<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sustain</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Надежность</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dependability</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1729-2646</issn><issn pub-type="epub">2500-3909</issn><publisher><publisher-name>RAMS Journal Limited liability company</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21683/1729-2646-2024-24-2-8-15</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sustain-584</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ЗАДАЧАХ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SYSTEM ANALYSIS IN DEPENDABILITY AND SAFETY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритм улучшения согласованности структурной интероперабельности</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>An algorithm for improving the consistency of structural interoperability</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дулин</surname><given-names>С. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dulin</surname><given-names>S. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Дулин Сергей Константинович, главный научный сотрудник, доктор технических наук, профессор; ведущий научный сотрудник</p><p>109029, Москва, Нижегородская ул., д. 27 стр. 1</p><p>119333, Москва, ул. Вавилова, д. 44 к. 2</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey K. Dulin, Doctor of Engineering, Professor, Chief Researcher; Lead Researcher</p><p>27, bldg 1 Nizhegorodskaya St., Moscow, 109029</p><p>44, korp. 2 Vavilova St., Moscow, 119333</p></bio><email xlink:type="simple">skdulin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рябцев</surname><given-names>А. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ryabtsev</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Рябцев Антон Борисович, аспирант</p><p>117303, Москва, Керченская ул., д. 1а к. 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anton B. Ryabtsev, post-graduate student</p><p>1a, korp. 1 Kerchenskaya St., Moscow, 117303</p></bio><email xlink:type="simple">ryabtsev.ab@phystech.edu</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук; Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (АО НИИАС)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Federal Research Center Computer Science and Control of the Russian Academy of Sciences, Joint Stock Company Research and Design Institute for Information Technology, Signalling and Telecommunications in Railway Transportation (JSC NIIAS)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский физико-технический институт (Государственный университет)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Institute of Physics and Technology (Public university)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>21</day><month>05</month><year>2024</year></pub-date><volume>24</volume><issue>2</issue><fpage>8</fpage><lpage>15</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Дулин С.К., Рябцев А.Б., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Дулин С.К., Рябцев А.Б.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Dulin S.K., Ryabtsev A.B.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.dependability.ru/jour/article/view/584">https://www.dependability.ru/jour/article/view/584</self-uri><abstract><p>Цель. Одной из наиболее сложных задач искусственного интеллекта является проблема согласованности совместно формируемой совокупности знаний. При этом существует весьма важный аспект процесса приобретения знаний – наличие средств сопровождения знаний. В общей схеме функционирования процедур сопровождения системы знаний особое место занимают процедуры, связанные с контролем согласованности взаимосвязанных компонентов. Среди направлений в области представления знаний выделилось исследование условий функционирования корпоративной системы знаний, в рамках которого одной из самых открытых проблем оказался поиск предпочтительной структуры интероперабельности компонентов системы знаний. Рассмотрим некоторое множество из n элементов, представляющих собой агенты, информационные системы или компоненты знаний, тогда можно поставить цель – оценить уровень интероперабельности и представить структуру интероперабельности на основании анализа предпочтительности установления отношений между элементами. Методы. Таким образом, необходимо учитывать влияние структуры взаимодействующих элементов на мотивацию к интероперабельности на основе определенных признаков или характеристик в структуре элементов, которые способствуют или препятствуют достижению интероперабельности. Было отмечено, что потенциальная возможность установления интероперабельности на основе структуры взаимосвязанных элементов, может быть определена как структурная интероперабельность. Соответственно, для изучения тенденции информационных систем или элементов к интероперабельности в зависимости от соотнесения собственных признаков или характеристик была предложена методология структурного соответствия, позволяющая оценивать группы потенциально близких друг к другу элементов на основе аппарата структурной согласованности. Моделирование структурной интероперабельности на основе анализа структуры связей с помощью выбранного критерия согласованности позволяет найти ближайший к исходному множеству согласованный прообраз. Найденный прообраз своими подмножествами указывает на предпочтительную группировку элементов, при которой интероперабельность между ними устанавливается с наименьшей рассогласованностью. Результаты. В результате возникает разбиение множества потенциально взаимодействующих элементов на наборы мотивированных к взаимодействию элементов. В работе предлагается и обосновывается алгоритм нахождения для произвольной структуры элементов наиболее близкой согласованной структуры, на основе которой можно сделать вывод о выборе структуры интероперабельности. Выводы. Из анализа предлагаемого алгоритма и его альтернативы следует, что при сформулированных условиях существования структурной интероперабельности существует несколько вариантов выбора приемлемой структуры интероперабельности. Однако поиск оптимального варианта потребует перебора среди всех приемлемых вариантов, либо использование разумных эвристик, учитывающих специфику матрицы связности исходного знакового графа. Сравнивая представленные алгоритмы, необходимо заметить, что, алгоритм распространения меток носит оценочный характер, при этом, несмотря на сложность комбинаторных оценок и преобразований, алгоритм уменьшения рассогласованности на основе вектора повершинных различий представляет собой инструмент перманентного анализа и управления согласованностью наборов мотивированных к интероперабельности элементов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Aim. The consistency of a collectively generated body of knowledge is one of the most difficult problems of artificial intelligence. Additionally, there