автореферат диссертации по филологии, специальность ВАК РФ 10.02.19
диссертация на тему: Семантическое моделирование гомоморфных систем естественно-языкового общения с ЭВМ (на примере ситуационного управления горным производством)

Полный текст автореферата диссертации по теме "Семантическое моделирование гомоморфных систем естественно-языкового общения с ЭВМ (на примере ситуационного управления горным производством)"

, О 1М

" " 1Ф САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЗНИКИНЛ Людмила Степановна

СЕМАНТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ГОМОМОРФНЫХ СИСТЕМ ЕСТЕСТВЕННО-ЯЗЫКОВОГО ОБЩЕНИЯ

С ЭВМ

(на примере ситуационного управления горным производством) Специальность 10.02.19—теория языкознания

Автореферат' диссертации на соискание ученой степени кандидата филологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1994

Рябота выполнена на кафедре математической лингвистики Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель—доктор филологических наук,

профессор А. С. ГЕРД

Официальные оппоненты—доктор технических наук,

кандидат философских наук, В. Ш. РУБАШКИН

кандидат филологических наук, .О. Н. ГРИНБАУМ

Ведущая организация: Российский институт искусственного интеллекта (Новосибирский филиал)

Защита диссертации состоится

в -часов на заседании специализированного совета

К 063.57.52 по "присуждению ученой степени кандидата филологических наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199164 Санкт-Петербург, Университетская "набережная, 11.

С диссертацией можно ознакомиться "в Научной библиотеке Санкт-Петербургского университета.

Автореферат разослан ,,

Ученый секретарь специализированного совета

О. И. БРОДОВИЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Успехи вычислительной техники во многом определяют темпы автоматизированной переработки возрастающего потока научно-технической информации и тем самым развитие науки и техники в целом. Именно поэтому всеобщая компьютеризация отраслей народного хозяйства стала необходимым и неотъемлемым фактором научно-технического прогресса.

В горном деле, в частности в угольной промышленности, интенсивно развиваются автоматизированные отраслевые системы САПР/ОАСУ-уголь, в основе которых реализуются информационные технологии и компьютерные системы инженерного обеспечения горного производства.

Общая проблема эффективности использования вычислительной техники привела к расширению области применения и интенсивности роста числа пользователей-непрограммистов. Это и предрешило возросший интерес к естественному языку (ЕЯ) как поиск путей "равноправного" общения человека и машины. Существовавший барьер формальных задач (принятие решений, оптимизация различных процессов, числовые и графические методы решений) был обусловлен постулатом о том, что любая модель объекта не просто может быть, а должна быть описана на языке математики, т. е. количественно. Необходимость переработки семантической информации в условиях ориентации на пользователя-непрограммиста, а также собственные •достижения в области исследования языка, системное понимание языковых средств, теоретические разработки по формализации ЕЯ сделали возможным переход к диалогу "человек-ЭВМ" на основе ЕЯ. Именно ЕЯ является той единственной знаковой системой, которая обеспечивает, с одной стороны, полноту и точность описания моделей мира и, с другой стороны, простоту и понятность представляемой информации.

Современный этап развития компьютерных систем САПР/ОАСУ-уголь в горном производстве ориентирован на применение персональных компьютеров и вычислительных систем, в которых интерактивный ЕЯ-режим является основным, поскольку в работе непосредственно по принятию решений активно включаются инженеры-технологи. Наряду с требованием простоты общения человека с

компьютером повышается требование к качеству принятия решений.

В этой связи вопрос о соответствии и адекватности естественного и искусственного языка (ЕЯ - ИЯ) является весьма важным и требует дальнейших лингвистических исследований. При этом актуальную научную задачу, решаемую в диссертации, представляет теоретическое обоснование гомоморфизма ЕЯ и Ш как семантических систем, используемых в ситуационном управлении объектами горного производства.

Тема диссертации непосредственно связана с выполнением научно-технических программ создания отраслевых систем САПР/ОАСУ-уголь (программа 0. Ц. 027 - Создание и развитие систем АСНИ и САПР (04.46), программа 0.80.21. - Разработать и внедрить комплексы типовых программных средств и автоматизированных систем проектирования АСУ (Об. 02.02), программой "Сибирь" и тематикой Института угля Сибирского отделения Российской академии наук.

