ВАХЗ. Адъюнктура. Первый год

 
Итак, тема состоялась, а, следовательно, цели ясны, задачи определены, за работу товарищ адъюнкт. Фактически первый год моего обучения в адъюнктуре ВАХЗ начался с начала марта 1989 года. Хотя собственно обучения, как такового, не было. Кандидатские минимумы по специальности, по марксистско-ленинской философии, по английскому языку мной уже были сданы ещё из Нукуса и заниматься этими многотрудными дисциплинами требующими прорву времени мне не потребовалось. Оставались только такие предметы, как психология, педагогика, физо, огневая, строевая и ещё какие-то, которые практически ни времени, ни особых усилий не требовали.

Строевая у нас проходила при подготовке и участии в параде на Красной площади в день победы Великой Октябрьской социалистической революции 07 ноября каждого года. Специальных занятий по физо тоже не было, мы просто каждые полгода сдавали требуемые нормативы, и я, будучи неплохо развитым физически, мог сдать любой из требуемых нормативов на «отл» без подготовки.

С огневой было сложнее – метко стрелять из ПМ я как не умел, так к адъюнктуре и не научился, но на троечку при проверке, обычно настреливал. Хорошо, что на моём втором адъюнктском году к нам на кафедру №1 пришёл адъюнктом Сергей Роговой. Он сумел объяснить мне, что я срываю выстрел, так как очень его жду и поэтому пуля летит либо в молоко, либо, в лучшем случае, случайно попадает в мишень. Как оказалось, надо прицелившись, просто тянуть курок, не думая о выстреле. Уразумев это простую истину, я стал сдавать огневую исключительно на «хор» и даже на «отл».

Психология для меня со школы была любимой наукой и, хотя занятия по этой дисциплине я таки посещал, но большие там развивал вопросы занятия (в своём их понимании) и даже спорил с педагогом. Помогал мне в этом, подкидывая интересные примеры и аргументы, мой хороший товарищ и он же адъюнкт второго года. Женя Литвинентко. Он писал дисер по психологии на кафедре марксизма-ленинизма нашей академии, Женя хорошо знал и того полковника, который у нас вёл занятия и тематику нашего курса. Мы с ним по вечерам за бутылкой пива минут 15-20 успевали проговорить всё предстоящее занятие и особенно те вопросы, куда мне стоило встрять. Впоследствии он стал одним из немногих моих настоящих друзей, но жаль, что не много прожил – последствия двух командировок ликвидатором на ЧАЭС, первая из которых была летом 1986 года – почти сразу после катастрофы.

Педагогику, как предмет, мы, естественно, проходили и в училище, и в академии, но она, как таковая, не являлась моим любимым предметам, хотя и очень нужным – ведь я, по идее, мог бы после защиты дисера стать педагогом на кафедре №1. Так что тут я сильно упирался, изучая основы и особенности педагогической деятельности в венной академии химзащиты.

А ведь была ещё и служба. Адъюнкты, почему-то, несли суточные наряды в качестве дежурных по КТП автопарка академии. Иногда нас назначали вторым помощником дежурного по академии. А вот патрулей, на сколько помню, не было. Ну и остальные атрибуты служебной деятельности, такие, как утренние разводы академии, совещания кафедры, партсобрания и т.д. также присутствовали.

Естественно, что все эти учебно-служебные мероприятия не были для меня определяюще важными. Важнее было окончательно и полностью разобраться с содержанием той темы, на предмет которой мне предстоит написать диссертацию. Надо было понять уже конкретно, какую проблему и как я должен в ней осветить, что собственно должен написать? Во время определения темы дисера кое-что в этом направлении я постиг, но этого было явно недостаточно, для того чтобы начать её практически разрабатывать. А так как в теме по сути дела было две дисциплины: искусственный интеллект (ИИ) с экспертными системами (ЭС) с одной стороны и аэрозольное противодействие (АП) с другой, то разбираться надо с обоими. Но, безусловно, наибольшим приоритетом были именно ЭС. Причём было бы не плохо понять: как и какую конкретно ЭС приделать к планированию и управлению АП в армейской и/или фронтовой операции.

