КОНЦЕПТУАЛЬНІ ЗАСАДИ ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ БІОКЛІМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32347/0131-579X.2025.108.177-188Ключові слова:
експертна система; біокліматичне моделювання; база знань; енергоефективність; пасивні технології; штучний інтелектАнотація
Стаття присвячена теоретичному обґрунтуванню структури Експертної системи біокліматичного моделювання та розкриттю механізмів її функціонування. Головною метою є розробка концептуальних засад експертної системи як інноваційного інструменту підтримки прийняття аналітичних і творчих рішень в архітектурному проєктуванні. Система покликана інтегрувати різноманітні багатопараметричні дані, включаючи кліматичні умови, характеристики архітектурних об'єктів тощо з метою генерації оптимальних біокліматичних рекомендацій.
У процесі дослідження для розробки структури експертної системи застосовано комплекс наукових методів. Системний аналіз використовувався для визначення ключових компонентів системи та їх взаємозв'язків. Кластерний аналіз застосовувався при розробці структури бази знань для ефективної організації та систематизації інформації. Методи моделювання інформаційних систем були використані для розробки моделі взаємодії модулів експертної системи, включаючи базу даних, базу правил та вирішувач. Для наповнення бази знань та оцінки параметрів проєктних рішень залучалися методи експертних оцінок. Багатокритеріальний підхід застосовувався для опрацювання нечітких даних та прийняття рішень в умовах складності та множинності критеріїв біокліматичного моделювання.
Результати дослідження представляють концептуальну структуру експертної системи, де запропонована гібридна база знань, що поєднує декларативні та процедурні знання, модульну структуру бази даних, використання евристичного методу "ЯКЩО-ТО" в базі правил та ієрархічну систему на основі дерева рішень для ефективної обробки складної інформації та генерації оптимальних біокліматичних рекомендацій. Подальші дослідження передбачається спрямувати на практичну реалізацію та валідацію розробленої системи, розширення її функціональних можливостей шляхом інтеграції з іншими інструментами проєктування та використання методів машинного навчання для автоматизованого поповнення бази знань
Посилання
Література
Röttger, Рaul and Vedres, Balazs. The Information Environment and its Effects on Individuals and Groups An Interdisciplinary Literature Review 2020. Oxford: University of Oxford, 2020. 58 p. URL: https://royalsociety.org/-/media/policy/projects/online-information-environment/oie-the-information-environment.PDF (дата звернення: 04.04.2025).
Floridi, Luciano. 4-TH REVOLUTION: How the infosphere is reshaping human reality. Oxford: Oxford univ. press, 2014. 248 р.
Van der Auweraer, Herman; Anthonis, Jan; De Bruyne, Stijn; Leuridan, Jan. Virtual engineering at work: the challenges for designing mechatronic products. Engineering with computers. 2012. № 29 (3). Р. 389-408. (DOI:10.1007/s00366-012-0286-6). URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s00366-012-0286-6 (дата звернення: 04.04.2025).
Бородавка Є.В. Методологія створення інформаційних технологій автоматизації життєвого циклу будівельних обєктів : автореф. дис.… д-ра техн. наук : 05.13.06. Київ : КНУБА, 2017. 42 c.
Трач Р.В. Інформаційне моделювання в будівництві (BIM): сутність, етапи становлення та перспективи розвитку. Глобальні та національні проблеми економіки. Вісник Миколаївського національного університету імені В.О. Сухомлинського. Миколаїв, 2017. Вип. 16. С. 32-38. URL: http://global-national.in.ua/archive/16-2017/99.pdf (дата звернення: 05.04.2025).
The theory of evolution bim 3d-7d. Bimestimate.eu : веб сайт. URL: https://bimestimate.eu/the-theory-of-evolution-bim-3d-7d/ (дата звернення: 04.05.2025).
Basir, W. N. F. W. A., Ujang, U., Majid, Z., Azri, S., and Choon, T. L. The integration of BIM and GIS in construction project – a data consistency review. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLIV-4/W3-2020. P.107–116. (DOI 10.5194/isprs-archives-XLIV-4-W3-2020-107-2020). URL: https://isprs-archives.copernicus.org/articles/XLIV-4-W3-2020/107/2020/
Биков М. М., Ковтун В. В., Гаврилюк В. О. Основи інтелектуальних технологій. Частина 1. Технології розпізнавання: електрон. навч. посіб. комбінованого (локального та мережного) використання. Вінниця : ВНТУ, 2023. 229 с.
URL: https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2023/Bykov_P1_2023_229.pdf (дата звернення: 05.04.2025).
Нікітіна Л. Експертні системи: навч. посіб. Харків : НТУ «ХПІ», 2023. 210 с.
URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/server/api/core/bitstreams/b13ab31e-8f1d-4ed0-81aa-2a594470ec48/content. (дата звернення: 05.04.2025).
Чередниченко А. В., Концевич В. Г. Использование экспертных систем в проектах ландшафтного дизайна. Інтелектуальні системи в промисловості і освіті : тези доп. ІІІ міжнар. наук.-прак. конф., м. Суми, 2–4 листопада 2011 р. Суми, 2011. Т. 2. С. 31–32.
Huang, Y. W. Applications of expert systems in civil engineering. Expert systems in civil engineering. Journal of American Society of Civil Engineers. 1986. P.145-158.