Цель работы: разработать гомоморфную модель системы общения "человек-ЭВМ" для ситуационного управления горным производством.

Идея работы связана с использованием свойств семантической чувствительности и полноты лингвистической модели предметной области(ПО) для определения достаточности гомоморфизма ЕЯ-ИЯ, реализующих диалог человека с ЭВМ.

Задачи исследований:

- разработать семантическую концепцию и критерии гомоморфизма ЕЯ-ИЯ, реализующих диалог "человек-ЭВМ";

- установить необходимые и достаточные условия семантической чувствительности и полноты лингвистической модели ПО;

- обосновать "логико-семантическую структуру модели сменного задания выемочного участка;

- разработать принципы построения и компьютерной реализации ЕЯ-диалога в ситуационных задачах горного производства.

Методы исследований:

- лингво-статистический анализ, элементы теории вероятностей и энтропийный анализ для количественного обоснования критериев гомоморфизма ЕЯ-ИЯ;

- методы структурно-лингвистического анализа и элементы математической теории систем для оценки чувствительности и полноты

лингвистической модели ПО;

- логико-семантический и лексический анализ, методы тезау-русно-фреймового моделирования для оптимального формирования терминополя и для иерархической классификации;

- метод инженерно-лингвистического моделирования и теории алгоритмов для разработки принципов построения ЕЯ-диалога решения задач ситуационного управления сменным заданием выемочного участка.

Научные положения, выносимые на защиту:

- семантическая концепция гомоморфизма ЕЯ/ИЯ основана на инвариантности ИЯ-предложений, обеспечивающей эквивалентность лингвистического отображения ЕЯ/ИЯ при фиксированном значении энтропии функции смысла;

- качество лингвистической трансляции гомоморфных систем ЕЯ/ИЯ с заданной энтропией смысловой эквивалентности определяет необходимые и достаточные условия семантической чувствительности и полноты лингвистической модели;

- закономерности формирования и развития горной терминологии обусловлены факторами научно-технического прогресса, распределенной во времени и пространстве системой знаний горного производства, собственными свойствами языка, что определяет информационные и логико-семантические требования к оптимальному выбору лексических единиц терминополя ПО;

- логико-семантическая структура модели ПО основана на возможности представления финитных лингвистических задач фреймовой сетью и моделирования тезауруса "Геосистема шахты" для алгоритмизации и компьютерного построения ЕЯ-диалога в ситуационном управлении горным производством на уровне сменного задания выемочного участка.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработка концептуальных положений и критериев гомо-морфности семантических систем, обладающих "смысловым шумом" и неоднозначностью соответствия денотатов их функциям смысла, основана на количественной оценке целевой и когнитивной избыточности ЕЯ-ИЯ текстов;

- для количественной оценки качества гомоморфного преобразования ЕЯ-ИЯ установлено соотношение информационных функций

языковых систем, выраженное через коэффициент лингвистической трансляции;

- для прямых и обратных лингвистических отображений впервые предложены конструктивный и пренебрегающий функторы, которые обеспечивают необходимые и достаточные критерии гомоморфизма ЕЯ/ИЯ-систем при их трансляции;

- установлены факторы и закономерности формирования и эволюции горной терминологии, обеспечивающие оптимальный выбор лексических единиц терминополя ПО;

- изучена логико-семантическая структура сменного задания и обоснована формальная аксиоматика ЕЯ/Ш-системы, позволяющая отобразить ЕЯ-диалог ситуационного управления в виде взаимодействия фреймовой сети финитных лингвистических задач и соответствующего тезауруса ПО.

Достоверность результатов подтверждается достаточным объемом фактографических данных(анкета, книги нарядов,звукозапись и стенограмма выдачи сменных заданий на выемочных участках шахты); корректностью методик анализа горной литературы (словари, классификаторы, справочники, нормативные документы, научно-техническая библиография по горному делу); использованием современных методов теории языкознания, а также привлечения теории информации, теории сложных систем и компьютерной технологии, обеспечивающих необходимую точность количественных оценок в лексико-семантическом моделировании; положительными результатами машинных экспериментов для конкретных разработок программного обеспечения компонентов интегрированной системы САПР/ТПГР/ИСТР угольных шахт.

