) дтапазонн эначе>#> проектних даних для ртзноманпних проектних ситуацш, э ¡ншого боку, використов/е знания до формуваннкз проект них даних, необхщних ¡ flociamix дли ршення конкретно? проект ноТ задач»; знания по вибиру доцтьних параметр« прсеитмих даних; знания по формуааннто розрахунковот схеми конструкцн, що проектусться. Виявлен) вимоги ». види Знань несбх!дит для представления знань при организаци дружнього 1«терфейсу "Проектувалоник - ЕС".

Етап "Ртшення лроектно! задач)" еключае аьал|з проекте! чадачт ¡ синтез проектного рвения. На стгдн вналзу проектно! задач! експерт використовуе знания гю декомпозицй ртзномашних г.рскктних задач до р1аня агоиарних задач з урбхуваниям сп'|йв1дп0ыення розрахуниових i коньтрукторських проектних onepauiii. На стадн синтезу проектного рштення ексиерт використивуе три види знань: знания Про стратеги ршеиня проектних задач; специфмш знания про ПО, яка доЫджуеться; знания про оцтку пр<ж!жних результата р)шенш» проектних задач; знания про прюршегниль змыш проектних данях. Знания яро стратеги р(шенмя проектних задач (иегазиання) доэволяюю експерту формувати доцц'ину посмдоенкть Д>й при piujeHHÍ риноманкних проектних задач < мтсгять правила срормування проекгно! задач! з взасмопов'язаних атомарних задач, наб|р яких одергканий на стадн алаяоу проектноГ задач!. Цей вид знано необх!дний для представления при формуванш б'ачи мегазнань (БМЗ) БЗ ЕС. Специфнш знания про ПО {предмета знання) аключвють зианмя про саме проектувапня лппйних залпобеюиних конструкцм. В IX склад'| видмяюте4я прсгцедурн1 знання (про решения атомарних розрахункових задач), процедурно-декларативн! знания (про р'шенпя атомарних задач конструювання) i декларэтивш знания {коякретнг факти ПО, яю формуют 6aiy даних). Процедура знання neOÍ<*i;itii дня представлечня а г.рсцедурый боз( (ПБ); гркл^едурно-• i .

декларативнё знания - в базе прапл \ аксюм (ЗПА); деклараеивн! знания - в баз! даних (БД) БЗ ЕС. Знания по оцмцё прои1жних результэгёв решения проектных задач еикорнстовуеоться 'експертом для перевиэначення проектних даних у вигеадках, коли 1х значения ёнтуТжвно не еиклнкають довари. Для перевизначеннн проектних даних необхёднё знания про прёоритетиёсть змшення проектних даних. Ц1 знания вдабражаюеь вплив рёэнонзенгних проектних параметр!в на туканий параметр. Зазначен! вмди значь необхёднё для представления в БПА та при орган!зацн дружнього ¡нтерфейсу "Проакгувальник: - ЕС".

На ееапё "Формування проектного решения" використовуеоться набёр вимог до проектних рёшень I знания по ёнтерпретаци, оц1нц|' та пояснению проектних ршень. Набер вимог до проектного решеетеея вклеочае вимоги розрахумковоео, конструктивного е економёчного характеру, як! пред'являються до елементт даного класу конструкщй при рёшеннё проектних задач. Назван! вимоги негбх!дж для представления в БПА БЗ ЕС. Проектна р!шення, як результат проектування, потребуе" обгрунтувания, оценки та ¡нтр.рпретацп. Обгрунтувания проектного р!шення передбачае пояснения оцержаного результату. Пояснения проектного решения можлнво тельки за умови його правильно'! оценки та ¡итерпретацП. Оценка проектного решения дозволяе констатувати задоволення (або незадоволеНня) цел! проектное задаче; !нтерпретац!я дозволяе встановити ступень вёропдностё проектного р!шення ё одержати об'ективний висновок про його яюсть. Названё знания необх!дн! для представления в базе пояснень (БП) БЗ ЕС.

Для досягнення адекватного моделкжання д!яльностё екснерта чрее решение проектних задач виявлен! та охарактеризован! да! групи факторш, як! впливагаеь на характеристики ЕС I на процес прийняття проектних р^ень експертом.

Перша трупа факторёв вёдображае активний вплив особливостей ПО, яка досл!джуеться, на основн! характеристики ЕС. Виявлен! чотири характеристики ЕС буд!вельното проектування: статична ЕС по типу ПО, яка доследжусться; динамёчна ЕС гю характеру проектних даних; глибинна ЕС по реалёзованих стратегёях решения проектних задач; пбридна (¡нтегрована) ЕС по типу метод!» ! знань, що еикористовуються. Сполучення характеристик "Статична ЕС по типу ПО, що дости'джусться" I "Динамёчна ЕС по характеру проектних даних" дозволяе класифёкуватм ЕС будёвельного проектування як динам'ечну ЁС. Сукупнёсть приведених характеристик (динамёчна ЕС, глибинна ЕС, пбридна ЕС) дозволяе ве'днести ЁС будшельного проектування до класу складних ЕС. Фактори, що входять до складу першоё трупи, врахоаан! в процес! представления знань в БЗ ЕС ё покладенё в осноау процесу проектування, який зд!йснюеться засобами ЁС.

Друга група факторез вклеочае в себе чотири види факторёв: фактор ризику; фактор проектное школи (ёнституцмлого досвёду); регёональних обмежемь по матерёалах; архётектурно-планувальнё ё естетичн! обмеження. Цё фактори вадносяться до розряду Н1-фактар!в. Назван! види факторёв врахованё в лроцесё представления знань 8 ПБ, БПА та

при cpraubduií дружнього ¡шерфеису "Проелтувальпик - ЕС".

Таким чипом, вищезазначен! знании, 'необхщн! для мод'^лгоьания процс<у проемувании л!н1йних зал!зо§егонннх конструкций, i факгори, як! вллиааюгь на ирсеюний процес, яаляють собою комплекс знань, як| i>osp¡6n! дли представления u L3 tC будшельного проектування.

3 метою вибору доц|'льних моделей представления знань (МПЗ) вилонанч поршняльний анал'|3 основних МПЗ, hk¡ знайшли поширення при побудив! ЕС: мсрежеиих, фреймових, продукцйних та лопчних моделей, ! лроанал'оовано вллна специфики ПО, яка дослщжуеться, та особлиаостей формуванмя 63 ЕС на процес мошасваного вибору МПЗ.

