Постановка задачи.
Данный алгоритм рассмотрим на конкретном примере.
Пусть в некотором районе поиска выделена совокупность перспективных участков, которые предстоит опробовать с целью отыскания участка нужного промышленного значения. Требуется среди совокупности перспективных участков выделить минимальную подсовокупность, содержащую один участок нужного промышленного значения. Иначе говоря, задача направления опробования заключается в установлении такой очередности, при которой минимизировалось бы число лишних опробований.
Допустим, что в данном районе поиска еще не имеются совокупности опробованных участков. Кроме того, предположим, что из выделенных участков имеется пустых участков и участков, относящихся к местонахождениям, причем , т.е. число пустых участков гораздо больше числа полезных участков.
Каждой паре участков, описанных набором значений свойств ( ), (), поставим в соответствие меру сходства . Вычислим меру сходства для любой пары участков и построим матрицу размерностью .
Априорные предположения для рассматриваемой задачи сформулируем, опираясь на следующие условия:
1) количество участков, относящихся к месторождениям, значительно меньше количества пустых участков;
2) описания участков и меры сходства между ними выбираются таким образом, что участки, отвечающие месторождениям, значительно отличаются от пустых участков; пустые участки сходны между собой. Обозначим через — среднюю меру сходства между пустыми участками, — среднюю меру сходства между полезными участками, — среднюю меру сходства между полезными и пустыми участками.
Тогда формально априорные предположения можно записать в виде следующих неравенств:
.
Решение задачи направления опробования возможно и при других априорных предположениях (табл. 13, где мера сходства обозначена символом ). В данном случае мы ограничимся только выбранной ситуацией и сформулированными выше априорными предположениями.
Предположим, что для рассматриваемой совокупности участков определена матрица коэффициентов сходства и вычислены — максимальная мера сходства между пустыми и полезными участками и — постоянная для разбиения на компоненты связности. При этом под компонентами связности понимаются группы наиболее похожих друг на друга участков (в смысле выбранной меры сходства и ).
Величина выбирается таким образом, чтобы количество получаемых компонент было сравнительно небольшим, но не превышало число классов. Из решения решения ряда практических задач вытекает, что, в частности, в качестве можно выбрать среднюю меру сходства для всей совокупности участков.
Рассмотрим случай, когда и . В первом случае в каждую компоненту связности попадают участки только одного класса (в одну компоненту связности попадают участки, мера сходства между которыми больше или равна ; любые два участка из разных классов в одну компоненту связности попасть не могут, так как мера сходства между ними меньше ). Такие компоненты связности называются однородными. Во втором случае компоненты связности называются неоднородными, так как в этом случае в одну из компонент связности могут входить участки из разных классов. Остановимся на случае однородных компонентах связности. Алгоритм решения задачи при выбранных предположениях строится таким образом, что его можно использовать при некоторых модификациях для решения задачи направления опробования и при других априорных предположениях.
- Математические методы системного анализа и теория принятия решений Методическое пособие
- 1. Теория принятия решений 4
- 2. Линейное программирование 9
- 3. Нелинейное программирование 42
- 4. Игровые методы обоснования решений 51
- 5. Задачи распознавания образов 62
- Предисловие
- 1. Теория принятия решений
- 1.1. Задачи, связанные с принятием решений Проблема оптимальности.
- Основные понятия и принципы исследования операций.
- Примеры задач исследования операций.
- 1.2. Математические модели операций Искусство моделирования.
- 1.3. Разновидности задач исследования операций и подходов к их решению Прямые и обратные задачи исследования операций.
- Пример выбора решения при определенности: линейное программирование.
- Проблема выбора решений в условиях неопределенности.
- Выбор решения по многим критериям.
- «Системный подход».
- 2. Линейное программирование
- 2.1. Краткое представление о математическом программировании Предмет математического программирования.
- Краткая классификация методов математического программирования.
- 2.2. Примеры экономических задач линейного программирования Понятие линейного программирования.
- Задача о наилучшем использовании ресурсов.
- Задача о выборе оптимальных технологий.
- Задача о смесях.
- Задача о раскрое материалов.
- Транспортная задача.
- 2.3. Линейные векторные пространства Основные понятия линейного векторного пространства.
- Решение систем линейных уравнений методом Гаусса.
- Реализация метода исключения неизвестных в среде Excel.
- Различные схемы реализации метода Гаусса.
- Опорные решения системы линейных уравнений.
- 2.4. Формы записи задачи линейного программирования Основные виды записи злп.
- Каноническая форма представления задачи линейного программирования.
- Переход к канонической форме.
- 2.5. Геометрическая интерпретация задачи линейного программирования Определение выпуклой области.