Личный вклад автора состоит:

- в анализе возможностей и оценке методов использования ЕЯ в компьютерных системах управления процессами горного производства;

- в разработке семантической концепции гомоморфизма ЕЯ-ИЯ, обосновании критериев гомоморфности отображения языковых систем ЕЯ-ИЯ;

- в формулировке лингвистических задач и алгоритмизации процесса ситуационного управления в режиме ЕЯ-диалога;

- в обосновании требований к оптимальному построению терминополя ПО и тезауруса "Геосистема шахты";

- в разработке и реализации лексико-семантической модели сменного задания выемочного участка в система компьютерного

- 6 -

обеспечения САПР/ТПГР/ИСТР угольных шахт.

Практическая значимость полученных результатов в том, что они позволяют:

- существенно расширить возможности использования ЕЯ-диалога в системах общения "человек-ЭВМ" при решении ситуационных задач горного производства;

- увеличить роль и область переработки семантической информации наряду с числовыми и графическими методами принятия решений;

- создавать оптимальные структуры терминополя ПО, фреймо-тезаурусные методы описания объектов ПО для решения конкретных задач на уровне сменного задания выемочного участка в системе САПР/ТПГР/ИСТР.

Реализация работы нашла свое отражение в создании Методики лингвистического моделирования ПО "Геосистемы шахты" для решения задач СУ горным производством,обеспечивающей ЕЯ-диалог в структуре экспертной системы "ЭС-СМЕНА", входящей в интегрированную систему инженерного обеспечения горного производства САПР/ТПГР/ИСТР (САПР-подсистема автоматизированного проектирования; ТПГР - подсистема технологической подготовки; ИСТР - подсистема инженерного сопровождения горного производства) и внедренная на шахтах Кузбасса.

Дискета с записью • сложных горных терминов и понятий, составленных на ПЭВМ в трех-языковой версии (на русском, английском и немецком языках) в первоначальном объеме до 800 слов и словосочетаний используется для учебных целей аспирантами и 'студентами горного профиля обучения.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения работы обсуждались на II и III семинарах "Информатика недр" (Кемерово, 1989, 1991), VIII семинаре по оптимизации горных работ (Новосибирск, 1989), Всесоюзной конференции по компьютерной лингвистике (Тарту, 1990), на международном симпозиуме АРС0М-90 (Зап.Берлин, 1990), а также семинарах Института угля Сибирского отделения Российской Академии Наук и ассоциации "Кузбассуглетехнология".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных и 1 рукописная работа (научный отчет).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, изложенных на страницах машинописного текста.

Автор выражает благодарность д. т. н., проф. К Н. Еылегжани-ну за поддержку и внимание к работе, а также сотрудникам Института угля СО РАН за оказанную помощь.

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе дан анализ возможностей расширения области использования ЕЯ в задачах лингвистического обеспечения компьютерных систем управления горным производством. Показано, что в "проблеме общения человека с ЭВМ" особое место занимают особенности ЕЯ и их несимметричность по отношению к ИЯ в процессе человеко-машинной коммуникации. Стремление реализации интерактивного режима в компьютерных системах ситуационного управления вызывает необходимость расширить обработку текстовой (семантической) информации об объектах горного производства за счет ЕЯ-средств диалога пользователей-непрограммистов.

Современные представления теории языкознания и достижения прикладной лингвистики позволяют оценить возможности использования свойств ЕЯ - ИЯ и их адекватности в алгоритмах принятия ситуационных решений.

Существенный вклад в лингвистическую теорию представления языковых структур, методов анализа, синтеза и трансляции (отображения) ЕЯ/ИЯ - систем благодаря теоретическим исследованиям собственно языка во многих частных направлениях внесли: Апресян КХ Д., Беляева Л. К , Богданов К В., Бондарко Л. Е , Бу-торов В. Д., Герд А. С. , Городецкий Б. Ю. , Звегинцев К А., Кобрин Р. Ю. , Налимов В. В. , Нелюбин Л. Л. , Пиотровский Р. Г., Шингарева Е. А. и др.