По результатах анализу МПЗ з лозицм ПО, що досжджуеться, основною МПЗ нрнйнята лопчна модель.

По результатах анал1зу МПЗ з точки зору особлиаостей формуваиня 63 ЕС впбр^.н дспом!жн1 МПЗ для представления знань про 110: модель семаитичноТ марели (дли представления знань про процес ршення проектних задач); реляц|йм! модел! (для представления факте ПО в БД).

Проанал|'зоеан<" особливоси впроаадження 1ехнолоп7 ЕС а бу^аельме лроеюуванмя, дана характеристика найб|Льш в!домнх ¡снуючих ЕС буд!вельною проектування.

й-вйУОа TflSüi описана apxiiexiypa БЗ ЕС КОНСТРУКТОР, розглянуп питания представлення эмань про процес проектування л!н!йних эалЬобегоннил коиструкцш в БЗ, що поеднуе представления знань про модель ПО, яка досл!джус1ься; про експертм! энаыы щодо моделкэвання процесу виршения рЬномаштних проеитних задач (метазнания); про . знания, неебхщн! для побудови дружньсго ¡нгерфейсу "Ироектувальник - ЕС"; про знания щода пояснения результат^ проектного ршення.

При побудов! ЕС великого значения набуаакль пшаиня предо явления знань про модель ПО, яка доавджуеться. ПроаналЬоаан1 недолжи сшкорнсгання деиких МПЗ для опису моде/ii ПО. Показана в|'дм|'мн!сть лробяеми опису модел! ПО для традицшних i пбрмдних ЕС. Вданачено, що в пбриднпх ЕС для представления знань про модель ПО необидно застосувати МПЗ, яка поеднуе в соб! можливост1 представлення i обробки символьно? та чисельно/ ¡ифориацп. Гаш можлизост! мае лопчна модель.. Наведено переваш застосувэння логично'! моде/ii для опису модел! ПО. Шдкреслено, що вони досягаються завдяки • можлиаостям мовн лсл'чного програмуааиия Turbo-Protog, яка застосована для реал!зац!Т ЕС.

Для опису модел! ПО "Проектування лшмних залгзобетонних конструкций" в БЗ ЕС КОНСТРУКТОР застосована крнцелцЫ ¡нформащ'йно-логмних моделей (ШМ). Загальний опис ПО "Проектування лМнних залгзобетонних конструкций" метиться в уэагальненш ШМ проектноГ ситуацй' (узагалысиа 1ЛМ ПС - падал! I/1M), яка характеризуемся певним эм'|сюм та вн/фниньою структурою. За з«!стом ШМ складаеться у в!дпов!дност! !з неявною i " /.'/.'i4'

семантикою МО, яка досл!джуеться, э наступннх ро.зд!/мв: функцюнальне призначення конструкцн та умови П ексглуатацй; гесметр!я нормального перерезу елементу; геометр1я похилого перерву елементу; врмування нормальною перерЬу елементу; армування лохилого перерау елементу; зовн!шн! дп на конструкц1ю; внутршн! зусиллл, як1 дноть у перерЫ елементу; матер!али виготовлення конструкцп; пдраиетри несучо? спроможноЫ елементу; напружено-деформованнй стан елементу; ресурсно-економЫм похазнмки конструкцн, що проектусться. У кожному розд1л'| 1ЛМ моститься набф предикате, який поено ! непрошр!чнп характеризуе вщповщну талузь опису модел! ПО, що. дослдажуеться. За структурою ШМ включае ШМ проектной ситуацп (ШМ ПС) \ ШМ проектного радения (ШМ ПР). При ршенш проектних задач використозусться 1ЛМ ПС як проекцтя ШМ, що мгстить в соб! наб!р преднкат!в, ям описують сформульовану проектну задачу I даш, меобх!дн! | достат для й вир!шення. 1ЛМ ПР формуеться в процес! ршеиня проектно? задач! I мгстигь в соб! предикати, як! описують проектн! результат«, одержан! в процес! радения задач). В свою черту ШМ ПС складаеться з 1ЛМ об'екта проектування МЛМ ОП) I 1ЯМ проектноТ задач! (1ЛМ ПЗ). ШМ ОП м!стить в соб! наб!р предикате, який повно I негротиргчно описуе необхщн! проектн! дан1. (ЯМ ПЗ включае до свого складу предикат, який характеризуе тип вир!шусмоТ задач-!.

Описан! особливост! вияалення, формал!зацн (' представления знань про модель ПО, що доанджусться. Представления знань в ШМ про!люстровано па приклад! формування предикате, як! входять до складу роэд!лу "Матерга/ти виготовлення консгрукци".

Моделювання процесу проектування, а також обробка ШМ та ¡ншнх знань, представлених в БЗ ЕС, зджснюаься за допомотою метажань, як'| яходпгь до складу ЬМЗ ! формалЬують експертн! стратетн вир1шення рЬномажтннх проектних задач.

Концептуальне воображения процесу проектування зд!йснено за допомотою модел! семангичнот мереж!, ¡срарх'мна структура яко!' втдгтовгдае посл/довност! д»й експерта при р!шенн1 проектних задач. Приведений фрагмент семантично! мереж!, що описус процес проектування, в якм терм!нальн! вершини мтстять предметна зм!нн! предикат!» ШМ ОП; нетерм'итальн! вершини - метазнания, як! використобують ефехтивн! ун:калон1 процедур« I правила (одержан! в результат! декомпоэици рЬноматитних проектних ш»ач до р!вня проектних операцш) або с^акти, при виконанн! яких конкретнзукпься предмет! змшн! в!дпов!дних предикатив ШМ ПР; дуги описують характер ЕИкористання прпекших параметр!в у процес! рщення проектних задач I взаемозв'язки, як! ¡снують ктж метазнаниями. Сукупшсть зв'язних дуг I вершин Ыдноедае Набору метаэиамь. Для предстазлення метазнань в БМЗ використана логина модель. В якосц математичного апарату використпно бататосортне обчмслення предикапв псришго порядку.