Если про АП в армейской и фронтовой операции мне было у кого проконсультироваться, пополнить и углубить знания, полученные в училище и академии, усовершенствовать навыки его планирования и управления, приобретённые ещё в штабе ПрибВО, то про ИИ и ЭС спросить было не у кого – я по этой тематике оказался первым и пока единственным соискателем в химвойсках. Необходимые знания приходилось добывать из книг в библиотеках (главным образом в ГПНТБ).. Иногда удавалось такие книги купить. Тогда получалось выгрызать новые для себя знания не только днём, но и по ночам. Основными такими книгами для меня стали:
- та, что на картинке к этому рассказу: Д.Уотермен «Руководство по экспертным системам»
- та, которая была на картинке к предыдущему рассказу про адъюнктуру: «ВАХЗ. Адъюнктура. Выбор темы»: Ф.Хейс-Рот, Д.Уотермен, Д.Ленат «Построение Экспертных систем»
- та, которая будет на картинке к следующему рассказу про адъюнктуру: Р.Форсайт «Экспертные системы. Принципы работы и примеры».
И ещё много других книг советских (Д.А Поспелов, Ю.М.Смирнов, Э.В.Попов Ю.А.Любарский и др.) и несоветских (Д.Элти, М.Кумбс, Т.Пирс, Л.Заде, К.Нейлор и др.) авторов. Что интересно: читать иностранных авторов мне было существенно легче и приятнее, понятнее и интереснее – язык у них оказывался более живой (может быть в этом заслуга переводчиков), а примеры жизненные. А вот наших читать было трудно – будто сухие опилки жуёшь – настолько высоконаучно и академично они писали и примеры брали чаще не из жизни, а из своего весьма своеобразного представления о ней.

Второй задачей, важной не сколько теоретически, сколько практически, являлось освоение IBM совместимой персональной ЭВМ ЕС-1840 (именно её фото на заставке к рассказу). Эти ПЭВМ состояли в то время на вооружении кафедры и, естественно, именно на них надо было реализовывать ту (или те) ЭС, которые необходимо будет построить. Персоналки типа Электроника Т-3-29, на которых я писал диплом 5 лет назад, к моменту моего поступления в адъюнктуру уже были списаны.

В первую очередь надо было постичь операционную систему MS-DOS/PC-DOS с оболочкой в виде файлового менеджера Norton Commander, научиться работать с текстовым редактором Лексикон, как следует изучить алгоритмический язык программирования Pascal и соответствующую среду разработки Turbo Pascal в версии 4.0 (потом, в процессе работы, появились у нас и более продвинутые версии 5.0 и 5.5) и некоторые другие программы. Изучать всё это было необходимо не только для разработки и написания диссертации, но и для возможного, в последствии, использования в педагогической практике.

Сильно в приобретении мной практических знаний и навыков помогали старшие товарищи по адъюнктуре: Володя Троцук, Саша Хорсун, и Саша Тафинцев. Троцук и Хорсун были уже на третьем году адъюнктуры, а Тафинцев на втором. Помню, что на заре моей адъюнктской деятельности то ли Троцук, то ли Хорсун где-то нашли диск с полным описанием Turbo Pascal версии 4.0 в формате *.txt. Мы, адъюнкты, где-то нашли несколько бобин красящей ленты и пачек копировальной бумаги для матричного принтера, а также много обычной офисной бумаги и в одно из воскресений (чтобы никто не мешал) занялись размножением этого описания. А оно было объёмным – листов 200-250 при печати с двух сторон. Работали почти весь день, напечатали и сброшюровали около 15-20 экземпляров описания, при том, что печатали через копирку сразу по три-четыре экземпляра (только матричный принтер на это способен!). Хватило и нам, и педагогам кафедры, и друзьям на других кафедрах.

В процессе постижения предмета я наткнулся на то, что для построения систем ИИ вообще и ЭС в частности, как оказалось, часто используются языки Prolog (Programming in logic — язык логического программирования) и/или Lisp (List Processing language — «язык обработки списков»). Пришлось заняться и ими. Диск с Prolog-ом мне удалось купить на компьютерном рынке в Царицыно (на кафедре такового не было и покупать его мне никто даже не собирался, ну а я и не надеялся). Поигравшись с ним у меня получилось сваять пару простеньких ЭС, но при попытке написать хоть что-то вменяемое в области принятия решений по АП не удалось – декларативный язык не позволял разрабатывать сложные вычислительные процедуры, а без них ни планирования, ни управления дымами не бывает. Lisp постичь вживую не удалось – ни в Царицыно, ни на Горбушке диски с ним не продавались. Оставалось лишь сугубо теоретически попытаться понять, что это за зверь. Теоретически понял, но без практики толком не прочувствовал.