В области теории "искусственного интеллекта", информационного обеспечения компьютерных систем и методов ситуационного управления следует отметить научные разработки Ершова А. Л , Котова Р. Г. , Попова Э. В. , Поспелова Д. А., Рубашкина Е Ш., Со-ломатина ЕМ. и их последователей, которые определили новый подход к проблеме общения с ЭВМ.

В условиях человеко-компьютерного общения семантическую информацию представляют исходная система понятий ПО, описанных на ЕЯ, и формальная система ее модели. Соответствие между этими системами, описанными в одних и тех же знаках и при пересечении их тезаурусов, определяет возможности и качества передаваемой информации. Язык обеих систем выполняет две коммуника-

тивные функции: описание реальной действительности и передача об этой действительности информации. Обладая свойствами полноты, развитости и открытости, идеальный ЕЯ остается единственной системой, адекватно описывающей реальность и многообразно передающей информацию. Перечисленные особенности ЕЯ определяют его важнейшее свойство - избыточность.

Однако жесткие грамматические правила и структурно-функциональные ограничения, накладываемые на язык при его формализации, делают его закрытой системой, достаточной для решения задач узкой прагматической направленности. По известным причинам такая формализация является не просто возможной, а необходимой. Прагматический фактор определяет степень формализации, т. е. достаточность ИЯ.

Эти два свойства - избыточность ЕЯ и достаточность ИЯ -являются основными при интерпретации ЕЯ - описания посредством структурной и функциональной формализации языка.

Совершенно очевидно, что системы ЕЯ и ЛЯ в силу различия их свойств не могут быть адекватны. Более того, они не должны быть адекватны. С точки зрения практических задач, решаемых в системе "ЕЯ - ЭВМ", возникает проблема "допустимой неадекватности". Очевидно, оптимальному количеству допустимой потери семантической информации соответствует оптимальная степень гомоморфизма, определяюшдя полноту и чувствительность лингвистической модели.

Для более полного восприятия концепции гомоморфизма языковых систем,имеющих определенную степень неадекватности ,даны различающие определения гомоморфизма и изоморфизма(изоморфизм рассматривается как предельный случай гомоморфизма),семантической чувствительности,полноты лингвистической модели,первичной семантической информации,вторичной семантической информации, достаточности ИЯ и избыточности ЕЯ.

Дальнейшее изложение семантической концепции гомоморфизма опирается на следующие принципы:

Принцип 1. Формализация семантической информации должна рассматриваться как результат перехода избыточности ЕЯ в достаточность ИЯ

Принцип 2. Первичная семантическая информация может быть задана функциональноя структурно упрощенной схемой вторичной семантической информации.

Принцип 3. Первичная семантическая информация должна бьгсь гомоморфной с достаточной степенью адекватности вторичной семантической информации.

Во второй главе сформулированы положения семантической концепции гомоморфизма ЕЯ-ИЯ.

Гомоморфизм языковых систем рассматривается ' в трех представлениях:системно-категорном,логико-информационном и аксиоматическом. Такой подход позволяет описать соответствие языковых систем как в качественном, так и в количественном отображении.

Следуя общей теории систем,для конкретной ПО лингвистической модели дано теоретико-категорное представление гомоморфизма ЕЯ/Ж

Еа-сисша ия-систш

Рис. I. Тесретихо-хатегорнсв првдстамвннв гоизшрфизш ЕЯ/ИЯ

Показано, что объекты каждой категории языковых систем <>, < Л >, связанные друг с другом отношениями гомоморфного моделирования, определяются парой функторов: конструктивным и пренебрегающим. Конструктивный функтор отображает < J > —» <Л >, т. е. систему с более бедной структурой ИЯ в систему с более богатой структурой ЕЯ Пренебрегающий функтор определяет обратный переход --> <,1' >. При реализации диалога "человек-ЭВМ" конструктивный и пренебрегающий функторы определяют прямые и обратные лингвистические отображения (\ , на соответствующих множествах Ь и ь' состояний языковых систем .

7<гл> =Х:1*Х*У ( (2Л)

Здесь ^ Л), Ь* С Л ) - соответствующие множества лингвистических состояний J и J - языков на уровнях грамматики и лексики. При этом преобразование "текст-смысл" связано с двумя объектами - входным и выходным У / У ' объектом.