Для адекватного опису рЬиотианпнкх проектних .ситуаций при представлгн»« знань

про експертн! стратеги' ршеиня проектних задач, дослщжен! i формалёзоваш внутрёшня та зовн!шня структури метазнань. Лёд енутршньою структурою маеться на уьаз! представления метазнания, яке ((зормалёзуе стрателео рёшення конкретно! проектноё задачё при конкретней проекций ситуац/7. Лед зовн!шнвою структурою разумеется представления набору метазнань, яке повно та непротирёчно формалЬують множину сгратет !Й, що еикорисгоауються екслергом при ршенш конкретно7 проектное задачi i враховують р1зноман1Тн1 проекты ситуацёё.

Внутрёшня структура метазнань (МЗ) адекватно олисуеться за допомогою нотац!) БекусаНаура:

(<умаад.>| ПРЕДИКАТ И>АСИ(<ПРЕДККАТИ 6ni>(

<СУ«ГПИ1С1Ь 11ИПКЦЫХ ОЩ|*АЦ1И>.

<*НО»А>.:«

<Н» »IP ПРЕДИКА! И IIIH > «ПОРеВИЯННЯПРЕДМЕТНИХ ЗМ||1НИХ> I <нд»!р преднкаив кем ».

<!1АЫ1> ПРЕДИКАТ!» UM >.-;-

■ПРЕДИХА! 1ЛН OD' | ПРЕДИКАТ HTM Oll <H»6li> МРЕДИКАТеВ 1ЛМ > I предикат iah tu- | предикат 1лм iw <ha5U> пе-едциатш <лн >.

«лредикати 6mj»::« «предикат)! ЬМЗ> | <mj>.

<сукупн1сгк проектних онерацм---"

<ПРОТКТе1А операщя • «с»к»пн1сть псоектних ontpahiüi> | *(ipofкгна 0г1ера1|ш>

<11 POtKlH* ШПРИЦ/Я*::"

•Ч1МДИКАТИ В1- < НОРМУ ВАШ 1Я МИОЖИНИ 1СШНН0СТ1 ПРЕДИКАТА IHM ПРУ | «ПРЕДИКАГИ 81».

«ПРСДМАТИ Ы>..-

'предикат 116' «ирсднееати el > j предикат п6' 1 '»иедикат £(та' <.lptfthkatrt 6 j' | 'предикат впа' i 'предикат бд' ^п>чдш:ати ьз^ | предикат ед'.

<по!чвиян1т предметник iMIUli««»:-

ПР1ДМЕ1НЛ ЗМ11П1А' <ЛШРЛЦ1Я110Р1ВНЯННЯ^ ЕТАЛОННЕ ЗНАЧЕНИЯ'.

<ФОРМУ»А>|>|И МНОЖИПИ lUMelllUtll ПРЕДИКАТА ШМ №>;:-

'бИЛУЧЕННЧ ФАКТУ Э НИОл-ИНИ 1С1НШЮСТ1 ПРЕДИКАТА ШМ' АОДАННЯ eWtHTY ДО НПО Л*-Hirt ItTHiillOCTI ПРЕДИКАТА 1ЛЙ'.

<ОПЕРАЦ|Я П0Р1Ш1ЯШ1Я>::' >'| '<1 '•' | '>-' J '<»' | '<>'.

Кожне метазнании описус после'довнесгь кров ¡а решения проектноё задачу яка аёдпоцедас набору пёд задач, одерлаемх в результат! декомпознцп проектноё задач!, що потребуе аир!шення. Кожннн к рок рёшення прое,<тно! задач i олисуеться окремим метазнаниям, в результат! еикошння якого формуетсся множима ¡стинносте в!дпоа!дното предикату 1ЯМ ПР. Процес pieueHii« закёнчусшгя ycntumü, якщо yci тередикати, яке хнстяться у консеквентней частит мета знатен, приймають значения "ёстина".

Процес. нроеюуаання лёнёйних з&лёзобеюнних конструкцт е недетерменованим i складиим процессе* Врахування иедетермтовостё при коделювае-tni процесу проектування забеэпечуЕшси заидяки поеному i неефотирёчному представлению зо8н'|шмьо1 структури метазнань. Представления эоанёиеньоТ структури метазнань для кожноё проектноё задач! досяга£1ься иеляхом представления упорядкова»еоТ сукупностё внутрёшнёх структур метазнань, якё оиисують рёзномантти! проекте)! ситугце! для конкретно!' проектноТ эадачё. Улорядкован!сеь Метазееань вёдображае послщсвш'сть дёй експерта при аналёзё проектноё снтуафё. Лаведсно приклад реалнацёё метазнань На Moei Turbo-Prolog, який описуе фрагмент предстов/киня зкаме про лргецег р/(ие;ння ^адач розрахунку гюхилих лерере'зе'а.

Дружн!н жтерфейс "Прсектувальник - ЕС" включае до свсо складу л1нгво-граф!чний д!алог (ЯГД) I пщсистему пояснень (ПсП). Прогнал! зован! проблеми, як! повинш' виршуватись при побудов! ¡нтерфейсу, розглянун вимоги до д!алогового ¡нтерфейсу, описан! р1вн1 структури д'алогу (глобальний, темагичний, локальний) тощо.

Основним призначенням ЛГД е формування середовища постановки проектно! эздач!, яке повииче моделювати та враховувати особливост! традицтною процесу проектуйання (при цьому в!дбуваеться заповнення мНожин ктинност! в!дпов!дних преднкаш ШМ ПС) та воображения результата проектування у внглядт, який доззоля« корисгувачу 1С однозначно ¡нтерпретувати \'х як!сть (при цьому вщбуваеться обробка предикапе ШМ ПР).

Описана глобальна структура ЛГД. Проанал!зоваж особливоси еиконання етап'ш, як! входять до складу глобально! структури ЛГД ! пов'язан! з обробкою ШМ; розглянут! питания роэпод1лу Мцщгиви м!ж користувачем г ЕС.

Основн!* проблеми, як! виркиуються при представлен™ знань, необу!дних для оргаитзаф? ЛГД, пов'язант з визначенням типу проектно? ( фррмуван«Я!Ч набору проектних даних, необхщних достамх для вир!итення проектноГ задач!. Це зумовтое доцтьнкть нобудови ЛГД у вигляд! двох компонент: {¡} компоненти формування типу проектнот задач! та (и) компоненти формування набору необходим* проектних даних. Кожна компонента ЛГД визначаеться власното структурою д!алогу. Для описания структури д|'алогу компоненти (¡) використовуетьсв ¡ерарх^чне деревннне представления ! ця компонента ¡менуеться деревинною компонентою ЛГД (ДК ЛГД); для компоненти (¡¡) - мережеве представления ! вона ¡менуеться мережевою компонентою ЛГД (МК ЛГД|.