Так, постепенно, постигая глубины ИИ и ЭС, а также принципы планирования и управления АП в голове у меня стала складываться более или менее понятная картинка куда и как применить ЭС, а также каким образом реализовать это понимание в виде действующей ЭС, а вернее сразу двух.

Первой и очень важной задачей при планировании АП (и не только АП) является выбор тех объектов, аэрозольная маскировка которых и, как следствие, сохранение их боеспособности, в наибольшей степени поможет нашим войскам в выполнении задач операции. Объектов, требующих маскировки, как правило, сильно больше возможностей тех сил и средств, которые есть у химвойск даже с учётом тех средств АП, которые имеются непосредственно в войсковых подразделениях и частях. Посему необходимо отранжировать объекты, требующие маскировки по степени их важности для ведения боевых действий в планируемой и/или ведущейся операции. На сей счёт мы с соруководителем полковником Жеребцовым выделили семь параметров по которым необходимо оценивать каждый объект для того, чтобы такая их ранжировка оказалась наиболее целесообразной. Однако, как говорит наука психология, оценка и сравнение множества объектов (не обязательно военных, но даже и бытовых приборов) обычно происходит по одному-двум наиболее важным (с точки зрения оценивающего) параметрам, остальными (а они есть) пренебрегают или даже не догадываются об их существовании. Только очень грамотные и профессионально подготовленные эксперты могут оценивать объекты одновременно по трём-четырём параметрам. Использовать одновременно пять-шесть параметров могут только гениальные эксперты. А у нас их уже семь и не факт, что в процессе дальнейшей проработки вопроса этих параметров не станет больше. Но собрать их и объективно оценить важность объектов, учтя все параметры, можно-таки, используя байесовский подход, а именно теорему Байеса про условные вероятности.

Но и это не всё, ведь степень проявления того или иного параметра может быть разной, а не просто есть он или нет его. Например, состояние боеспособности войскового объекта, требующего маскировки в планируемой операции может быть:
- полностью боеспособен
- боеспособен
- практически боеспособен
- практически не боеспособен
- совсем не боеспособен
А между этими значениями может быть ещё куча промежуточных состояний боеспособности объекта, подлежащего маскировке. И все другие параметры, определяющим необходимость и/или возможность маскировки зачастую так же не могут быть чётко определены, то есть степень проявления параметров чаще всего выражается словами, а не цифрами. Получается, что всё это описывается довольно нечётко, но и для этого нашёлся свой аппарат – нечёткая логика называется. Придумал и сформулировал её основные положения американский иранец с фамилией Заде.

Вот и пришлось придумывать, как скрестить Байеса и Заде. Лишь к концу первого года адъюнктуры с этим удалось разобраться, но пока только в своей голове и более или менее внятно изобразить на бумаге. Далее я построил относительно вменяемую обобщённую модель и преобразовал её в понятный, но пока лишь бумажный прототип базы знаний (БЗ). Теоретически получалось, на мой взгляд, вполне работоспособно и даже мой соруководитель Жербцов был не против в части АП, а в части ЭС Ян Язепович тоже согласился с моей байесовско-нечёткой моделью.

Вторую ЭС, которую пришлось придумать на первом году это вторая часть планирования АП. Штука в том, что разнообразных средств постановки дымовых завес у химвойск уже тогда было достаточно много и были они разнообразными: от СДУД «Распорядок» с его дымовыми шашками и ИРПами до ТДА и даже ТМС-65. Имелись и силы в виде рот и батальонов АП в химических батальонах и полках. И вот их необходимо было целесообразно распределить по войсковым объектам, отобранным и отранжированным первой ЭС о которой написано выше. Тут как раз и потребовался подход, который умно называется исчислением предикат второго порядка, а на практике выглядит, как дерево рассуждений, построенное на правилах «Если… То… Иначе…». Причем это отнюдь не чисто программистское «If… Then… Else…».