В рамках георетико-категорного представления ЕЯ/ИЯ доказано, что необходимыми и достаточными условиями гомоморфизма являются

Здесь х и у - две зависимые случайные величины, характеризующие значения функций смысла^В) и<Дв') ЕЯ/ИЯ -предложения. Выражение (2.2) утверждает,что каждой паре входов и выходов (У,у') двух-канальной системы преобразований опреде- ' лены отношения эквивалентности Ех,Е ,обеспечивающие их гомоморфизм.

Гомоморфизмы д (х), е(у), £(1) соответствуют лингвистическим переменным

«е*|£,; 1еЦЕи

относительно величин Е, , ,Е представляющих отношения

и 7 л У

эквивалентности языковых систем.

В диссертации показано, что величины эквивалентности языковых систем { Е ,Ех, Еу> можно количественно оценить методами информационно-логического анализа.

На основании информационно-логического анализа свойств ЕЯ-системы применительно к диалогу в форме "деловой прозы" установлено:

- неопределенность сообщения при передаче текстов обусловлена "смысловым шумом" различных уровней в распространенной во времени и пространстве сети языковых каналов информации,т. е. неадекватной интерпретацией текста;

- неадекватной интерпретация текста в ЕЯ/ИЯ-системе вызы-

н

вает семитическую некорректность,выражающуюся в отклонении от логической и семантической нормы предложений и в неоднозначной интерпретации смысла;

- необходимая информативность в диалоговой системе общения достигается за счет когнитивной избыточности сообщений, исключающих их семантическую некорректность.

Показана возможность численной оценки качества лингвистической трансляции для определения минимальной избыточности когнитивной и целевой составляющих сообщения с точки зрения базы знаний конкретной ПО.

В рамках терминологии Г. Фреге-А. Черча, принятой в логической семантике, факты неоднозначного соответствия денотатов из заданного терминополя Пк( и их функции смысла ^е Ф(Щ имеют Баейсовский закон вероятностей: названное несоответствие порождает смысловую энтропию Н (Ф х П), величина которой может определяться в соответствии с известными представлениями теории информации К. Шеннона.

Ставится задача оценки инвариантности смысла ИЯ - предложений, которая является центральной с точки зрения гомоморфизма семантических систем ЕЯ-ИЯ.

Показано, чтобы обеспечить необходимый уровень информативности при лингвистической трансляции ЕЯ/ИЯ, необходимо потребовать некоторую смысловую избыточность информации

(х) - 1 +■ Н (х)/Н„ (2.3)

Здесь Н(х) - энтропия х-сообщения,

Н(В) - предельная энтропия В-предложения, связанная с нечувствительностью лингвистической модели ИЯ-системы при трансляции ЕЯ/ИЯ. Тогда количество собственной информации В-предложения можно привести к виду

I (х) = I (В) + Н -1 (х) (2.4)

О *

Предполагается, что когнитивная избыточность связана только со значением транслируемой (распознаваемой) информацией (В), а целевая избыточность - с величиной Н* . Следовательно, для конкретных задач можно определить необходимый и достаточный

уровень смысловой избыточности ЕЯ/ИЯ - предложений за счет ког-

- 12 -

когнитивной и целевой составляющих.

Количественная оценка информативности и семантической чувствительности ЕЯ/ИЯ - системы дается на примере имитационного моделирования приращения количества семантической информации 1в зависимости от длины сообщения и размерностями терми-нополя " Геосистемы шахты".

Получена зависимость:

¡^-ТГ^Ш" (2.5)

где и - параметр семантической информативности .полученный лингво-статистическим экспериментом: среднее значение и»4.5 байт/ЛЕ; Т- параметр длины сообщения,характеризующий порог "чувствительности" для данной ситуации,Ь -переменная(текущая длина сообщения). Параметр т(для ИЯ п) характеризует лингвистическую корреляцию: чем больше 1>т*Т,тем медленнее процесс достигает "насыщения" информацией при распознавании ситуации. Экспоненциальное значение(-|г) в информационной динамике характеризует убывание количества информативности на каждую ЛЕ,фиксируя момент семантической "нечувствительности".

