Выпуск №11 (Июль)

https://doi.org/10.25313/2520-2057-2019-11

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Бабенко В. О. Комплексний алгоритм вирішення умовної багатокритеріальної задачі оптимізації знаходження стратегії лікування // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2019. — №11. 


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Технічні науки

УДК 004.02 + 616.1

Бабенко Віталій Олегович

студент

Національного технічного університету України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Бабенко Виталий Олегович

студент

Национального технического университета Украины

«Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Babenko Vitalii

Student of the

National Technical University of Ukraine

«Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»

Науковий керівник:

Носовець Олена Костянтинівна

кандидат технічних наук,

доцент кафедри біомедичної кібернетики

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

КОМПЛЕКСНИЙ АЛГОРИТМ ВИРІШЕННЯ УМОВНОЇ БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНОЇ ЗАДАЧІ ОПТИМІЗАЦІЇ ЗНАХОДЖЕННЯ СТРАТЕГІЇ ЛІКУВАННЯ

КОМПЛЕКСНЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ УСЛОВНОЙ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ НАХОЖДЕНИЯ СТРАТЕГИИ ЛЕЧЕНИЯ

COMPLEX ALGORITHM FOR SOLVING CONDITIONAL MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF FINDING THE TREATMENT STRATEGY

Анотація. В статті розглянуто застосування комплексного алгоритму, який поєднує в собі метод аналізу ієрархій та генетичний алгоритм, для вирішення умовної багатокритеріальної задачі оптимізації знаходження стратегії лікування астми. Це допоможе знайти необхідне рішення при роботі з неперервними величинами, опираючись не на ідеальні значення критеріїв, а на певний заданий проміжок, в якому ці значення повинні знаходитись.

Ключові слова: умовна багатокритеріальна оптимізація, генетичні алгоритми, метод аналізу ієрархій, метод групового урахування аргументів, астма.

Аннотация. В статье рассмотрено применение комплексного алгоритма, который объединяет в себе метод анализа иерархий и генетический алгоритм, для решения условной многокритериальной задачи оптимизации нахождения стратегии лечения астмы. Это поможет найти необходимое решение при работе с непрерывными величинами, опираясь не на идеальные значения критериев, а на определенный промежуток, в которому эти значения должны находиться. 

Ключевые слова: условная многокритериальная оптимизация, генетические алгоритмы, метод анализа иерархий, метод группового учета аргументов, астма.

Summary. Article discusses the use of complex algorithm that combines analytic hierarchy process and genetic algorithm to solve a conditional multi-objective optimization of finding an asthma treatment strategy. This will help to find the necessary solution while working with continuous values, relying not on perfect values of the criteria, but on the specific interval in which these values should be.

Key words: conditional multiobjective optimization, group method of data handling, analytic hierarchy process, genetic algorithms, asthma.

Постановка проблеми. Необхідно модифікувати комплексний алгоритм знаходження оптимальної стратегії лікування для роботи з неперервними значеннями критеріїв. Дана проблема може бути вирішена за допомогою переходу з безумовної в умовну задачу багатокритеріальної оптимізації.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Матеріал В.О. Бабенка [1] був необхідний для використання комплексного алгоритму. Аналіз багатокритеріальної задачі оптимізації було проведено на основі роботи А.Е. Кононюка [2]. Генетичним алгоритмам приділили увагу Девід Е. Голдберг [3], Д. Рутковська, М. Пилинський і Л. Рутковський [4]. Метод аналізу ієрархій розглядався О.І. Ларічевим.

Мета дослідження: модифікувати комплексний алгоритм знаходження оптимальної стратегії лікування для вирішення умовної багатокритеріальної задачі оптимізації.

Характеристика клінічного матеріалу. Для даної роботи було використано базу даних із 247 пацієнтів, хворих на астму. Перелік змінних, що характеризують їх стан представлений в табл. 1.

Таблиця 1

Опис змінних, використаних для моделювання

Назва змінної

Назва в базі даних

Опис

U1

Budesonide

Змінна, що описує дозування ліками будесонід

U2

Nedocromil

Змінна, що описує дозування ліками недокроміл

X1

Age

Вік пацієнта

X2

Gender

Стать пацієнта

X3

Ethnic

Расова приналежність пацієнта

Продовж. табл. 1

Назва змінної

Назва в базі даних

Опис

X4

PREFEV

Об’єм форсованого видиху за 1 секунду до лікування

X5

PREFVC

Життєвий об’єм легенів до лікування

X6

PREFP

Значення максимального потоку на видиху до лікування

K1

POSFEV

Об’єм форсованого видиху за 1 секунду після лікування

K2

POSFVC

Життєвий об’єм легенів після лікування

K3

POSFP

Значення максимального потоку на видиху після лікування

База даних пацієнтів виглядає наступним чином:

Рис. 1. База даних хворих на астму

Виклад основного матеріалу. Перед початком роботи з базою даних, було закодовано якісні змінні, а саме стать (1 – чоловіча, 2 – жіноча) і расова приналежність пацієнтів (1 – європеєць, 2 – африканець, 3 – латиноамериканець, 4 – інші).