Для представлении знань, иеобх!дних для побудоои ЛГД, викпристача лог!чна модель. В якост! матемагичного апаратз викорнстано багатосортне обчислення предикат!« першего порядку.

Структура ДК ЛГД вщображае структуруяання задач, 1цо виршугаться, виконане з урахуванням взаемоэв'язюв, як! ¡енують м!ж зм!стом проектних процедур г задачами ПО.

Наведен! ¡люстрац!), як! характеризуют структуру та змкг ДК ЛГД, що реализован'! в ЕС КОНСТРУКТОР. Дуги деревянно! структури ДК ЛГД описугать альтериативи розвитку д!алогу. Вершини - зм!ст конкретних кроки диалогу, П!д крежом дилогу маеться «а уваз! елементарна д!я ЕС в процес! д!алогу ! в|'дпов!дна ?й реакцн) користувача. Терм!нальн! вершини деревинноТ структури ДК ЛГД мГстять перелк зада1/, Як/ в результат» виконаного структурування ¡иднесен! до единого типу. Нетерминальна вершини т'стятъ фрагмент« д!алогу, як'| описують суттево важлив! ключов1 етапи постановки г.роектноТ задач!.

ДК ЛГД реал!зована у вигляд! системи "меню". Знания про структуру ! зм!ст ДК ЛГД представлен! набором предикат!», кожниЙ 'з якИх описуе окрему нетермЫалъну вершину, п зм|ст, з»'яэн!сть з !нцидентними вершинами, розтвцюваними нижче, ! "х тип. .

Наведен! эмктовн! приклади представления змянь для р'пнчх вершин структур» ДК ЯГД. Описан! питания peanisaqii На mob'i ТнгЬо-Рго'од рекурсивного нроцесу обробки лнань про структуру ДК ЛГД, який забезпечуе ефектиане просуваттня по ii структур! i завершуеться вмбором нормстувдчем типу проектно! задач!, який tfjopMye. множину ¡стинност! предикату 1ЛМ ПЗ.

Структура МК ЛГД втдображае взчемозв'язки М!Ж типом проектнот задач! i унжальними фрагментами диалогу, як! забезлечують запит коикретних проектних даних, необхщних для внр!шення задач!. Для збору уижапьннх фрагменттв диалогу До доцтьноТ д1алотовоТ пос.фдовносп використовуються знания, як! описують посл!довн!сть запиту проектних даних, адекватну особливоглям ПО, що досл!Джу£Ться.

Наведена ¡лкзстрацтя, яка втдобрпжае фрагмент мережерсм структур« МК ЯГД. В якосп термшальних вершин мереж! вистугтають топи проектних задач, в икост! нетермнальних вершин - унткальн! фрагменты дтаяоту, в якосп дуг - взасмозв'язки, як! тснуклъ м!ж типами проектних задач ! фрагментами диалогу. 1г.рарХ1чн!сть представления мереж! досягаеться за рахунок воображения на мережт знань, як! описують доц!яьиу послтдовшсть запиту проектних даних, адекватну особливостям ПО.

Структура МК ЛГД представлена в БЗ у вигляд1 списку списюв, який е предметною зм!нною втдповтдного предикату. Улорядковантсть п!дсгтиск<в у списку списюв вщображае зиання про доц(пьну послтдовт'сть-запиту проектних даних. Кожчий подсписок мтстить два тили елеменМв: голову списку,' яка описуе ункальний фрагмент Д1влогу (нетермтальну вершину мереж!}, а гтроцест викокання якого визчачаетвся значения вхщного проектного дачого, якя формуе множину ¡стииностг в(дгтов!диого предикату 1ЛМ ОП; i xbict списку, який вк/ггачае набтр тигле проектних задач (термитальж вершини, дугами пов'язант з нетерминальною вершиною/, для вирЫення яких необх)дне зазначене прсектне дане.

Наведений зм'кювний ярихлад представления знамь про структуру МК ЛГД. Показана программа peantaaqi» на Moei Turbo-Prolog i доклад™ описаний рекурсивний процес обробкн эманъ про структуру МК ЛГД, який забезпечус повний перегляд структур» ' мереж! э . формувачням дофльмот дтапогово! посл!довносп i текстово-граф!чну ¡нтерпретацтею фрагментов дтзлоту, як! входять до складу д^алотово? гюсл!Довност!. В рроцеа тнтерпретаци формукзться текстов! анкете i меню, статичнт i динам1чн! граф'|чн! образи, як! враховутоть ерголоумчнт вимоги до ¡нтерфейсу, створюгать ефективне середовищй для комуиткацтТ. гроектувальника з ЕС I за 1х допомогою забезпечуеться запоеиения множин. ¡стинност! предикатт 1ЛМ ОП. В процес! дгалогу аксюми БПА. виконують верифжацтю значень проектних даних, яю задатоться користувачем ЕС.

Основним призначенмям ГсП с забезгтечення процесу пояснения проектних результате, одержайих засобами ЕС. Приведем! еимоги до пояснень, а також умови, яким почини! BifltiOBinaTM пояснения, що подаготьсг». Проаналтзоаан! питания повчоти подання

лояснень засобами ПсП та внбору I розробйи метод!а формування пояснено.

Меюди формуваиня пояснеиь заснован! на викориаанн! траси ршення конкретно! проектно! задач! (див. опис внуфшньо! структур« ИЗ - "Предикат траси") 1 на г.аият "Применена д!я ПсП". П!д примциенаю д!ею маеться на уваз! мЫмальний фрагмент процесу р!шеппя задач^ який тдлягас пояснению. Показано, що траса ршення задач! протрамно формустися в результат! виконання пооидовност! метазнань ЬМЗ, як! онисують процес внушения проектно! задач! засобамн ЕС. Обгрунтовано, що примитивна д!я ПсП сшвпадае з пояснениям результат© вцконання конкретного метазнания. Нетоди формуаанин шксгш поиснень заснован! на сполучени! викориааини паяснень-шаблоиш ! пояснень, що генеруюшся.

Показано, що для забезпечення ооано1и обгрунтуванни проектного решения засобами ПсП виконуються пояснения-в!дпов!д| на три запмтання: "чому?", "як?" I "що?". В!дпов!дь на пигання "чому?" ¡нтерлретупьси як: "чому одержано саме хеке значения шукано(о проектного параметру?". Вщпошдь на питания "як?" ¡нформуе користувача £С, як! (! в як!й посл!довност!) правила I процедур« ПО використан! и процес! р!щення задач!. В!дпов!дь на питания "що?" показуе, як| проект«! операц!! були ьпконаы в процес! р!шення проек1но'| задач!.