- Геометрическая интерпретация.
- 2.6. Свойства решений задачи линейного программирования Свойства основной задачи линейного программирования.
- Графический метод решения задачи линейного программирования.
- 2.7. Симплексный метод Идея симплекс-метода.
- Теоретические обоснования симплекс-метода.
- Переход к нехудшему опорному плану.
- Зацикливание.
- Алгоритм симплекс-метода.
- 2.8. Двойственность в линейном программировании Прямая и двойственная задача.
- Связь между решениями прямой и двойственной задач.
- Геометрическая интерпретация двойственных задач.
- 2.9. Метод искусственного базиса Идея и реализация метода искусственного базиса.
- 3. Нелинейное программирование
- 3.1. Общая задача нелинейного программирования Постановка задачи.
- Примеры задач нелинейного программирования (экономические).
- Геометрическая интерпретация задачи нелинейного программирования.
- 3.2. Выпуклое программирование Постановка задачи выпуклого программирования.
- 3.3. Классические методы оптимизации Метод прямого перебора.
- Классический метод дифференциальных исчислений.
- 3.4. Метод множителей лагранжа
- 3.5. Градиентные методы решения задач нелинейного программирования Общая идея методов.
- Метод Франка-Вулфа.
- Метод штрафных функций.
- 4. Игровые методы обоснования решений
- 4.1. Предмет и задачи теории игр Основные понятия.
- Классификация выборов решений.
- Антагонистические матричные игры.
- Чистые и смешанные стратегии и их свойства.
- 4.2. Методы решения конечных игр Упрощение матричной игры.
- Решение матричной игры размерностью 22.
- Графическое решение матричной игры.
- Сведение задач теории игр к задачам линейного программирования.
- 4.3. Задачи теории статистических решений Игры с природой.
- Критерии принятия решений.
- 5. Задачи распознавания образов
- 5.1. Общая постановка задачи распознавания образов и их классификация Проблема распознавания.
- Обсуждение задачи опознавания.
- Язык распознавания образов.
- Априорные предположения — это записанные специальным образом, накопленные знания специалистов.
- Общая постановка задачи.
- Геометрическая интерпретация задачи распознавания.
- Классификация задач распознавания.
- 5.2. Подготовка и анализ исходных данных Общая схема решения задачи.
- Общая схема постановки и решения задачи Анализ данных с целью выбора постановки и метода решения
- 5.3. Методы опознавания образов Основные этапы процесса опознавания образов.
- Методы создания системы признаков.
- Признаковое пространство.
- Сокращение размерности исходного описания.
- Методы построения решающего правила.
- 5.4. Меры и метрики Понятие о сходстве.
- Меры сходства и метрики.
- Примеры функций мер сходства.
- 5.5. Детерминированно-статистический подход к познаванию образов Основные этапы детерминированно-статистического подхода.
- Получение исходного описания.
- Создание системы признаков.
- Сокращение размерности исходного описания.
- Нахождение решающего правила (метод эталонов).
- Коррекция решающего правила.
- 5.6. Детерминированный метод построения решающего правила (метод эталонов) Идея метода эталонов.
- Минимизация числа эталонов.
- Габаритные эталоны.
- Применение метода эталонов к частично пересекающимся образам.
- Дополнительная минимизация числа признаков.
- Квадратичный дискриминантный анализ.
- Распознавание с отказами.
- 5.8. Алгоритм голотип-1 Назначение
- Постановка задачи
- Метод решения задачи.
- Условия применимости.
- Условия применимости.
- 5.10. Алгоритм направление опробования Назначение
- Постановка задачи.
- Метод решения задачи.
- Условия применимости.
- Транспортная задача Математическая постановка.
- Постановка задачи.
- Теоретическое введение.
- Методы нахождения опорного плана транспортной задачи.
- Определение оптимального плана транспортной задачи.
- Заключение.
- Целочисленное программирование Постановки задач, приводящие к требованию целочисленности.
- Постановка задачи.
- Методы отсечения.
- Алгоритм Гомори.
- Первый алгоритм р. Гомори решения полностью целочисленных задач.
- Приближенные методы.
- Заключение.
- Параметрическое программирование Введение.
- Формулировка задачи.
- Теоретическая часть.
- Общая постановка задачи.
- Решение задачи.
- Геометрическая интерпретация задачи.
- Общая постановка задачи.
- Решение задачи.
- Геометрическая интерпретация задачи
- Постановка задачи.
- Решение.
- Геометрическое решение.
- Решение задачи симплекс-методом.
- Результат.
- Некооперативные игры n лиц с ненулевой суммой Введение.
- Теоретическая часть.
- Постановка и решение задачи.
- Заключение.
- Cписок литературы