В диссертации приведены графики функции прироста и убывания информативности на ЛЕ в зависимости от длины ЕЯ и ИЯ сообщения при различной сложности условий принятия решений.

С позиций теории информации показано,что при прочих равных условиях величина "смыслового шума" в текстах деловой прозы может быть существенно уменьшена за счет лаконизма и прагматики предложений,соблюдения семантической нормы(исключающей некорректность и сематические аномалии),а также за счет оптимальных пропорций между процедурными и декларативными знаниями »которые определяют допустимую смысловую избыточность.

Это предполагает дополнительно к семантическим критериям гомоморфизма языковых систем рассмотреть методы их аксиоматики применительно к нормативным высказываниям финит—ных лингвистических задач (ФЛЗ)(на примере технологического алгоритма ситуационого управления сменным заданием).

Общая структура записи ФЛЗ имеет вид:

<ФЛЗ> = <<<Б , Ъ >, А (К, С) >, <0, й >> (2.6)

Здесь Б - ситуация после достижения цели (субцели) Ъ ; А (К, С) - лингвистическое описание базы знаний: когнитивных (К) и целевых (С);

Под нормативным высказыванием понимается такое финитное суждение, в котором содержится факт действия.

В графической записи ФЛЗ представлена следующим образом:

/ адз \

(---------->

\ выдача СЗ/

/ ситуация (5 ) 1 < ------------------ }

\ описания условий / > !Т0,РЯ,«> I

I цель[субцели) 12 ) \ < ------------------ >

\ коллективное и инди-/ \ видуальные задания/

А (К,0 Охранение к тезаурусу

и (актам

"Г

В Правила прикати» репейки

Нориатнекые высказывания

т

/ 1 \

/ г ( 2 , 2 <Р М)I \

< ---------------------------- >

\ ожидаеиые конечные результаты/ \ выполнения СЗ /

V

Протокол выполнения коллективного СЗ

Протоколы выполнения индивидуальных СЗ на РК

Рис 2. Графическое представление структуры ФЛЗ Представление структуры ФЛЗ в виде фреймовой сети обеспечивает выбор ситуативного решения путем задания взаимоотношений между фактами сети в виде нормативных высказываний по заданной аксиоме ЕЯ-ИЯ системы.

Следует отметить ,что аксиоматический подход при построении формальной математической теории языка достаточно известен в прикладной лингвистике,а также работах по решению горных ситуаций методами моделирования. Применительно к конкретной ПО В структуре ФЛЗ сущность требований системе аксиом сводится к следующем:

1. Обеспечить эквивалентность языковых систем гомоморфно моделируемых на уровнях прагматики(п),грамматики (г) и лексики (л).

2. Обеспечить при заданном уровне качества лингвистической трансляции минимально необходимую избыточность семантической информации терминосистемы ПО.

3. Обеспечить стадийность процедур решения ФЛЗ в режиме диалога ЕЯ-ИЯ для реализации лингвистического алгоритма ситуационного управления сменным заданием.

В третьей главе представлены принципы ситуативного моделирования ПО для задач горного производства и обоснована логико-семантическая структура сменного задания выемочного участка ( ОВ ВУ ) и требования к оптимальному выбору лингвистических единиц в структуре терминосистемы.

В диссертационной работе не ставится задача исследования проблем горной научно-технической терминологии. Однако в общих чертах установлены факторы,влиявшие и влияющие на формирование горной терминологической системы,понятий и названий в области горного дела: историческое развитие системы знаний горного производства, региональные условия производства и формирования знаний,общий научно-технический прогресс,собственные свойства языка.

При отборе лексики использованы в основном существительные и субстантивные сочетания, сокращения, профессиональный жаргон. Учитывается и то, что в профессиональном языке горняков является очевидным и не требует упоминания, т. е. система умолчания, средством восстановления которой являются сложившиеся знания в ПО*, если "транспортная нитка", то по умолчанию в сообщении речь идет о конкретной системе транспортного обеспечения.

Изучение основных факторов и закономерностей формирования горной терминологии, терминологических словарей, регламентирующих документов и фактографических записей дает возможность рассматривать зафиксированный в тезаурусе "Геосистемы шахты" перечень ЛЕ и отношения между ними в ПО как систему, максимально приближенно описывающую объективную данность, и исследовать объект с той разрешающей способностью, которая определяется целью.