На приклад! формуваиня пояснень на питания "чому?" розглянут! ссоблнвост! програмно! реал!защ/ ПсП на мое! ТигЬо-Рго|од ! мегоци генерацн пояснено. Показано, що . и процес! генерацн поиснень а!д6уагеться сбрсбка предикатив ШМ ПС та Ц1М №.

Знания, необх!дн! для побудили ПсП мклшься а баз! «ояснень (6П), компонент! БЗ ЕС. Для представления знань в 6П аикормсгана лапчна модель. В якост! математичного апарату використано багатосорте обчислеимя предикат!в першого порядку.

Наведен) эмкгоаш прнклади представления энань щодо иояснень на питания "чому?", "як?" ! "що?". Показана, що ¡нтегровано пояснения на ц! литамня дозволяюгь повно I на р!зних рганях абстракцп обрунгу»а!и проектне ршення.

Трети гларА присвячена питаниям представления предмегних знань про ПО, яка досшджуеться, в БЗ ЕС КОНСТРУКТОР. До предмегиих знань належать процедурно-декларашвн! знания ПО, процедуры знания ПО ! декларатим знания ПО.

Процедурно-декларативн! знания (Ю включають до сеого складу правила ! акс|оми ПО, як! формуюто 6ПА, компоненту БЗ ЕС.

Дли представления правил ! ака'ом в БЦА еикористана логмна модель. В якост! математичного апарату використано баяпосортне обчисления пр^дикат!в першого парадку.

Акс!оми ПО описують добре формализован! знанья, яы в!дображають вимоги нормативиих документ!» ПО до значень проектник параметр!«, що формують инояшну ¡стипност! предикат!в 1ЛМ ОП та ШМ ПР. Актами викорисювують наяану в 1ЛМ !иформац!ю про конструкцию, що проектусться, для перев!рки значень проекгних

параметрт, як! эадаються користувачем або визначаються засобами ЕС.

Акс'юми БРА поставлен! у в!дпов!дн!сть з розд>лами ШМ. При.чначення аксгам визначасться зм!стом конкретного розд!лу. Наприклад, розд'шу !ЛМ "Функцюнальне приэначення конструкцч та умови П експлуатацн" в!дпов!дагать ексгами по nepenipu! належносп зал!зобетонно'| копструкцп, яка проектуеться, до класу лшнших; по переа!рц! значень коефщкнпв умов робоги бетону та арматури тощо. Роздтпу 1ЛМ "Геометр!» нормального перерозу елемему" во'дпоЫдають аксюми по перев!рц'| коректност! зявдання po3Mip!e поперечного nepepby конструкци в залежност! в!д виду проф!л>о i т.in. Зазмачен! акс!оми мають формат предикатних формул 3i зв'яэаними зм!нними.

Для перев>рки значень предметних эмЫних предикате деяких pojflinie 1ЛМ (наприклад, "Параметри несучо! спроможност! елементу") використовуються акс'юми, Hi<i м!стять розрахунков! ! емтричн! сП1вв!дношення, за допомогою яких в!дбувасться верифжзшя значень проектних параметров, що задаюгься користувачем.

Приведен! зм1стовн! приклади представления акс!ом на мов! Turbo-Prolog.

Правила ПО описують важко формализован! знания про проектування лЫ'йних зал^зобетонних конструкций. До таких знань належать знания про призначення доц!льних параметр!в проектних дамих, знания про лргоритетность перевизначення лараме-грш проектних даних, праеила конструювання, тощо. Правила БПА формал!зують неявн! взаемовпливов! залежност!, як! ¡снують мож проектними параметрами i за ix допомогою генерують доцольн! значения окремих проектних параметр«.

Окрем| правила, представлен! в БПА, мають формат правил продукций (наприклад, правила конструювання; правила, як| описують пр!оритетн!сть перевизначення параметрщ проектних даних тощо). tum! правила засновам'| на використанн! ефективних емп!ричних i розрахункових cnieeiцношеиь (наприклад, правила визначення доцольних параметров класу i гиду бетону, класу арматури, po3Mipie елемент!в профолю перер!зу тощо).

Изведен! прмкляди розрахункових спгев'дношень, як! використовуються в якост! правил БПА, подан! приклади представления правил на Moei Turbo-Prolog.

Процедурна знания ПО включають до сеого складу процедури ПО - добре аруктуроваж знания про розрахунки лМйних зал!зобетонних конструкц!й по двох трупах граничних стан!в без врахування ефекту попереднього напруження. Процедури ПО представлен! в ПБ, компонент! 63 ЕС. За допомогою процедур ПО в!дбуяаеться оцонка засобами ЕС nepepisie конструкци, що проектуеться, по несучм спроможност! i по Придатносн до нормально! експлуатацм.

Докладно описаний склад процедурних знань i перел!к розрахункових задач, знания про решения яких представлен! в процедурах ПБ.

ПБ м!стить сукупншть унтпльних процедур ПО, кожна з яких визначае конкретний прпектнпй параметр, сформовану в результат! декомпозици вс!ляких проектних задач.

Процедур« ПБ реадёзоиан! ■ в середоаищ! мови Turbo-C. В ЬЗ комна процедура ¡итерпретуеться нк предикат i для и' п!дключе)|ня використовусться стандартний ¡нтерфейс furbo-Prolog - Turbo-C. Описан! особлиьост! засгосування заэначеного ¡нтерфейсу в БЗ.

Декларатианё знания ПО вк/ючаюгь до едою складу формалёзоиаму нормативно-доыдкову !нфорнац!ео ПО (характеристики магереалев, як! використовуеоться, р!зноман!тн! ризрахунков! коеф!цёен'ы, мшу фактографпну ¡нформацю, яка використовуеться в процес! ироектуваиня). Декларатиан! знании мктяться в БД, компонент! БЗ ЕС.

Для заосзпсНсния ефектиьностё обробки деклараминих знань а прицес! ix представления ьикористано спелучення логёчпо! ! релицшно'е моделей. Показано, що це досягас'1ься завдяки моллнвостям реляцИис! мойи Turbo-Prolog.

