JPH01269136A - エキスパートシステム構築支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 エキスパートシステムを構築するためのエキスパートシ
ステム構築支援システムに関し。

確率現象を扱えるエキスパートシステムを構築できるよ
うにすることを目的とし。

フレームにより表現される知識ベースを構築するための
エキスパートシステム構築支援システムにおいて、ｆＩ
率重密度関数設定するための確率密度関数設定処理手段
を備えるよう構成し、この確率密度関数設定処理手段が
、フレームをなすスロットの属性として確率密度関数を
定義するようにと構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、　ｉｉｉ率現象を扱えるエキスパートシステ
ムを構築できるようにしたエキスパートシステム構築支
援システムに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、エキスパートシステムは、専門家の推論により近
づけるために、推論制御に柔軟性をもたせるべ（あいま
いさの情報を取り扱えるようにと構成されつつある。す
なわち、あいまいな仮定のちとに推論を進め、あいまい
性を含む結果を得るようにと構成するのである。このた
めに、エキスパー１−システムを構築するためのエキス
パートシステム構築支援システムでは、事実やルール成
立の確かさを数値で表した確信度や、事実の意味自体の
あいまいさを関数で表すファジィ集合族を定義できるよ
うにとなされているのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、エキスパートシステムの適用対象となる
専門家の領域にあっては、確率現象を扱わなければ推論
を実現できないというものもあるのである。しかるに、
従来のエキスパートシステム構築支援システムでは、あ
いまいな情報を属性として定義できるようにはなったも
のの、このような確率現象を扱えるようにまではなされ
ていないことから、確率現象の入り込んでくるようなエ
キスパートシステムを構築できないという問題点があっ
たのである。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、従
来より一歩進めて、確率現象を扱えるエキスパートシス
テムを構築できるようにしたエキスパートシステム構築
支援システムの提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は２本発明の原理構成図である。

図中、１はエキスパートシステム構築支援システムであ
って、エキスパートシステムの知識ベースを構築するた
めの開発シールとなるもの、２はエキスパートシステム
構築支援システム１が備える確率密度関数設定処理手段
であって、確率密度関数を設定するためのもの、３はフ
レームであって、エキスパートシステムの知識ベースを
表現するためのもの、４はフレーム３の確率属性スロッ
トであって、確率属性を有するスロットであるところの
もの、５は確率密度関数であって、確率属性スロットの
属性として定義されるところのものである。

〔作用〕

本発明によれば、フレーム３のスロットとして。

確率密度関数５という確率属性を有する確率属性スロッ
ト４を定義できることになる。これから。

あいまい属性を有するファジィ属性スロットを定義する
メンバーシップ関数設定処理手段を備えることで、あい
まいな情報を処理できるエキスパートシステムを構築で
きるようになるエキスパートシステム構築支援システム
に対応して、　１ＩＩＩ率現象を処理できるエキスパー
トシステムを構築できるエキスパートシステム構築支援
システムを構成することができるようになるのである。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明の詳細な説明する。

第２図に１本発明のエキスパートシステム構築支援シス
テムのシステム構成図を示す。図中、ｌがエキスパート
システム構築支援システム、１０が知識ベース、１１が
リレーショナルデータベース、１２がファイル、１３が
利用者プログラム。

１４がデイスプレィ、１５がプリンタであり、そして、
２０がエキスパートシステム構築支援システムｌをなす
ためのホストコンピュータシステム。

３０がエキスパートシステム構築支援システム１により
構築されるエキスパートシステムを利用するワークステ
ーションである。

この図に示すように１本発明のエキスパートシステム構
築支援システム１は、知識管理及び推論制御を実行する
知識管理・推論制御部１ａと、知識編集や知識ベース管
理を実行する開発支援部ｌｂと、データベース検索や利
用者プログラム呼出しを実行する実行支援部１ｃとから
構成されるものである。この知識管理・推論制御部１ａ
が１本発明に特徴的な確率密度関数設定処理機能を備え
るのである。本発明のエキスパートシステム構築支援シ
ステム１は、更に実用性を高めて、あいまい事象の確率
現象を処理できるエキスパートシステムを構築できるよ
うにするために、知識管理・推論制御部１ａにあいまい
さを関数で表現するためのメンバーシップ関数設定処理
機能を備えるよう構成するものである。

次に、知識管理・推論制御部１ａの備えるメンバーシッ
プ関数設定処理機能について説明する。

メンバーシップ関数とは境界があいまいな集合に対して
、ある要素がどの程度台まれているのかを示すために使
われる関数である。、メンバーシップ関数の設定処理は
、最初に、正確な数値とあいまいな表現を関連付けるた
めにファジィ集合族を定義し、続いて、知識ベースのフ
レームのスロットの有するファジィ属性（あいまい属性
）をこのファジィ集合族と関連付けるのである。ファジ
ィ集合族の具体的な定義文は３次のような記述形式をと
る。