Семантическая модель терминополя геосистемы шахты построена на основе тезаурусно-фреймового подхода, что дает возможность описывать ПО с различным уровнем детализации фактографических данных. При этом предусмотрено, что в структуре ПО устанавливается связь не только между отдельными ЛЕ, но и ситу-

ативными фреймами с заданным набором фактографических данных.

В рамках задач ситуационного управления горным производством, решаемых на базовом тезаурусе "Геосистемы шахты",показан пример формирования сменного задания выемочного участка.

В задачах ситуационного управления горным производством дискретный режим понятия и корректировки технологических решений осуществляется регистрацией выдачи сменных заданий для выемочного участка , а также контролем его исполнения в течение каждой смены. Процедура выдачи сменного задания включает: описании ситуаций на начало смены по основным объектам горного производства(шахта,выемочное поле,выемочный столб, забой, рабочее место (РМ) ); требуемые условия горных работ по процессам и операциям с указанием их объемно-временных характеристик; наличие трудовых и материальных ресурсов; целевое предписание графика и режима выполнения работ; информацию о расстановке исполнителей по РМ; требование соблюдения правил безопасности; прогноз ситуации на конец смены; другую служебную и вспомогательную информацию.

Логико-коммуникативное построение СЗ достаточно формализовано, чтобы осуществить фрагментирование структуры по следующим признакам: <ИСПОЛНИТЕЛЬ»; <ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЩЕЙ СИТУАЦИИ; <ХАРАКТЕРИСТИКА НА РМ>; <КОЛЛЕКТИВНОЕ ЗАДАНИЕ>; <ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ>; <ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ (см. Рис.3).

Рис. 3. Срейм-структура сменного задания вмекс^ного участка

В четвертой главе рассмотрены принципы реализации ЕЯ-диалога в компьютерной системе ситуационного управления сменным заданием.

На рис. 4 приведена схема блока ситуационного управления сменным заданием выемочного участка. Компьютерная процедура выдачи сменного задания сводится к диалоговой разработке на персональном компьютере технологического сценария (протокола), который формируется из отдельных технологических циклов, отражающих ситуацию в выемочном столбе (ВС).

Рис.4. Схгма блока ситуационного управления сменным заданием аыемочного участка

В соответствии с технологическим алгоритмом угледобычи сменное задание разбивается по <РМ> и отдельным членам бригады В = ( ....... ЬЛ) . Каждому члену бригады задается индивидуальное задание в виде ситуационного сценария, который включает: имя исполнителя; список рабочих мест с их характеристиками; список операций, подлежащих выполнению; прогноз конечных ситуаций на Ь к ( ожидаемый результат).

В течение смены ведется непрерывный контроль за реализацией сценария с фиксированием всех фактических событий и редактируется прогноз конечных ситуаций на момент Ъ - Ситуация определяется как сочетание условий выполнения технологических операций на <РМ>, связанных с ними состояний технологических

зон <ТЗ>, создающих определенную обстановку в течение смены. Поток ситуаций обладает свойствами конечности и стационарности относительно рабочих мест и технологических зон, квазиповторяемости относительно последовательности технологических циклов в очистном забое. Перечисленные свойства потока ситуаций позволяют строить моделирующий алгоритм ситуационного управления сменным заданием.

Обязательным условием работы системы является своевременное пополнение информации о технологическом состоянии очистного забоя в течение смены. Описание ситуаций на соответствующих <РМ> осуществляется за счет ранее поступившей информации. В соответствии с <ТЗ>, <РМ> и зафиксированной ситуацией <ИЮ> из подлежащих выполнению. Данные о результатах выполненного коллективного и индивидуального сменного задания на t - t к разносятся оператором по <РМ> и являются информационной базой для выдачи следующего сменного задания.

В качестве конкретного объекта для машинной реализации алгоритма "SMENA" использована информация по очистным забоям шахты "Первомайская"(лава N 726,727,пластаХ). Для этих условий загружены экземпляры массивов и адаптирована ЛБД применительно к задачам выдачи сменного задания.