Знания в БД представлен! як у ьиглид! набору факш, так i правил по обробц! факпв. LJi правила врахоаують ьзасмозалежност!, що ¡сееують м!ж характеристиками матерёалёв, коефёцёентами i т.ён. Приведен) змютовпё приклади представления знань в БД на мов! Turbo-Prolog про норматиан! i розрахунковё характеристики бетону i арматура.

В четперпй fanj розглянут! питания представления знань в БЗ ЕС КОНСТРУКТОР про консгруюаання ленейних эал!зобетонних конструкцщ.

Пёд конструюаанням лшейних залёзобетонних конструкц!й розум!етися аиконания засобами ЕС наступних функций: п!дб!р доильного виду i геометричних розмерев найбельш гюширених вид!в поперечник nepepbia (дзотаврових, таврових, прямокутних, квадратних); п!дб!р та розставлення поздовжньо! арматури в названих видах поперечних nepepi3ia.

Для представления зиани про конструюаання. використана лоеёчиа модель. Формал!зованё знания про конструюаання мёстяться в БПА БЗ ЕС КОНСТРУКТОР. Процес конструювания реализований на мог) Turbo-Prolog.

Процес конструювания формально описуеться тршкоео: R = <Q,P,Z>, де Q - ск!нченна множима проектних параметрёв, як! характеризуют лён!йнё зал!зобетонн! конструкцёё; Р - скёнченнг множина правил конструювания; Z - вид!лена !з множини Q шдмножина, яка описуе наб!р проектних парамефёв, необх!дних для решения проектное задач!. Розглянутий склад кожноё множини. Множина Q е шдмножиною узагальнено! 1ЛМ ПС i спёвпадас з алфаветом формально!" системи R. Множина Z включае до свото складу 1ЛМ ОП та I/1M Г13 i спёвпадае э аксёомами систеии R. Множина Р е правилами висноаху в формальней систее-е! R. Процес конструювания полягае в упорядковакому посл!довному эастосуианн! герасил множини Р до елемеит!» множин Z i Q, а результат! якого формустьск piuieetHfl задач) конструювания. Процес представления знань про конструеозання полягаг в формуванш множини правил Р.

Проанал!зоваиа проблема пёдбору доцёльного виду ' проф|лю i геометричних пароме ера перерёзу ленёйних залёзобетонних конструкций. Метода р!шенн» цёеТ прсблеми не описанё в спецёалияёй nheparypi • проектуаальники, як правило, зд!йгнюють ьи6!р вееду

лроф'шю i призначення iгометриччих параметр!» ПерерЬу "¡з зягапьних «¡ркуваиь'', щп призводнть до неякгагих проектних рпиень. Описан! передумови, nxi покладен! в основу подбору виду проф'тю. Показано, що Ыдб!р доц^льних параметра профЫю в'|дбуваеться при умов! забезпечення рекомендовано)о одиночного армування nepepby, яке досягасться за рахунок повноц!нното внкорисгання стиснуто! зони бетону шляхом формування звис!в полок в сгиснупй зон| перер!зу. Приведена ¡люстрацт, яка характрризуе niflxifl, прийнятий для виконаиия процесу подбору параметров nepepby лмйних залЬобетонних конструкций.

Описана математична модель подбору параметр!® перерезу. Наведен! математичн! сп!вв!дношення, за допомогою яких визначаються теометричн! розм1ри ребра та полок проф!лга поперечного nepepby л!н|йних эалЬибетончих конструкц!й. Описана посл)довн!сть виконання процесу ги'дбсру виду ! геометричних параметр!в профилю поперечного перер!зу.

Детально описан! питания представления та обробки знань про тдбф параметр!В профи'лк} поперечного nepepby. В процеа рекурсивного п!дбору параметр!» перергзу . вщбуваЕться аналЬ елемент!в nepepby, як> розташован! в стиснунй зон! nepepby. Для кожиого елементу за допомогото формалЬоааних математичних сп!вв!дношень i правил конструювання в процес! обробки знань рекурсивно визначаються доц!льн! значения розм!р!в ЗВИС1В полок (якщо з'ясовано, що необх!дне зб|льшення стиснуто! зони бетону), або ребра, при яких коефщгснт армування nepepby досягае свото оптимального значения (1% :-2%). На баз! визначених po3Mipis елеменпв перер!зу формуеться вид профшю, який Е доцтльним в данш проектн!й ситуацм. Наведен! змюовж приклади представления та обробки зазначених знань в середоэищ! мови Turbo-Prolog.

Процес шдбору параметр!з профглга зд!йснюсться з урахуванням обмежень, як! може зэдати користувач (обмежень по геометричних po3Mipax перер!зу; виду профилю). Ззвдяки цьому процес подбору гтяраметргв гтроф1Л(о включае: тдб(р виду проф!лга ! геометричних параметров nepepby (при задаиих обмежеинях габаритних розм)р!в або розм)р!в деяких елеменпв nepepby) i П!дб5р геомегричних параметр!в перер!зу (при задвному вид! проф!лю). Одержан! результати конструювання в!дображакэться засобами ЛГД у заичному для проектувальника графскому вигляд!.

Наведен! ¡люстраци результат^ шдбору засобами ЕС КОНСТРУКТОР параметров рЬних вид!в проф1л;в поперечного перер!зу лЫйних залЬобетонних конструкцж, як! демонструють найбЫыи ефективн! конструктиви! р!шення в дан!й проектн!Й ситуаци.

Однкю з найв!дпов!дальн!ших задач конструювання е задача Ыдбору та розставлення поздовжньоТ арнатури у tiepepbax лМйних залЬобетонних конструкцт.-Cwiaflrticrb nie! задач! лолягае в необх!дност1 додержання проектувальником численних прави/т конструювання, правильне ( повне застосувзння яких потребуе значного конструкторского ДОСВ1Ду.

Сутн!сть задач! тдбору та розставлення поздовжньо'! арматури полягае в

упорядкованому застосувлнн! праакл консгруювання для розподменкя потребно!' площ! лоздавжньо! арматури по перериу конструкц!/ з метою эабезпечеиня несучо! спроможност! I лридатносп до нормально! експлуатацп л!жнно| эалЬобетонноТ конструкцн, що проектуеться.