В якості критеріїв, які необхідно оптимізувати, виступають об’єм форсованого видиху за 1 секунду (оптимальні значення варіюються від 0.67 до 6.34), життєвий об’єм легенів (0.79 – 6.95) та значення максимального потоку на видиху (120 – 880), після лікування.

В ролі змінних управління, тобто ліків, які алгоритм буде підбирати для вирішення задачі оптимізації, виступають лікарські засоби будесонід та недокроміл (оптимальні значення кожного препарату варіюються від 0.4 до 2.6).

Перед модифікацією алгоритму було побудовано математичні моделі регресії за допомогою програмного інструменту на основі МГУА GMDH Shell DS. В якості алгоритму був обраний покроковий змішаний МГУА. Перед моделюванням вибірку було розбито на три вибірки: навчальну (70%), екзаменаційну (20%) та тестову (10%). Був отриманий наступний результат:

Таблиця 2

Точність регресійних моделей

Модель

Коефіцієнт детермінації (R2)

Навчання

Екзамен

Тест

K1

0,916

0,914

0,902

K2

0,921

0,915

0,899

K3

0,895

0,878

0,855

Отримані моделі мають доволі високу точність за рахунок використання нелінійних функцій.

За допомогою метода аналізу ієрархій [5] була розрахована функція згортки, використовуючи наступну ієрархію:

Рис. 2. Ієрархія критеріїв

Результати представлені нижче:

Таблиця 2

Попарне порівняння критеріїв

 

K1

K2

K3

K1

1

3

5

K2

0,33

1

1,66

K3

0,2

0,6

1

Таблиця 3

Власні вектори критеріїв

Середні геометричні

Вектор пріоритетів

2,466

0,653

0,818

0,217

0,493

0,131

«Плюси» біля вагових коефіцієнтів, оскільки кожен критерій необхідно максимізувати.

Оскільки необхідно вирішити умовну задачу оптимізації [2], необхідно задати мінімальне та максимальне значення для функції згортки. Підставивши граничні можливі значення критеріїв, отримано:

Тобто, оптимальні значення функції згортки лежать в проміжку від 16,277 до 120,544. Тому, при використанні генетичних алгоритмів [4-5], необхідно зупиняти роботу, коли комбінація ліків дає саме такі результати.

Висновки. Проаналізувавши поставлену проблему, було вирішено задачу умовної багатокритеріальної задачі оптимізації для знаходження стратегії лікування астми. Були побудовані доволі точні математичні моделі регресії для кожного критерію, використовуючи метод групового урахування аргументів, а також знайдена функція згортки за методом аналізу ієрархій та її оптимальні граничні значення. Таким чином було модифіковано комплексний алгоритм, що дозволить працювати не лише з бінарними значеннями критеріїв, а й з неперервними.

Література

  1. Бабенко В.О. Система аналізу ризиків після хірургічного лікування у ранньому післяопераційному періоді / В.О. Бабенко // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". 2019. №8. С. 12. (стаття).
  2. Кононюк А. Е. Основы теории оптимизации / А. Е. Кононюк. Киев : Освіта України, 2011.
  3. Goldberg D. E. Genetic algorithms in search, optimization & machine learning / D. E. Goldberg. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1989.
  4. Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилинський, Л. Рутковский. Москва: Горячая линия - Телеком, 2013. 385 с.
  5. Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений, а также хроника событий в волшебных странах / О. И. Ларичев. Москва : Логос, 2002. 393 с.

References

  1. Babenko V.O Sistema analiza rizikov pislia hirurgichnogo likuvannia u ranniomu pisliaoperaciynomu periodi / V.O. Babenko // Mizhnarodniy naukoviy jurnal “Internauka”. 2019. №8. P. 12. (stattia).
  2. Kononuk A.E. Osnovi teoriyi optimizaciyi / A.E. Kononuk. – Kiev: Osvita Ukraini, 2011.
  3. Goldberg D. E. Genetic algorithms in search, optimization & machine learning / D. E. Goldberg. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1989.
  4. Rutkovskaya D. Neyronnie seti, geneticheskie algoritmi i nechetkie sistemi / D. Rutkovskaya, M. Pilinskiy, L. Rutkovskiy. Москва : Горячая линия - Телеком, 2013. 385 p.
  5. Larichev O. I. Teoriya i metodi priniatiya resheniy, a takje hronika sobitiy v volshebnih stranah / O. I. Larichev. — Москва : Логос, 2002. 393 p.