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

63 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

36248. Программные агенты: классификация, структура. Многоагентные системы 43.5 KB
  Классификация агентов. Классификация агентов типы агентов Простые Смышленые Интеллектуальные характеристики Автономное выполнение Взаимодействие с другими агентами и пользователями Слежение за окружением Способность использования абстракций Способность использования предметных знаний Возможность адаптивного поведения для достижения цели Обучение из окружения Терпимость к ошибкам Rel time исполнение ER взаимодействие С позиции изучаемой дисциплины нас прежде всего...
36249. Экспертные системы: виды, структура, этапы построения 119 KB
  При разработке ЭС определяются основные ресурсы к которым относятся: источники знаний время разработки вычислительные средства объем финансирования. Этап завершается созданием модели предметной области и определением следующих задач: типов доступных данных; исходные и выходные данные; используемые стратегии и гипотезы; типы используемых отношений; состав знаний используемых для решения задачи; состав знаний используемых для обоснованного решения. В ходе данного этапа производится оценка выбранного способа представление...
36250. Ресурсы. Свойства и классификация ресурсов. Дисциплины распределения ресурсов 79 KB
  Понятие ресурса. Ресурсы различаются по запасу выделяемых единиц ресурса и бывают в этом смысле исчерпываемые и неисчерпываемые. Исчерпываемость ресурса как правило приводит к жизненным конфликтам в среде потребителей Для регулирования конфликтов ресурсы должны распределяться между потребителями по какимто правилам в наибольшей степени их удовлетворяющим. Именно в этом смысле далее и трактуется понятие ресурса.
36251. Процессы. Задачи синхронизации. Задача взаимного исключения, задача Производитель-потребитель, задача Читатели-писатели 51 KB
  На уровень долгосрочного планирования выносят действия редкие в системе, но требующие больших системных затрат. На уровень краткосрочного планирования выносятся частые и более короткие по длительности действия по управлению процессами.
36252. Аппаратная реализация взаимоисключения: команда test and set. Семафоры. Обеспечение взаимоисключения при помощи семафоров 50 KB
  Главным фактором, обеспечивающим успех в этом случае, является наличие одной аппаратной команды, которая осуществляет чтение переменной, запись ее значения в область сохранения и установку нужного конкретного значения этой переменной
36253. Структура оперативной памяти. Организация виртуальной памяти. Страничное, сегментное и сегментно-страничное распределение памяти 71.5 KB
  Структура оперативной памяти. Организация виртуальной памяти. Страничное сегментное и сегментно-страничное распределение памяти. Структура памяти любой машины является многоуровневой.
36254. Файловая система. Имена, типы, логическая и физическая организация файлов. Основные возможности файловой системы NTFS 71.5 KB
  В широком смысле понятие файловая система включает: совокупность всех файлов на диске наборы структур данных используемых для управления файлами такие например как каталоги файлов дескрипторы файлов таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске комплекс системных программных средств реализующих управление файлами в частности: создание уничтожение чтение запись именование поиск и другие операции над файлами. Пользователи дают файлам символьные имена при этом учитываются ограничения ОС как на...
36255. Архитектура операционной системы (ОС). Требования, предъявляемые к ОС: расширяемость, переносимость, совместимость, безопасность. Состав ОС 114 KB
  Архитектура операционной системы ОС. Функциональная сложность операционной системы неизбежно приводит к сложности ее архитектуры под которой понимают структурную организацию ОС на основе различных программных модулей. Обычно в состав ОС входят: исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов; библиотеки разных типов; модули исходного текста программ; программные модули специального формата например загрузчик ОС драйверы вводавывода; конфигурационные файлы; файлы документации; модули справочной системы и т. Большинство...
36256. Функция, процедуры и службы администрирования. Объекты администрирования. Обязанности и права системного администратора информационных систем 37.5 KB
  Службы: необходимы для облегчения администрирования работы и защиты сетей. Пример существующих служб: службы управления конфигурацией контролем характеристик ошибочными ситуациями учетам и безопасностью; службы управления общего пользования; информационные службы; интеллектуальные службы; службы регистрации сбора и обработки информации; службы планирования и развития.