Usługi katalogowe w architekturze rozproszonej bazy danych w procesie wspomagania decyzji w Państwowej Straży Pożarnej

Prelegent(ci)

Adam Krasuski

Termin

27 listopada 2009 14:15

Pokój

p. 5820

Seminarium

Seminarium badawcze Zakładu Logiki: Wnioskowania aproksymacyjne w eksploracji danych

---

Codzienie w Polsce dochodzi do ponad tysiąca interwencji Państwowej Straży Pożarnej (PSP). W większości zdarzeń decyzja odnośnie wyboru sposobu likwidacji zagrożenia podejmowana jest przez Kierującego Działaniami Ratowniczymi na miejscu akcji. Implikuje to, iż wypracowanie zamiaru taktycznego odbywa się w bardzo skomplikowanym środowisku decyzyjnym. Jako podstawowe czynniki charakteryzujące środowisko decyzyjne podczas akcji ratowniczej można wymienić: - złożoność problemu -- podjęcie zamiaru taktycznego wymaga przeprowadzania analiz z uwzględnieniem wielu aspektów z dziedziny fizykochemii spalania i wybuchów, mechaniki, medycyny oraz innych; - ograniczony czas na podjęcie decyzji -- występowanie na miejscu akcji substancji palnych i wybuchowych wymaga szybkiego i prawidłowego pojęcia działań; - presja psychiczna -- obecność na miejscu akcji ofiar oraz duża odpowiedzialność za podejmowane decyzje utrudniają racjonalne wnioskowanie; - niepełny opis sytuacji -- w wyniku między innymi zadymienia oraz niepewności źródeł informacji dowódca nie dysponuje pełnym opisem zdarzenia; - niepewność -- w wyniku niepełnego opisu sytuacji dowódca nie może mieć pewności czy dane działanie przyniesie oczekiwany skutek. Wymienione wyżej czynniki charakteryzują zdefiniowaną w literaturze sytuację nadzwyczajną (ang. emergency). Złożoność sytuacji nadzwyczajnej powoduje trudności w opracowaniu właściwej metody do wyznaczenia rozwiązania. Wykorzystanie klasycznych metod podejmowania decyzji, w~problemach nie w~pełni zdefiniowanych oraz w warunkach niepewności, skutkuje bardzo niską trafnością proponowanych rozwiązań. W skrajnych sytuacjach, klasyczne metody podejmowania decyzji stają się wręcz bezużyteczne. Obecnie jedną z proponowanych metod rozwiązania problemu wspomagania podejmowania decyzji w PSP jest wykorzystanie teorii gier. Jednakże trudno jest je wykorzystać bezpośrednio do wspomagania podejmowania decyzji w sytuacjach nadzwyczajnych. Ich dyskwalifikacja jako podstawy systemu wspomagania decyzji w sytuacjach nadzwyczajnych wynika między innymi z tego, iż wymagają one wykonania dość czasochłonnego procesu przygotowawczego przed uzyskaniem wyników działania. Środowisko decyzyjne jakim jest sytuacja nadzwyczajna uniemożliwia natomiast wykonywanie dłuższych analiz. Dodatkowo zaangażowanie emocjonalne podmiotów decyzyjnych w zaistniałe zdarzenia w dużym stopniu wpływa negatywnie na poprawność przeprowadzonych analiz wstępnych. Alternatywę dla modeli decyzyjnych wykorzystujących teorię gier stanowią modele bazujące na naukach kognitywistycznych. Proces decyzyjny wykorzystywany w modelach kognitywistycznych jest bardzo skuteczny w sytuacjach nadzwyczajnych. Jednakże słabością tych modeli jest relatywnie niska jakość proponowanych rozwiązań. Modele kognitywistyczne naśladują procesy decyzyjne stosowane przez ludzi oraz decyzje podjęte w przeszłości. Jakość tak wypracowanych decyzji jest zatem dyskusyjna i zawierać może bardzo poważne błędy. Odpowiedni system komputerowy może ułatwić ratownikom podejmowanie decyzji w czasie akcji ratowniczej. W literaturze systemy takie określane są jako "Systemy wspomagania decyzji" (SWD). Ze względu na to, iż system wspomagania decyzji dla służb ratowniczych funkcjonować będzie w~środowisku decyzyjnym jakim jest sytuacja nadzwyczajna, budowa takiego systemu jest procesem skomplikowanym oraz jak dotąd nie rozwiązanym. Podczas seminarium zaprezentowany zostanie System Wspomagania Podejmowania Decyzji (SWPD) dla służb ratowniczych. Analiza potrzeb oraz wymagań dla systemu, przeprowadzona została na przykładzie Państwowej Straży Pożarnej (PSP). System wykorzystuje kognitywistyczny model decyzyjny -- decydowania na podstawie rozpoznania (ang. Recognition Primed Decision , RPD). Model ten w celu eliminacji błędów wynikających z niskiej jakości proponowanych rozwiązań, uzupełniony został przez autora, wiedzą ekspercką oraz elementami teorii gier. Do realizacji modelu RPD w~systemie komputerowym, wykorzystana została metoda wnioskowania na podstawie przypadków (ang. Case-Based Reasoning, CBR). Jednakże, oprócz wyboru odpowiedniego modelu decyzyjnego dla akcji ratowniczych, wymagane było również zaproponowanie odpowiedniej technologii bazodanowej do przechowywania zdarzeń będących podstawą działania aplikacji CBR. Autor dokonał analizy technologii bazodanowych wykorzystywanych obecnie jako warstwa danych systemu CBR i wykazał, iż posiadają one wady, uniemożliwiające ich bezpośrednie wykorzystanie w systemie wspomagania decyzji dla służb ratowniczych. Przeprowadzona analiza ilustruje, iż rozwiązanie uznawane obecnie za najlepsze -- zapis przypadków w~systemach relacyjnych lub plikach XML -- nie jest optymalne dla służb ratowniczych. Do rozwiązania tego problemu autor zaproponował nowe rozwiązanie -- wykorzystanie katalogowych baz danych jako bazy przypadków aplikacji CBR. Wykorzystując podstawowe zalety katalogowych baz danych, w postaci szybkości wyszukiwania i porównywania informacji, natywnej struktury hierarchicznej oraz prostej konstrukcji, autor zaproponował wykorzystanie katalogowych baz danych oraz metody CBR wspomaganej wiedzą ekspercką i elementami teorii gier, jako podstawę systemu wspomagania decyzji dla służb ratowniczych. Dodatkowo, w celu zwiększenia wydajności i niezawodności systemu autor zaproponował architekturę rozproszoną dla bazy przypadków systemu wspomagania decyzji.

---