ｒＤＥＦＦＵＺＺＹ　　ファジィ集合威名（ＲＡＮＧＥ
（定義域の最小値、定義域の最大値）〕〔ファジィ集合
名　関数型指定子〕 ・・・・・・・・・　　　　　　　　　　）　」ここで
、関数型指定子の一例を第３図に示すとともに、ファジ
ィ集合族の定義文の一例を第４図に示す。

このようにして、ファジィ集合族を定義すると。

“５ＥＴＦＵＺＺＹ命令”を用いて、スロットの有する
ファジィ属性を表すメンバーシップ関数ｍ、（ｘ）を、
下式に従って定義することで。

ｃｆ＋１ ｍ、（ｘ）＝　ｆ　　（ｘ）ｘ□ 但し、　　ｆ　　（ｘ）　　：ファジィ集合名のメンバ
ーシップ関数 ｃ「：確信度 ファジィ属性スロットのメンバーシップ関数が定義され
ることになる。

確率密度関数もメンバーシップ関数と同様に。

その値が０から１の間の値をとることから３本発明では
、知識管理・推論制御部１ａに、メンバーシップ関数設
定処理機能と同様の確率密度関数設定処理機能をもたせ
ることで、スロットの有する確率属性を表す確率密度関
数を定義するよう構成するのである。この確率密度関数
設定処理機能は。

メンバーシップ関数設定処理機能と全く別に設けること
も可能であるが、予め定義されたファジィ集合族のメン
バーシップ関数を変換２合成し、定義域を新たに指定す
るようにすることで、ｆｉｌ率属性スロットの確率密度
関数を定義できるようにすることも可能である。

このように１本発明では、知識管理・推論制御部１ａが
、スロットの有する確率属性を表す確率密度関数を定義
できるようになることから、確率現象を処理できるエキ
スパートシステムを構築できるようになるとともに、更
に加えて、あいまい事象の確率現象を処理できるエキス
パートシステムを構築できるようになるのである。

次に１本発明により構築されるエキスパートシステムの
具体的利用例として、降水予測システムについて説明す
る。

降水をもたらす擾乱は約１（Ｈｉｍ類に分類されている
が実際の擾乱は、これらの複数の擾乱が混在した形で入
ってくることになり、そしてその混在にあいまいさがあ
るのである。降水現象が起こっているときの降水雲の状
態は、地上レーダエコー図や衛生写真の雲解析により１
例えば第５図のように表現できる。ここで、第５図は中
緯度トラフによる日本海低気圧の擾乱の型α型のときの
降水雲の状態をモデル化して表している。このような雲
の集団はクラウドクラスターと呼ばれ、降水を多くもた
らすＡ１雲（例えば積乱雲）、ある程度の降水をもたら
すＡ、雲、降水を少ししかもたらさないＡ３雲（例えば
絹雲）などからなる。

降水予測システムを構築するためには、過去の降水測定
データから求まる第６図に示すような。

Ａ、雲、ＡＨ雲、Ａ３雲の夫々の降水確率密度関数Ｐ＋
、Ｐｇ、Ｐｓを設定していく必要がある。

前述したように９本発明のエキスパートシステム構築支
援システムでは確率密度関数を設定できることから、こ
のようなＰｉをＡ、雲の属性として定義できることにな
るのである。

降水予測を実現するためには、降水を多くもたらすＡ、
雲が予報地点Ｚをおおう確率Ｃ１，ある程度の降水をも
たらすＡ２雲が予報地点Ｚをおおう確率Ｃ２，降水を少
ししかもたらさないＡ、雲が予報地点Ｚをおおう確率Ｃ
１を求める必要がある。このような確率Ｃｉは、第５図
に示したようなりううドクラスターが求まれば、クラウ
ドクラスターの移動方向の各々の雲の分布面積比から求
めることができることになる。更に、降水予測を実現す
るためには、気圧配置がどの程度の確からしさでその擾
乱にあるのかということを決定していく必要がある。こ
のようなあいまいさを、予測する者の第六窓で決めてい
くことも可能であるが。

ここでは、第７図に示すようなメンバーシップ関数を用
いて決定していくことにしてみる。第７図のメンバーシ
ップ関数は１例えばα型擾乱のあいまいさを求めるため
に作成したメンバーシップ関数である。この２つのメン
バーシップ関数を用いて１例えば気圧配置からＤが５０
（］Ｋｍ″ｒＰが９８抛すなら、α型擾乱の確からしさ
を表す値は平均をとって０．６と求まることになる。な
お、気圧配置からＤやＰが複数あるようなときには、各
々の平均値を用いればよい。