Эта часть второй ЭС должна была позволять, задав пользователю простые вопросы, предложить на тот или иной объект те силы и средства АП, которые в наибольшей степени соответствуют его масштабами и характеру, а также виду и характеру его боевых действий. А так как силы и средства АП исчерпаемы, то ЭС должна была посчитать чего и сколько надо на тот или иной объект. Если же наиболее подходящие силы и средства уже задействованы на более важных объектах, предложить другие, которые может быть не на столько соответствуют объекту, но, тем не менее могут быть использованы для его маскировки.

Таким образом, во второй ЭС было необходимо скрестить интеллектуальную составляющую, основанную на правилах «Если… То… Иначе…» с достаточно серьёзной расчётной частью. Эта расчётная часть ЭС должна уметь воздействовать на направленность рассуждений её интеллектуальной составляющей. Как это должно было происходить сначала мне надо было проиграть у себя в голове, потом попытаться нарисовать дерево рассуждений с учётом воздействия расчётных процедур. Дерево рассуждений получилось довольно большим. Правил набралось несколько сотен, поэтому пришлось склеить четыре ватманских листа формата А1, чтобы мелким шрифтом уместить его всё. Вот это дерево рассуждений и явилось бумажным прототипом БЗ для второй ЭС. Если честно, то лишь руководителю диссертации я подробно показал это необъятное дерево, а соруководитель лишь посмотрел издали, пробежался по одной из ветвей и тоже согласился, что работать дерево сможет.

Последним, и самым простым, этапом построения единой ЭС из этих двух надо было придумать как их объединить, чтобы пользователь не выходил из единой системы и выполнял все задачи по планированию АП в операции, находясь в одной среде. Решилось это достаточно просто: по факту завершения ранжирования объектов человек оценивал его адекватность (ведь ответ за план АП ему держать и на ИИ не спихнёшь) и разрешал передавать файл с во вторую ЭС, которая включалась в работу по факту его получения.

Всё это было придумано мной в голове, описано и нарисовано на бумаге, но это ещё не были те ЭС, которые мне были нужны для решения задач диссертации. Я ведь писал дисер на кафедре №1 «Автоматизации управления войсками» и мне был нужен действующий программный продукт. Вариантов было опять-таки два. Первый - это попытаться найти на Царицынском рынке, Горбушке или где-нибудь ещё подходящие оболочки ЭС (то есть программа, реализующая тот или иной механизм ИИ, но не имеющая БЗ), купить и реализовать в их среде свои БЗ и расчётные процедуры, построив таким образом действующие ЭС Второй – это с нуля самому написать их на Паскале.

На рынке я нашёл лишь одну оболочку, реализующую модель с правилами «Если… То… », но без «Иначе..» и без вменяемой среды для разработки так необходимых мне расчётных процедур. Стоила она как отсюда до завтра и с моей зарплатой мне не хватало денег на её покупку, тем более, что жена работала секретарём в школе и получала совсем не много, а дочки росли и требовали денег всё больше. В одном из военных институтов я нашёл оболочку ЭС, реализующих Байесовскую модель, но не ранжирующего, а диагностического типа и не предусматривающую возможность использования нечёткой логики.

Таким образом у меня оставался лишь один путь – писать всё самому. С Паскалем я уже был неплохо знаком, написал в среде Turbo Pascal несколько довольно сложных программ и надеялся, что смогу написать необходимые две оболочки ЭС. Было страшно, что не успею, что просто не осилю. Но деваться было некуда, пришлось... Но это было уже в следующем году и описано в рассказе «ВАХЗ. Адъюнктура. Второй год».

Тем временем подошёл декабрь 1989 года – время отчёта за первый год в адъюнктуре. По мою душу начальником кафедры полковником Курмаевым был собран коллоквиум кафедры. Мои руководитель и соруководитель, естественно, также присутствовали. На нём меня заслушали коллеги, позадавали много умных и каверзных вопросов, причём не только мне, но и моим научным руководителям. В итоге решением коллоквиума наша наша деятельность была одобрена и этим я был вполне удовлетворён.