Приведен! виявлен! правила хонструюаання, яю використовуютьсл в прочей шдбору 1 розставлення позаоижньо! арматур». Показано, що в процес! виявлення правил вракоьувалисв вимоги, нн I характ еризують вплиа р!зних проектних параметра на процес консгруюзання. Воображен! 1 охарактеризован! сшввдношення аимог ! шдлов!дних елеменпв множиии правил Р (диа. формальний олис процесу конструкции«), зроблен! лосилання на релевангн! правила кинструюеапня, як! використовуються в процес! шдбору та розставлення псздовжньоТ арматури. Показано, що врахуаання зазначених . вимог за рахунок улорядкованого застосування едасмдннх правил консгруюваиня приводить до сдержзння единого конструктивного решения на мдан>й мно«<ин» вх!дних даних, яке эадоаолььяе ус! правила конструювання.

•Надана загальна характеристика преднкапв ШМ, вц| опнсують поздоажто арматуру. Зазначен! предикаги характеризуют клас поздовжньо! арматури, рлднкть армувапня, кшьюсть стержнш у кожному арматурному рпду, значенья д!аметрм ! ириа'язки стержнш.

Процес шдбору та розставлення поздэижнЫ стержмв викануегься окремо для разтягнуто! I стиснуто! арматури. При цвому вир1шен:т ц!е! задан! для стиснуто} «рмагури здйенюеться на основ) коиструктивнлх ркиено, прийнитих • в процес] шдбору та розставлення роз1ягнуто? поэдовжноа! арматури.

Задача шдбору та розставлення необхдаюТ (розгж ну ю!/стиснуто!) поздовжньо! арматури включас до свсго складу три азаемшов'язан! шдзадач!: твдб!р стержни поздовжньо! арматури; розподалемня шдйраних стержн:а по елементлх перер1зу конструкц!!; розставлення арматуршх стержни е перерЫ залЬобетонноТ конструкц!!.

Процес пщбору стержжа. поздсвжньоТ. арматури вщбуааеться гюслщоано вщ формування першого арматурного ряду до формуцання ряду, площа арматурмих стержни якого {з урахуеанням площ стержни, т розмаден! е напереди!* рядах) дозволяе суиарно досягти потр!бно'( площ! арматури.

Процес гмдбору стержнш поздоажюо! арматури включае п!дб!р к!лькост! стержнш в арматурному ряд!, п|д6!р ном!нальних зиачень д(аметрю ! визначемня кшькост! ряд;в лоздовжньо! арматури у а!диов!дн!й зон! (разтягьуш/стиснутш) перерау лщтна! залЬобетонно! конструкц», що проектуеться.

Нддан! зм!стозн! приклади представления ! наведен! та описан! ключоы етапи обробки знань в середоеищ! мови ТигЬо-Рсо1од про процес шдбору поздовжньо! арматури, якнй заспоааннй на пошдовному упсрядкоааному використанн! шдяоидних правил конструмБлнм*. Докладно описаний процес рекурсивного шдбору «¡лькосп' стержмв а рнду

та ix д'|аметр|в i переходу (якщо потр!бна плота арматури не вичерпана) до наступното арматурного ряду. В ход! цього процесу в!дбувэеться поступоне нарощування к!лькоси стержи!в у ряду (вщ мнпмчльно до максимально мпжливого} з перевизначенням д!аметр1в арматури та перев>рко'0 поточних конструктивних ршеиь на ix в1дпов!дн!сть форматзованим правилам консгруювання, якг стосуюгься процесу л!дбору. П|дб!р ррматурних стержн!в проводиться з м!н!м!зац!ею перевитрати потр!бно1 площ! армшури. П!д!бран| кшыйсть ! *)аметри арматурних стержтв формують множини ¡стинноси в!дпов!дних предикатга 1ЛМ ПР.

Детально розглпнум особливост! представления знань про процес тндбору поэдовжно'/ арматури для р!зних проектних ситуации.

Представления та обробка знань про процес розподшення поздовжн'гх стержн!в по елементах перер'зу (ребру, эвисах полок) спрямован! на визначення допустимо! к!лькост'| стержшв, яку з П03ИЦ1Й правил конструюгання можливо розм|'сгити в межах ребра та полки перер!зу частини конструкцп, яка розглядасться. При цьому зд!йснюеться перев!рка на лартсть гнд!бранот к!лы<ост! стержн!а у Даному ряд) i кЫькост) стержн!в, розпод^лених на в!дпов!дн! елементи перер!зу в попередньому арматурному ряд! (або, якщо розглядасться перший ряд, максимально! кшькост! стержн!в, яку можливо розмктити в межах ребра та полки).

Докладно описаний процес представления знань про розподшення поздовжн!х стержн!а по' елементах nepepby та приведен! эм/стовн! приклади реал!зацп процесу обробки представлен!« знань в середовищ! мови Turbo-Prolog.

Розставлеиня стержма поздовжньоТ арматури в перерЫ зал!зобетонно! конструкцп • передбачас издания номера г визначення координат для кожного арматурного стержня.

Процес представления та обробки знань про розставлеиня стержн!в враховуе результат» погтередтх етапгв консгруювання ! полягае в застосуванн! правил консгруювання, як! у в!дпое!дност! з виконаним розподшенням стержн!в по елементах перер!зу визначаготь доцтьн! прив'язки стержм1в поздовжньоТ арматури та формують Тх порядков! номерм. Визначеш номери f прив'язки стержн!в поздовжньоТ арматури формують множини !стинност! в!дпов!дни* предикат» ШМ ПР. Одержан! результати пщбору та розсгавлення поздовжньоТ ерматури »¡дображаються засобами ЛГД в звичиому для проектувальника граф!чному еиглядг.

Представления та обробка знань про розставлеиня поздовжньоТ арматури npoimocTpoeani численними прикладами на- wob! Turbo-Prolog. Опис процесу представления. та обробки знань про т'дбор ta розставлеиня поздовжньоТ арматури супроводжусться характеристикою особливосгей врахуванмя ащпотцник правил консгруювання.

Приведен! ¡люстрацй результат!» п!дбору i розставлеиня стержшв поздовжньоТ арматури в р!зних видах профЫв поперечного nepepisy л!н!йних зал!зобетонних

конструкц!й засобами 1С КОНСТРУКТОР, як1 демонструють як!сн!сть одержаних конструкт ивних ршень, що в!дпопадають уам вимогам правил коноруюцання.

Ц закцюченнт' подан! основм вмсновки по робот!. Наведем наукчш ! практичи результат дисертаци.