以上の説明においては、予報しようとする時点の気圧配
置が例えばα型擾乱のような１つの擾乱であることを想
定して進めてきたが、実際の気圧配置はこのような簡単
なものではなく、別の擾乱に基づくクラウドクラスター
が存在することになる。そこで、Ｘ＋　、　　Ｘｚ　、
Ｘｓ　、・・・・・・ＸＪといった同時刻に存在する様
々な気象現象から求められる各々の降水確率分布Ｐｉ、
Ｐｚ、Ｐ３．・・・・・・Ｐ。

の起こる確率Ｃｉｊを求める（第８図（Ａ）に数値を例
示する）とともに、Ｘｊの起こっている確からしさＦ、
を求め（第８図（Ｂ）に数値を例示する）、　この双方
の乗算処理を施すことでどの降水確率分布Ｐ！がどの程
度の確率で起こるかを求めることになる。第８図（Ａ）
の例と第８図（Ｂ）の例との乗算処理により求まる第８
図（Ｃ）の例では、降水確率分布ＰＩの起こる確率が０
．３３．降水確率分布Ｐ２の起こる確率が０．２６．降
水確率分布Ｐ３の起こる確率が０．４１であることを示
している。なお、確からしさＦ、をメンバーシップ関数
で求めるときには、Ｐ、の起こる確率の合計値が“１”
となるようにするために、Ｆｊの合計値がｌ′となるよ
うに規格化しておく必要がある。

このようにして、降水確率分布の確率が求まれば１例え
ば第６図に示すような降水確率分布Ｐムが３時間後の予
報を前提として決められたものならば１３時間後に降水
が１０ｍｍ／Ｈで起こる確率は。

第６図中の破線で示す値と上述の確率の値から。

０．２２Ｘ０．３３＋０．３　Ｘｏ、２６＋０．４　Ｘ
ｏ、４１＝０．３１４６のように、　ｉｎ率０．３１４
６と求められることになる。

すなわち、３時間後にＩｏｌｌｓ／ｈで雨の降る確率は
３１．４６％という予報が出せるようになるのである。

このように２本発明のエキスパートシステム構築支援シ
ステムを使えば、あいまいな情報のみならず確率現象も
処理できる降水予測のエキスパートシステムを構築する
ことができることから、従来の天気予報と異なりより科
学的に天気予報が出せるようになるのである。

なお、本発明のエキスパートシステム構築支援システム
によって構築されるエキスパートシステムは、このよう
な降水予測にその有効性が限られるものではなく１例え
ば長期予報９台風の進路予測、地震予知、保険事業関連
といったような確率現象の入り込む専門家領域に広く適
用できるのである。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、確率現象を処理
できるエキスパートシステムを構築できようになるので
ある。そして１本発明はあいまい情報を取り扱えるエキ
スパートシステムを構築するためのエキスパートシステ
ム構築支援システムにも適用可能であるので、あいまい
事象の確率現象を処理できるエキスパートシステムをも
構築できるようになるのである。更に本発明によれば。

実装されているメンバーシップ関数を利用して確率密度
関数を導入できるようになることから１確率現象を処理
できるエキスパートシステムの構築が極めて容易なもの
となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図。 第２図は本発明のシステム構成図。 第３図はメンバーシップ関数の説明図。 第４図はファジィ集合族の定義文の説明図。 第５図は降水雲の状態の説明図。 第６図は降水確率分布の説明図。 第７図は擾乱のあいまいさを決めるためのメンバーシッ
プ関数の例の説明図。 第８図は所定の降水確率分布の起こる確率を求めるため
の説明図である。 図中、１はエキスパートシステム構築支援システム、２
は確率密度関数設定処理手段、３はフレーム、４は確率
属性スロット、５は確率密度関数。 １０は知識ベース、２０はホストコンピュータシステ°
ム、３０はワークステーションである。 特許出廓人富士通株式会社 代理人弁理士森１）寛（外２名） 莞１図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　フレーム（３）により表現される知識ベースを構築す
   るためのエキスパートシステム構築支援システム（１）
   において、 確率密度関数を設定するための確率密度関数設定処理手
   段（２）を備えるよう構成し、 この確率密度関数設定処理手段（２）が、フレーム（３
   ）をなすスロットの属性として確率密度関数を定義でき
   ることを 特徴とするエキスパートシステム構築支援システム。