1696

Построение экспертных систем на основе байесовских сетей доверия Исследование характеристик СПДС

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

При выполнении лабораторной работы была обучена байесовская сеть. Были получены значения состояний узлов близкие к исходным. Так же хороший результат был получен при обучении сети на основе выборки с 25% пропусков.

Русский

2013-01-06

153.12 KB

64 чел.

Нижегородский Государственный Технический Университет

Кафедра «ГИС»

Лабораторная работа №3

«Построение экспертных систем на основе байесовских сетей доверия

Исследование характеристик СПДС»

2 вариант

 

Нижний Новгород, 2012

  1.  
    Построить БС и СПР для задачи диагностики с двумя признаками.

2. Рассчитать характеристики СПР

Результаты применения СПР

0

*

*

0,3

150

350

0

150

1

150

1

0

*

5.14

25.678

474.322

0

25.678

0,701

35,581

1

*

87.1

435.483

64.516

1

64.516

0,222

2

*

91.5

457.317

42.683

1

42.683

0,083

2

*

0

63.2

315.789

184.210

1

184.210

0,190

99,999

*

1

9.68

48.387

451.612

0

48.387

0,627

*

2

63.2

315.789

184.210

1

184.210

0,190

3

0

0

17.8

88.999

411.001

0

88.999

0,081

35,725

0

1

1.34

6.677

493.323

0

6.677

0,541

0

2

17.8

88.999

411.001

0

88.999

0,081

1

0

96.4

482.142

17.857

1

17.857

0,078

1

1

62.8

313.953

186.046

1

186.046

0,061

1

2

96.4

482.142

17.857

1

17.857

0,078

2

0

97.7

488.599

11.401

1

11.401

0,031

2

1

72.8

364.077

135.922

1

135.922

0,021

2

2

97.7

488.599

11.401

1

11.401

0,031

 – множество номеров наблюдаемых признаков;

и – признаки (звездочкой обозначено неопределенное значение);

– апостериорная вероятность события, которое заключается в том, что пациент болен;

, – апостериорный риск, где – функция потерь (табл. 2);

– оптимальное решение (альтернатива);

– апостериорный риск для выбранной альтернативы;

– вероятность наблюдения (свидетельства);

– средний риск, соответствующий оптимальным решениям.

3. Проверить с помощью самостоятельного расчета величины , и для случаев, когда не определено значение одного из признаков и когда значения обоих признаков известны.

P(z2=0) = P(z2=0 | h=1)P(h=1)+ P(z2=0 | h=0) = 0.1*0.7+0.4*0.3 = 0.190

P(h=1 | z2=0) = P(z2=0 | h=1)P(h=1) / P(z2=0) = 0.4*0.3/0.19 = 0.632

P(h=0 | z2=0) = 1- P(h=1 | z2=0) = 1- 0.632 = 0.368

R0(z2=0) =  r(0,0)P(h=0 | z2=0) + r(1,0)P(h=1 | z2=0) = 0*0.632+500*0.368 = 316

R1(z2=0) =  r(0,1)P(h=0 | z2=0) + r(1,1)P(h=1 | z2=0) = 500*0.368+0*0.632 = 184

P(z1=1 , z2=0) = P(z1=1 | h=1) P(z2=0 | h=1) P(h=1) + P(z1=1 | h=0) P(z2=0|h=1)P(h=0) =  0.63*0.4*0.3 + 0.04*0.1*0.7 = 0.078

P(h=1 | z1=1, z2=0) = P(z1=1 | h=1)P(z2=0 | h=1)P(h=1) / P(z2=0, z1=1) = 0.63*0.4*0.3/0.078 = 0.96

R0(z1=1, z2=0) =  r(0,0) P(h=0 | z1=1, z2=0) + r(1,0)P(h=1 | z1=1, z2=0) = 0+500*0.96 = 480

R1(z1=1, z2=0) =  r(0,1)P(h=0 | z1=1, z2=0) + r(1,1)P(h=1 | z1=1, z2=0) = 500*(1- 0.96) = 20

4. Для БС с одним свидетельством исследовать влияние априорных вероятностей на принимаемые решения. Для заданного вариантом значения и матрицы потерь заполнить таблицу:

К=1

0,1

63.6

318.181

181.818

1

181.818

0,3

87.1

435.483

64.516

1

64.516

0,5

94

470.149

29.851

1

29.851

0,7

97.4

486.755

13.245

1

13.245

0,9

99.3

496.497

3.503

1

3.503

Диаграмма R(z0=1) = f(P(h=1))

Диаграмма R(z1=1) = f(P(h=1))

5. Для БС с одним свидетельством исследовать влияние элементов матрицы потерь на принимаемые решения. Для , заданного вариантом значения и априорных вероятностей заполнить таблицу:

100

900

0,9

87.097

116.129

0

87.097

300

700

0,7

261.290

90.323

1

90.323

500

500

0,5

435.483

64.516

1

64.516

700

300

0,3

609.677

38.709

1

38.709

900

100

0,1

783.871

12.903

1

12.903

Hp=r(1,0)/(r(1,0)+r(0,1))


6. Выполнить параметрическое обучение БС по выборке (сгенерированной в пакете Netica) без пропусков и с 25% пропущенных данных. Сравнить оценки параметров БС.

 


Результаты обучения по выборке без пропусков.

P(h)

h=0

h=1

0,68

0,32

P(z1|h)

P(z2|h)

z1=0

z1=1

z1=2

z2=0

z2=1

z2=2

h=0

0,932

0,043

0,025

0,13

0,824

0,046

h=1

0,16

0,59

0,25

0,37

0,215

0,415

Результаты обучения по выборке c 25 % пропусков.