Ё ДШШЙХ наведен! довтдки про впровадження резулвтаттв дисертац!йноТ роботи.

Оаювним результатом дисертацйноТ роботи £ дослщження, розробка, виб1р та адаитац|я метод!а I моделей представления та обробкн знань, и»т доцтлрко викорнстовувати при побудов! ЕС будюельною проектування. В робот! доведено, щ,о зазначен! методи ! модеш дозваляють эабезпечити адекватне предсывлення ! ефектиену обробку рЬноманнник знано про 6уд1йелиив проектування та моделювати процес будтвельного проектування ЫдповЦно особливосшм традмцтйного проектного процесу.

Основн! наукой!! пракжчн! резулыати роботи полягають у наступному:

1. Эапропонований та обгрунюааний метод выявления видш експермих знано, як! викорнстовуиэться в процеа будтаельного проектування ! необхвды для представления в БЗ ЕС. Дослтджен! ! винвлен! фактори, як! впдиаають на процес прийнягтя проекгних ртшень та на характеристики ЕС будшельного проектування.

2. Запрогтонований, обтрунтований та реалкзованпй п!д>ад по представлению I обробцт знань про процес будшельноги. проектування на основ! адашацй' концепцц 1ЛМ.

3 Теоретично доелтджен!, розроблеы та реалтзоваш методи органЬацн ятнгво гроф!чнс«о д1алогу "Проектувальнитс - ЕС".

4. Теоретично доелт'джеш, резроблеш та реализован! методи органпаци поиемювальнот компонента в ЕС будшельного проектування.

5. Эапропонований, об грунтований та реалиований п!дх!д ло' представлению ! обробц! предметник знань про ПО, яка дося!джусться, в галуз! 6уд!вельнога проектування на основ! концепцн ММ.

6. Запропонован!, теоретично доелтджен! та. реализован! методи рниекня творчих задач будтвельного проектування на. приклад! комплексного аиртшення прпблеми конструювання перерЫ» лтжйних залтэобетоиних конструкций засобами ЕС, який вкдючае шдб!р доц!льного виду ! геометричних розитртв перер!зу лш!йного • эалтзобегонного. елемемту, що проектуеться; Ыдб!р та розставлення поздовжньот арматури.

Осноан! результату дмсертзцн впу6л}кован} в наступних роботах:

I. Яловец А.Л., Наумова Н.В., Попова Н.М. Особенности • формирования лингвистической базы знаний экспертной системы автоматизированного проектирования 'лилейных железобетонных элементов // Прикладная информатика а архитектуре и гр.чч£ч-1цоитепйС1ье.- К.: КиевНИИТАГ, 1989. - С.76.-86.

2. Лихогруд Н.Г., Малячеаский Л.Д., Яловец Л./1.. Представление знаний о предметной области "Проектирование линейных железобетонных элементов" в бате знаний экспертной системы КОНСТРУКТОР // Прикладная информатика в архитектуре и градостроительстве. - К.: КиевПИИТЛГ, 1990. - С.69 88.

3. Лихогруд П.Г., Яловец А.Л. Информационно-логическая модель линейных железобетонных элементов в экспертной системе КОНСТРУКТОР // Автоматизация проектирования объектов ераждансхого строигельства.-К.: КиевЗНИИЭП, 1990. - С.94-106.

4. Яловец А.Л. О формализации подбора размеров полок в балках тавровое о и двутаррового профиля / / Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства. - К.: КиевЗНИИЭП, 1990. - С. 106-109.

5. Яловец А.Л. Особенности представления и обработки знаний о конструировании железобетонных балок, в экспертной системе КОНСТРУКТОР // Прикладная информатика в архитектуре и градостроительстве. - К.: КиевНИИТАГ, 1990. - С. 104-135.

6. Лихогруд Н.Г., Яловец А.Л. Аналитический обзор инструментальных средств представления знаний в экспертных системах //Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства.- К.: КиевЗНИИЭП, 1992.-С. 17-29.

7. Яловец А.Л. Анализ процесса проектирования линейных железобетонных конструкций с точки зрения представления знаний// Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства. - К.: КиевЗНИИЭП, 1992. - С.36-54.

8. Яловец А.Л. Формальное описание процесса конструирования линейных Железобетонных элемент* // Автоматизация проектирования объектов гражданского строительства. - К.: КиевЗНИИЭП, 1992. • С.81-88.

9. Яловец А.Л. Особенности представления и обработки знаний в подсистеме объяснений ЭС КОНСТРУКТОР // Автоматизация проектирования объектов фажданского строительства. - К.: КиевЗНИИЭП, 1992. - С.89-109.

Ю. Лихогруд Н.Г., Лихогруд Г.М., Яловец А.Л. Экспертные системы проектирования объектов строительства // Новости искусственного интеллекта. - 1993. - N¡4.- С.68-91.

Яловец А.Л. Методы и модели представления и обработки знаний в экспертных системах строительного проектирования (на примере предметной области "Проектирование линейных железобетонных конструкций"). - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.12 - системы автоматизации проектирования.- Киевский государственный технический университет-строительства и архитектуры, Киев, 1997.

Защищается (0 научных работ, которые содержат результаты теоретических и практических исследований методов и моделей представления и обработки знаний в экспертных системах строительного проектирования. Установлено, что методы и модели, раэрабо-

ганныс м адашироьаниые в процессе представления и обработки знаний о предметной области "Проектирование линейных железобетонных конструкций", целесообразно использовать при построении других экспертных систем строительного проектирования. Осуществлено внедрение результатов диссертационной работы.

Ya)i>vets A.L. Methods anil models of the knowledge representation and processing in expert systems of building designing (on example of object field "Designing of linear reinforced concrete constructions").- Manuscript. Thesis for л kandidat'b degree by speciality 05.<3.12 - automated designing systems.- Kyiv State Technical University of Building and Architecture, Kyiv, 1997.

10 scientific works are being defended which contain the results of the theoretical and practical investigations of tlie ntelliods and models of the Knowledge representation and processing in expert systems of building designing, it has been ascertained that the methods and models worked out and adapted in the process of Knowledge representation and. processing about object field "Designing of linear reinforced concrete constructions" are expedient to be used while building designing hybrid expert systems creating. The results of the dissertation have been introduced already.

Kmo'ioiii слова: експертна система, база знань, представления знань, обробка зпаиь, логнни модель, предикат, процес проекгування, лМйш' залЬсбетонн! конструкцм, ,