Словарь: Паттерн-анализ

материал средней сложности

ПАТТЕРН - АНАЛИЗ

EHIPS - система СРЕДА-ЗДОРОВЬЕ


   Переменные, характеризующие опасность, меняются друг относительно друга не как угодно, а поддерживают определенные соотношения. Например, при стабильном составе продукции химического предприятия соотношения выбросов входящих в продукт соединений будут постоянны. Это и наблюдается в реальных данных. То же происходит в устойчивых перестройках: синхронно меняются физиологические показатели организма при заболевании, нозологические показатели популяции при изменении типа медико-демографической ситуации и т.д.
   Такое стабильное соотношение ассоциированных друг с другом переменных будет более типичным, чем отклонения от него. Оно называется паттерном (буквально - "узор"). Устойчивый паттерн - одна из основных характеристик опасности. Будучи узором, он относительно легко распознается в данных. Когда устойчивых паттернов в данном типе опасности может быть несколько, один вариант может иметь один паттерн, а другой вариант - другой. Точно так же в рамках одного паттерна объекта "опасность" могут сосуществовать несколько паттернов подобъектов - составляющих опасности.
   Наиболее простые визуальные паттерны образуются на карте. В качестве примера можно привести паттерны географического распределения годовой смертности по субъектам РФ. Ниже приводится небольшая выдержка из этих данных.
1989 1990 1992
(348 x 315, 11 K) (349 x 313, 11 K) (350 x 313, 11 K)
Данные по смертности приведены на 100 000 человек по субъектам федерации.
Смертность нормирована на половозрастное распределение численности населения.
Белый цвет - превышение верхнего предела нормировки.
Здесь паттерн состоит в увеличении смертности с запада на восток. Сравнение данных за разные годы показывает, что паттерн является устойчивым во времени.
   Паттерн зависит от выбора системы отсчета. В частности, выбор в качестве системы отсчета среднего за тот же период времени (например, средние данные по территории за тот же год) убирает из паттерна временной тренд и четче выявляет тенденции развития паттерна. Примеры смотри здесь и здесь (анимация). При выборе в качестве системы отсчета среднего по времени для каждого региона, из данных убираются постоянный по времени пространственный паттерн и более реально выделяется паттерн, отражающий динамику. Анимационный пример можно посмотреть здесь.
   Паттерн пронизан обратными связями между переменными. Поэтому в паттерне, как правило, нет смысла различать фактор-причину и фактор-следствие. Так, в объекте "производственная когорта" устойчивый паттерн включает на равных правах "положительную" обратную связь "экспозиция -> заболевание" и "отрицательную" обратную связь "заболевание -> избегание экспозиции". Выделять причинно-следственную "нить" из паттерна (что создает большие сложности в эколого-эпидемиологических исследованиях) просто не нужно, пока мы имеем дело с паттерном как целым.
   Исходя из этого, можно представить опасность и вообще любой объект, с которым работает система, набором подобъектов, соответствующих возможным для объекта типам устойчивых паттернов. (При этом паттерн "отображается" на уровень ниже - в подобъект). Например, отрасль может быть представлена набором предприятий - представителей разных технологических паттернов, популяция - представителями разных сценариев поведения и экспозиции и т.д. Это резко упрощает моделирование, т.к. нужно работать не со всеми экземплярами подобъектов какого-либо типа объекта, а только с "типичными представителями". Именно из них состоавляется пакет вариантов.
   Важное достоинство паттерна - подгонка к данным всего по нескольким координатным интервалам переменной (как слово угадывается по нескольким буквам). Это свойство широко применяется на практике (хотя и не в области "среда-здоровье") в алгоритмах распознавания.
   Паттерн может включать ассоциацию логических, вербальных переменных с количественными переменными. Его можно, так сказать, "прочитать" по этим переменным. Это облегчит и работу эксперта с опасностью, и понимание ЛПР сценариев развития опасности.
   Возьмем модельный объект "регулируемая опасность". Здесь должны быть, как минимум, два паттерна. Первый - устойчивое текущее состояние с высоким уровнем загрязнения и заболеваемости и отсутствием согласованного плана действий. Другой - регулируемое состояние, в котором загрязнение и заболеваемость ниже, существует и выполняется некий план, а главное, источники загрязнения, "приемники" загрязнения и ЛПР'ы связаны в единую информационно - управленческую цепочку.
   Главная задача всех модельных механизмов, да и режима контроля модели экспертом,- обеспечить, чтобы паттерн "регулируемое состояние" мог устойчиво существовать (сначала в модели, потом в реальности) - как в целом для опасности, так и для отдельных объектов.

Оглавление

© ИКИ РАН, 1998-2001