P(h)

h=0

h=1

0,64

0,36

P(z1|h)

P(z2|h)

z1=0

z1=1

z1=2

z2=0

z2=1

z2=2

h=0

0,913

0,052

0,035

0,23

0,736

0,034

h=1

0,22

0,544

0,236

0,358

0,205

0,437

Вывод:

При выполнении лабораторной работы была обучена байесовская сеть. Были получены значения состояний узлов близкие к исходным. Так же хороший результат был получен при обучении сети на основе выборки с 25% пропусков.


Исходные данные

Таблица Значения потерь и априорные вероятности

№ варианта

1

0

300

700

0

0,8

0,2

0

2

0

500

500

0

0,7

0,3

1

3

0

700

300

0

0,6

0,4

2

Таблица Условные вероятности и

№ варианта

давление

рост/вес

1

0,8

0,15

0,05

0,3

0,6

0,1

0,1

0,7

0,2

0,3

0,2

0,5

2

0,95

0,04

0,01

0,1

0,8

0,1

0,12

0,63

0,25

0,4

0,2

0,4

3

0,6

0,27

0,13

0,25

0,45

0,3

0,23

0,37

0,4

0,15

0,4

0,45


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26851. Гортань домашних животных 4.5 KB
  Перстневидный хрящ гортани cartilago cricoidea образует нижнюю границу или основание гортани на котором расположены щитовидный и черпаловидные хрящи Внизу перстневидный хрящ гортани прочно связан с трахеей посредством перстнетрахеальной связки lig. Его задняя часть пластинка четырехугольной формы lamina cartuaginis cricoideae вместе с черпаловидными хрящами составляет заднюю стенку гортани.Между перстневидным и щитовидным хрящами гортани натянута перстнещитовидная связка lig. Отсюда произошло название операции вскрытия гортани ...
26853. Анатомический состав и морфофункциональная характеристика органов мочеотделения 1.8 KB
  Поскольку моча urina 'представляет собой конечный продукт обмена веществ который подлежит выведению из организма то весь этот процесс можно рассматривать как экскреторный.В состав органов мочеотделения входят: а парные почки выделяющие из организма крови мочу; мочеточники протоки почек через которые моча попадает в мочевой пузырь где постоянно отделяющаяся моча сохраняется некоторое время; непарный мочеиспускательный канал через него моча выделяется наружу.
26854. Основные данные фило- и онтогенеза органов мочеотделения 5.98 KB
  Мочеотделительная ее часть происходит из нефрогенной ткани так же как пронефрос и мезонефрос а мочеотводящая часть из отростка на заднем конце вольфова протока который й становится мочеточником. Еще при наличии клоачной перепонки в области клоаки образуется фронтальная перегородка; она отделяет дорсальную часть клоаки в которую впадает кишка от вентральной части сохраняющей свою связь с аллантоисом' мочевым мешком. Дистальная часть аллантоиса представляет узкий канал.
26855. Почки(renes) домашних животных 1.52 KB
  строение почки: корковая зонабурого цв содерж почечн тельца и извит почечн канальца. Трубочки впадают в сосочковые каналы АНАТОМИЧ ЧАСТИ ПОЧКИ: краниальн и каудальн концы латер и медиал края дорсальная и вентральн поверхности. ВОРОТА ПОЧКИуглубления на медиальн краевходят почечн а нервы; выходитпочечн в. Синус почкиполость в глубине ворот почки содерж почечн чашечки лоханки сосуды.
26856. Классификация почек 1.16 KB
  четко видны дольки лазделенные бороздами на разрезе пирамиды с сосочками 2Гладкая многососочксвинья человснаружки гладкая полное слияние корков зоны отдельных почече на разрезепирамиды с сосочками 3Гладкая однососочковаясобака лошадь мрсполное слияние корков и мозгов зон почек.
26857. Мочевой пузырь и мочеточник 4.31 KB
  В тазовой полости в мочеполовой складке брюшины он переходит на дорсальную стенку мочевого пузыря и на границе серозной оболочки и адвентиции прободает мышечную оболочку следуя на коротком расстоянии до 3 5 см у крупных животных между мышечной и слизистой оболочками и открывается в полость мочевого пузыря. Такое взаимоотношение мочеточника с оболочками мочевого пузыря препятствует обратному поступлению мочи из мочевого пузыря в мочеточники но не мешает току мочи от почек в пузырь. Он представляет собой мешок грушевидной формы на...
26858. Основные данные фило- и онтогенеза органов размножения 4.26 KB
  Рядом с протоком промежуточной почки одновременно с возникновением половых складок появляется особый клеточный тяж одной стороной примыкающий к протоку промежуточной почки. В дальнейшем этот тяж обособляется от протока промежуточной почки И становится мюллеровым каналом половой системы самок.Передние мочеотделительные трубочки промежуточной почки образуют прямые канальцы и семенниковую сеть.Задние мочеотделительные трубочки промежуточной почки сохраняются в виде сильно редуцированных остатков в области придатка семенника.
26859. Анатомический состав и морфофункциональная хар-ка органов размножения самцов и самок 2.9 KB
  В целом морфология органов половой системы самца и самки паренхиматозного и трубчатого строения обеспечивает два вида процессов: 1 трофику развитие гонады и плода и 2 проведение половых клеток введение половых органов самца в половые пути самки и выведение по ним развившегося плода.Половой аппарат самца и самки имеет общие принципы строения и состоит из нескольких отделов: а половые железы парные: у самцов семенники у самок яичники вырабатывающие половые клеткиб половые протоки про водящие половые клетки семяпроводы у...