Пример решения
При создании методики выполнялись следующие работы:
1. Формулировка целей методики и в соответствии с ними разработка перечня прогнозируемых хозяйственных ситуаций, т.е. результатов выращивания (например, для классификации будущих состояний, в том числе целевых, могут быть использованы "шкала качества" и "шкала количества", рисунок 186):
 | |
| Рисунок 186. Будущие состояния объекта управления: количественные и качественные результаты выращивания сельхозкультуры (зерновые колосовые) |
2. Разработка формализованного паспорта результатов выращивания сельхозкультур, позволяющего описать в пригодной для компьютерной обработки форме результаты выращивания конкретной сельхозкультуры на конкретном поле, по конкретной технологии при конкретных условиях окружающей среды.
Соответственно, формализованный паспорт результатов выращивания состоит из трех частей:
– первая содержит целевые и нежелательные количественные и качественные результаты выращивания (классы);
– вторая – технологические факторы, которые можно рассматривать как средство достижения желаемых хозяйственных результатов (рисунок 187).
– третья – описывает не зависящие от воли человека факторы окружающей среды, прежде всего метеорологические, а также виды и состояние почв;
 | |
| Рисунок 187. Видеограмма с фрагментом справочника описательных шкал (технологические факторы) |
3. Использование бумажного архива по выращиванию сельхозкультур для заполнения формализованных паспортов и ввода в программную инструментальную систему в качестве примеров выращивания (обучающей выборки) (рисунок 188). Синтез семантической информационной модели. Размерность модели составила: 35 прогнозируемых результатов выращивания, 188 градаций факторов, 217 прецедентов в обучающей выборке, 18594 факта.
 | |
| Рисунок 188. Интерфейс ввода обучающей выборки |
4. Выявление (на основе предъявленных реальных примеров выращивания сельхозкультур) взаимосвязей между применяемыми технологиями и полученными результатами и формирование информационных портретов по каждому возможному результату выращивания.
Информационный портрет хозяйственной ситуации представляет собой перечень технологических факторов с количественным указанием того, какое влияние оказывает каждый из них на осуществление данной ситуации (рисунок 189):
 |
 |
 |
 |
|
Рисунок 189. Примеры информационных портретов результатов выращивания "Высокое качество" и "Высокое количество" |
5. Каждый из технологических факторов на основе приведенных примеров характеризуется тем, какое влияние он оказывает на осуществление каждой (целевой или нежелательной) хозяйственной ситуации (рисунок 190):
 |
 |
|
Рисунок 190. Семантический портрет признака: "Предшественники – бобовые многолетние травы" |
6. Сравнение различных хозяйственных ситуаций и формирование групп наиболее сходных из них (кластеров), а также определение кластеров, наиболее сильно отличаются друг от друга (конструктов). При этом на экспериментальной базе данных был выявлен конструкт "качество–количество", означающий, что для получения высокого качества и большого количества необходимы совершенно противоположные и несовместимые (т.е. невозможные одновременно) почвы: предшественники и агротехнологические приемы (рисунок 191):
 |
 |
|
Рисунок 191. Конструкт классов: "Качество – количество" и семантическая сеть классов по шкалам: "Качество – количество" |
7. Группировка технологических факторов в кластеры и конструкты. Кластерно-конструктивный анализ факторов показал, что некоторые различные по своей природе факторы имеют сходное влияние на хозяйственные результаты. Эти факторы предложено использовать для замены друг друга в случае необходимости (рисунок 192):
 |
 |
|
Рисунок 192. Конструкт факторов: "Предшественники бобовые … – Ротация первая…" и семантической сети факторов: "Предшественники – Глубина обработки почвы" |
8. Проверка способности созданного приложения правильно прогнозировать хозяйственные результаты на массиве уже введенных формализованных паспортов показала, что валидность оказалась недостаточно высокой для практического применения: на уровне 58%.
Причиной этого являются артефакты, из- за которых некоторые хозяйственные ситуации оказались слабо детерминированными (рисунок 193).
Удаление артефактов привело к повышению интегральной валидности до 80%, что достаточно для практического использования методики (рисунок 194)
 |
 |
|
Рисунок 193. Интегральная и дифференциальная валидность методики до исключения артефактов |
Рисунок 194. Интегральная и дифференциальная валидность методики после исключения артефактов |
Таким образом, были решены две основные задачи:
 |
1. Прогнозирование того, какие хозяйственные результаты наиболее вероятны (а какие практически невозможны) на данном виде почв и с данными предшественниками, а также при условии применения имеющихся в распоряжении агротехнологий (рисунок 195). Указана мера сходства прогнозируемой ситуации с каждым будущим состоянием. |
|
Рисунок 195. Пример карточки прогнозирования для конкретных условий выращивания |
2. Разработка рекомендаций по управляющим воздействиям, т.е. консультирование по вопросам о том, какие виды почв, предшественники и агротехнологии
должны быть, чтобы можно было рассчитывать с определенной уверенностью на заданный хозяйственный результат (рисунок 189).
Система позволяет оценивать степень достоверности своих прогнозов и рекомендаций по управлению, т.е. она не просто дает рекомендацию, но и количественно оценивает степень ее надежности. Кроме того, система дает характеристику влияния каждого технологического приема и рекомендации по замене желательных, но очень дорогих или не имеющихся в наличии технологических приемов, другими, более дешевыми и доступными, и, при этом, имеющими сходное влияние на хозяйственные результаты.
Таким образом, данная методика позволяет "просматривать" различные варианты технологии, прогнозировать последствия применения различных технологических приемов, и на этой основе вырабатывать научно обоснованные рекомендации по выбору возделываемой культуры и оптимальной для поставленных целей агротехнологии.
В данном исследовании в количественной форме были обнаружены как уже известные закономерности по влиянию предшественников, почв, удобрений, способов вспашки и т.д. на результаты выращивания сельхозкультур, так и новые, ранее неизвестные.
