Байесовские сети как инструмент поддержки принятия решений в условиях неопределённости, страница 3

Все переменные могут принимать два состояния – соответственно наличие и отсутствие заболевания, симптома или фактора риска. На основе информации о проявлении симптомов и факторов риска делается вывод о наличии заболеваний с определённой долей вероятности.

Загрузите эту БСД из файла «asia.net». Просмотрите таблицы условных вероятностей вершин. Откомпилируйте сеть и в режиме исполнения введите твёрдые свидетельства «результат рентгена положительный» и «есть одышка» и мягкое «3 к 1, что обследуемый курит» («видно по характерным признакам, хотя он и не признался»). Проследите, как изменятся вероятности заболеваний, если точно известно, что обследуемый был в Азии. Определите типичный набор симптомов при бронхите. Для этого сбросьте все свидетельства, введите твёрдое, что есть бронхит, и запустите процедуру max-propagation. Наиболее вероятным состояниям вершин соответствует значение 100 %, а остальным ― их доля по отношению к наиболее вероятному. БСД покажет, что при бронхите, как правило, туберкулёза или рака нет, наблюдается одышка и рентген даёт отрицательный результат, при этом в Азию ездить не обязательно, но риск заболеть у курильщика больше. Посмотрите, чем отличается типовой набор симптомов при туберкулёзе.

Пример 2. Рассмотрим более сложный учебный пример из области технической диагностики. Необходимо выявить причину того, что автомобиль не заводится, т. е. не происходит зажигание. Другой случай, когда двигатель работает неустойчиво и глохнет, к этой задаче не относим. Для простоты не будем учитывать фактор погоды и длительности простоя машины, способные повлиять на состояние систем. Сосредоточим внимание на аккумуляторной батарее, а остальные устройства рассматривать подробно не будем, только делая вывод, является ли их неисправное состояние (не раскрываем) причиной невозможности запустить двигатель. Двигатель запускается, если он проворачивается, системы зажигания и подачи топлива в порядке и бензобак, разумеется, не пуст. Важным фактором является состояние аккумулятора: при слабом заряде силы тока может не хватить, чтобы провернуть двигатель. Внешними симптомами разрядки аккумулятора являются погасшие фары и горящий красный индикатор на приборной панели. Также двигатель не проворачивается, если его заклинило от перегрева или при неисправном стартере. При работающем двигателе аккумулятор может подзарядиться от генератора переменного тока. Соответственно, различаются ситуации, когда неприятности происходят в пути и на стоянке. Эффективность подзарядки аккумулятора зависит от его возраста (для простоты не рассматриваем длительность простоя), а также от исправности реле, генератора и натяжения ремня вентилятора. Если ремень ослаб и тем более оборван, то в зависимости от давления масла и продолжительности работы двигателя может наступить перегрев со всеми вытекающими последствиями.

БСД для данного примера содержится в файле «car_start.net». Загрузите сеть и ознакомьтесь с моделью предметной области. Она построена в рамках каузальной парадигмы, отражающей естественный характер причинно-следственных связей и сохраняющей семантическую прозрачность.

Пронаблюдаем, как функционирует данная БСД. Зафиксируем, что возраст аккумулятора ― неполных 2 года (состояние «1-2»). Допустим теперь, что автомобиль стоит в гараже, т. е. Runtime = «none». Пусть машина не завелась и двигатель не провернулся. Отреагировав на эти свидетельства, БСД покажет, что доверие к нормальному состоянию аккумулятора и стартера упало, а для остальных устройств осталось на прежнем уровне, соответствуя представлениям о реальной ситуации. Изменяя возраст аккумулятора, убеждаемся, что если батарея новая, то в первую очередь под подозрением окажется стартер, а если старая, то наиболее вероятна разрядка аккумулятора. Включение фар и индикаторная лампа заряда проясняют ситуацию, склоняя вину в сторону аккумулятора либо стартера. Теперь предположим, что двигатель заглушен и не заводится в дороге, а свидетельства всё те же. Здесь доверие к аккумулятору и стартеру повышается, зато поколебалась уверенность в цепи подзарядки аккумулятора (она ещё упадёт при наличии уверенности в хорошем состоянии аккумулятора в начале поездки) и значительно увеличилась вероятность того, что двигатель заклинило. Показания датчиков температуры и давления масла могут подтвердить или опровергнуть последнюю гипотезу. Если же двигатель проворачивается, то сеть исключит поломку стартера и заклинивание и заподозрит системы зажигания и подачи топлива, а в дороге наиболее вероятным сочтёт отсутствие бензина и в первую очередь посоветует проверить, не пуст ли бак.