is a very important aspect of the knowledge acquisition process, i.e., the availability of knowledge support tools. Within the overall scheme of operation of knowledge system maintenance procedures, those associated with ensuring the consistency of interrelated components hold a special place. Out of the lines of knowledge representation research, the study of the operating procedures of corporate knowledge systems stood out. One of its most unconquered challenges is finding an optimal structure for the interoperability of knowledge system components. Let us consider a set of n elements that represent agents, information systems or knowledge components, then we can set the goal of assessing the level of interoperability and present the structure of interoperability based on an analysis of preferred relationships between elements. Methods. Thus, the effect of the structure of interacting elements on the motivation for interoperability is to be taken into account based on certain features or characteristics in the structure of elements that contribute or hinder the achievement of interoperability. It was noted that the potential for establishing interoperability based on a structure of interrelated elements can be defined as structural interoperability. Accordingly, for the purpose of studying the tendency of information systems or elements to be interoperable depending on the correlation of their own features or characteristics, a structural correspondence methodology was proposed that allows evaluating groups of potentially close elements using the structural consistency apparatus. Modelling structural interoperability based on the analysis of the connections structure using the selected consistency criterion allows finding the consistent preimage that is the closest to the original set. The subsets of the found preimage indicate the preferred grouping of elements that enables interoperability with the least inconsistency. Results. As a result, the set of potentially interacting elements is divided into sets of elements motivated to interact. This paper proposes and justifies an algorithm for finding – for a random structure of elements – the closest consistent structure that allows concluding on the choice of the interoperability structure. Conclusions. Out of the analysis of the proposed algorithm and its alternative follows that, under defined conditions for the existence of structural interoperability, there are several options for an acceptable interoperability structure. However, finding the optimal option will require searching through all acceptable options, or using reasonable heuristics that take into account the specifics of the connectivity matrix of the original signed graph. Comparing the presented algorithms, it must be noted that the label propagation algorithm is evaluative in its nature. Meanwhile, despite the complexity of combinatorial estimates and transformations, the inconsistency reduction algorithm based on the vertex-to-vertex difference vector is a tool for permanent analysis and managing the consistency of sets of elements motivated for interoperability.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>интероперабельность</kwd><kwd>структурная согласованность</kwd><kwd>матрица связности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>interoperability</kwd><kwd>structural consistency</kwd><kwd>connectivity matrix</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Розенберг И.Н., Дулин С.К., Дулина Н.Г. Моделивание структуры интероперабельности средствами структурной согласованности // Информатика и ее применения. 2023. Т. 17. Вып. 1. С. 57-65. DOI 10.14357/19922264230108</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rozenberg I.N., Dulin S.K., Dulina N.G. Modeling the structure of interoperability by means of structural consistency. Informatics and Applications 2023;17(1):57-65. DOI 10.14357/19922264230108. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 55062‑2012 Информационные технологии (ИТ). Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Интероперабельность. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2014. IV, 8 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST R 55062-2012. Information technologies. Industrial automation systems and integration. Interoperability. Basic principles. Moscow: Standartinform; 2014. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ullberg Johan, Johnson Pontus, Buschle Markus. A Modeling Language for Interoperability Assessments // Lecture Notes in Business Information Processing. 2011. V. 76. Pp. 61-74. DOI: 10.1007/978-3-642-19680-5_7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ullberg J., Johnson P., Buschle M. A Modeling language for interoperability assessments. Lecture Notes in Business Information Processing 2011;76:61-74. DOI: 10.1007/978-3-642-19680-5-7.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Макаренко С.И., Соловьева О.С. Основные положения концепции семантической интероперабельности сетецентрических систем // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 4. 24 с. DOI:10.30898/1684- 1719.2021.4.10</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Makarenko S.I., Solovieva O.S. [Key provisions of the concept of semantic interoperability of networkcentric systems]. Journal of radio electronics 2021;4. DOI:10.30898/1684-1719.2021.4.10. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Heider F. The psychology of interpersonal relation. N.Y., 1982. 336 p. DOI: 10.30898/1684-1719.2021.6.3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Heider F. The psychology of interpersonal relation. New York; 1982. DOI: 10.30898/1684-1719.2021.6.3.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дулин С.К., Дулина Н.Г., Кожунова О.С. Синтез геоданных в пространственных инфраструктурах на основе связанных данных // Информатика и ее применения. 2019. Т. 13. № 1. С. 82-90. DOI: 10.14357/19922264190112</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dulin S.K., Dulina N.G., Kozhunova O.S. Synthesis of geodata in spatial infrastructures based on related data. Informatics and Applications 2019;13(1):82-90. DOI: 10.14357/19922264190112. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Xiaojin Zhu, Ghahramani Zoubin. Learning from labeled and unlabeled data with label propagation // Tech. Rep., Technical Report CMU-CALD-02–107, Carnegie Mellon University. 2002. URL: https://mlg.eng.cam.ac.uk/zoubin/papers/CMU-CALD-02-107.pdf (дата обращения: 01.04.2024)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Xiaojin Z., Ghahramani Z. Learning from labeled and unlabeled data with label propagation. Technical Report CMU-CALD-02–107, Carnegie Mellon University; 2002. (accessed 01.04.2024). Available at: https://mlg.eng.cam.ac.uk/zoubin/papers/CMU-CALD-02-107.pdf.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