Всего для апробации программного обеспечения "SMENA" проведено 10 машинных имитаций по двум очистным бригадам, отражающим характерные ситуации горного производства по данной шахте.

В приложении дан экземпляр машинного протокола,выданный на периферийное устройство ПЭВМ IBM PC/XT »базовый словарь, примеры заполнения массивов,лингвистический алгоритм сменного задания,методика составления тезауруса "Геосистемы шахты". Отдельно приложены записи математического обоснования некоторых параметров, априорно примененных в логико-информационном анализе языковых систем,а также пояснения по ряду используемых математических символов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи обоснования гомоморфизма семантических систем

естественного и искусственного языков, имеющей существенное значение для развития ЕЯ - диалога в компьютерном обеспечении ситуационного управления горным производством.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Анализ возможностей и особенностей ЕЯ - средств показывает их перспективность в человеко-машинной коммуникации за счет развитого лингвистического обеспечения интерактивного режима в компьютерных системах ситуационного управления, что позволяет расширить обработку текстовой (семантической) информации и преобразование числовых и графических данных об объектах горного производства.

2. Установленные в рамках горной терминологии факты неоднозначного соответствия планов выражения и содержания ЕЯ - единиц порождают энтропию функции смысла сообщения, с которыми связан ее "смысловой шум", возрастающий нелинейно с размерностью терминополя.

3. Сущность семантической концепции гомоморфизма ЕЯ -ИЯ заключается в получении вероятностно-энтропийной оценки семантической чувствительности и полноты модели ПО, позволяющих установить необходимую и достаточную эквивалентность лингвистического отображения ЕЯ - ИЯ и обеспечить инвариантность интерпретации ИЯ - структур.

4. Установленные факторы формирования и эволюции горной терминологии, обусловленные научно-техническим прогрессом, историческим развитием системы знаний горного производства, региональными условиями формирования'этих знаний, а также собственными свойствами языка, определяют оптимальный выбор лексических единиц терминополя ПО.

5. Анализ логико-семантической структуры сменного задания выемочного участка,разработка алгоритма и его машинная реализация позволяет утверждать, что ЕЯ - модель объекта для ситуативных решений управления горным производством может быть представлена как набор финитных лингвистических задач в виде адаптивной фреймовой сети в структуре и во взаимодействии с общим тезаурусом "Геосистема шахты".

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ

1. Зникина JL С. Возможность использования тезаурусно-фрей-мового подхода к распознаванию горных ситуаций. Тезисы докл. II Всесоюзного семинара "Информатика недр", Кемерово, 1989, с. 14.

2. Зникина Л. С. Тезаурусная сеть как лексико-семантическая модель отображения объектов геосистемы шахты. Тезисы докл. II

Всесоюзного семинара "Информатика недр", Кемерово, 1989, с.15.

3. Зникина Л.С., Вылегжанин RR Логико-лингвистический подход к алгоритмизации ситуационного управления очистными забоями. Материалы Всесоюзного семинара по оптимизации горных работ. , Новосибирск, 1989, с. 19-25.

4. Зникина JL С. Проблемы гомоморфизма ЕЯ и ИЯ в задачах ситуационного управления объектами горного производства. В сб.: Материалы всесоюзной конференции по актуальным проблемам компьютерной лингвистики, Тарту, 1990, с.58-59.

5. Витковский Э. И., Зникина Л. С. Элементы информатики недр. В кн.: Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов. - Вылегжанин Е Е , Егоров П. В., Мурашев В. И. Новосибирск, Недра, 1990, с.5-19.

6. Зникина Л. С. Лингвистическое обеспечение системы ситуационного управления в горном производстве. Материалы III Всесоюзного семинара "Информатика недр", Кемерово, 1991, с.89-98.

7. Инженерное обеспечение горного производства на основе интегрированной системы САПР/ТПГР/ИСТР. Материалы XII международного симпозиума АРС0М-90, Зап. Берлин, 1990, с.65-74, (в соавторстве с Вылегжаниным Е Е и Грицко Г. К).

8. Методика лингвистического моделирования предметной области "Геосистемы шахты " для решения задач ситуационного управления горным производством. Кемерово, 1993.-35 с. (• в соавторстве с Вылегханкныи В.Н.х К&пцовьш Г.П.).