УПРАВЛІННЯ ЧІТКО-НЕЧІТКИМИ ПРАВИЛАМИ В ХМАРІ: ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МАСШТАБОВАНОГО ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ КІБЕРФІЗИЧНИХ СИСТЕМ

Анотація

Сьогодні багато кіберфізичних систем (КФС) спираються на локальні фреймворки прийняття рішень, які часто не враховують як точні порогові значення, так і неоднозначність, притаманну для даних із сенсорів. Існує необхідність розробки масштабованої хмарної системи підтримки прийняття рішень (СППР), що об’єднує оцінювання чітких правил із нечіткою логікою для підвищення точності рішень та оперативності у різноманітних застосуваннях. Метою цієї роботи є розробка та впровадження системи управління чітко-нечіткими правилами, розміщеної в хмарі, яка підтримує централізоване адміністрування правил та асинхронну обробку даних для численних доменів КФС.
Наш підхід базується на архітектурі мікросервісів у середовищі Microsoft Azure, що складається з трьох основних API: Управління Користувачами, Управління Знаннями та Підтримка Прийняття Рішень. Система інтегрує безпечний багатокористувацький доступ із застосуванням зовнішніх провайдерів ідентифікації та використовує базу даних PostgreSQL із мульти-схемою. Дані із сенсорів з різних пристроїв передаються через HTTP та розміщуються у черзі за допомогою Azure Service Bus, що дозволяє відділити процес прийому даних від інтенсивної оцінки правил. Фоновий процес, що називається Decision Relay Consumer, обробляє кожне отримане повідомлення шляхом застосування прямих порогових порівнянь для чітких правил, та лінійної інтерполяції для нечітких функцій членства, таким чином ефективно працюючи з невизначеними значеннями сенсорів.
Експериментальна перевірка за допомогою симуляції розумного саду демонструє, що інтеграція оцінювання чітких і нечітких правил покращує здатність системи визначати пріоритетність та ініціювати відповідні дії в режимі реального часу. Отримані результати підтверджують, що запропонована архітектура не лише підвищує надійність прийняття рішень в умовах неоднозначності, а й зменшує обчислювальне навантаження на пристрої, сприяючи централізованому адмініструванню та масштабованості.
Новизна даної роботи полягає у створенні єдиного підходу, що безшовно поєднує чіткі порогові значення з нечіткою логікою в хмарному середовищі, що забезпечує застосовність у різних доменах та адаптивне управління правилами. Практична значимість розробки охоплює різноманітні галузі, зокрема сільське господарство, виробництво та розумні будівлі, де своєчасне та надійне прийняття рішень є критично важливим.