Кривенко О.В, Чанпу Жу. Інтелектуальна експертна система у сфері природокористування при формуванні біокліматичних рішень об’єктів дизайну. Проблеми сучасної енергетики і автоматики в системі природокористування: матеріали Х міжнар. наук.-техн. конф., м. Київ, 19 жовтня 2023 р. Київ, 2023. С.69-71.
McArthur D., Lewis M., and Bishay M. The roles of artificial intelligence in education: Current progress and future prospects. Journal of Educational Technology. 2005. Vol.1, №4. P.42-80. URL: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1068797.pdf (дата звернення: 05.04.2025)
Іvanova, L., Botvinovska, S., Levchenko, O., & Kosarevska, R. (2025). The application of heritage building information modelling (hbim) technology in training specialists for working with Architectural heritage. Information Technologies and Learning Tools, 106(2). P. 35-57. https://doi.org/10.33407/itlt.v106i2.5896.
Соловей Л.Я. Педагогічні аспекти використання експертно-навчальних систем. Вісник Національного педагогічного університету ім. Драгоманова. Київ, 2017. №28. С. 20–27.
Gensym Corporation. G2 Expert System Platform. 2022 : веб сайт. URL: https://ignitetech.com/solutions/industries/energy-natural-resources-solutions. (дата звернення: 05.04.2025).
Exsys Inc. Exsys Corvid User Manual. 2023 : веб сайт. URL: http://www.exsys.com/demomain.html/ (дата звернення: 05.04.2025).
WebFlex. WebFlex Expert Systems for Climate-based Seed Selection. 2021 : веб сайт. URL: https://www.lpa.co.uk/wfs_dem3.htm (дата звернення: 05.04.2025).
References
Röttger, P., & Vedres, B. (2020). The information environment and its effects on individuals and groups an interdisciplinary literature review 2020. University of Oxford. {in English}
Floridi, L. (2014). The 4th revolution: How the infosphere is reshaping human reality. Oxford University Press. {in English}
Van der Auweraer, H., Anthonis, J., De Bruyne, S., & Leuridan, J. (2012). Virtual engineering at work: The challenges for designing mechatronic products. Engineering with Computers, 29(3), 389-408. {in English}
Borodavka, YE.V. (2017). Metodolohiya stvorennya informatsiynykh tekhnolohiy avtomatyzatsiyi zhyttyevoho tsyklu budivelʹnykh obyektiv. [Avtoreferat dysertatsiyi doktora tekhnichnykh nauk]. KNUBA.{in Ukrainian}
Trach, R.V. (2017). Informatsiyne modelyuvannya v budivnytstvi (BIM): sutnistʹ, etapy stanovlennya ta perspektyvy rozvytku. Hlobalʹni ta natsionalʹni problemy ekonomiky. Visnyk Mykolayivsʹkoho natsionalʹnoho universytetu imeni V.O. Sukhomlynsʹkoho, 16, 32-38. {in Ukrainian}
The theory of evolution bim 3d-7d. (2017). Bimestimate.eu. {in English}
Basir, W. N. F. W. A., Ujang, U., Majid, Z., Azri, S., and Choon, T. L. (2020). The integration of BIM and GIS in construction project – a data consistency review. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLIV-4/W3-2020, 107–116. (DOI 10.5194/isprs-archives-XLIV-4-W3-2020-107-2020). {in English}
Bykov, M. M., Kovtun, V. V., & Havrylyuk, V. O. (2023). Osnovy intelektualʹnykh tekhnolohiy. Chastyna 1. Tekhnolohiyi rozpiznavannya [Elektronnyy navchalʹnyy posibnyk]. VNTU. {in Ukrainian}
Nikitina, L. (2023). Ekspertni systemy [Navchalʹnyy posibnyk]. NTU «KHPI». {in Ukrainian}
Cherednychenko, A. V., & Kontsevych, V. H. (2011). Yspolʹzovanye ékspertnykh system v proektakh landshaftnoho dyzayna. В Intelektualʹni systemy v promyslovosti i osviti: tezy dop. III mizhnar. nauk.-prak. konf. (Т. 2, s. 31–32). Sumy. {in Ukrainian}
Huang, Y. W. (1986). Applications of expert systems in civil engineering. Expert systems in civil engineering. Journal of American Society of Civil Engineers. 145-158. {in English}
Kryvenko, O. V., & Chanpu, Z. (2023). Intelektualʹna ekspertna systema u sferi pryrodokorystuvannya pry formuvanni bioklimatychnykh rishenʹ obʺyektiv dyzaynu. В Problemy suchasnoyi enerhetyky i avtomatyky v systemi pryrodokorystuvannya: materialy X mizhnar. nauk.-tekhn. konf. (s. 69–71). Kyyiv. {in Ukrainian}
McArthur, D., Lewis, M., & Bishay, M. (2005). The roles of artificial intelligence in education: Current progress and future prospects. Journal of Educational Technology, 1(4), 42-80. {in English}
Іvanova, L., Botvinovska, S., Levchenko, O., & Kosarevska, R. (2025). The application of heritage building information modelling (hbim) technology in training specialists for working with Architectural heritage. Information Technologies and Learning Tools, 106(2). P. 35-57. https://doi.org/10.33407/itlt.v106i2.5896. {in Ukrainian}
Solovey, L.YA. (2017). Pedahohichni aspekty vykorystannya ekspertno-navchalʹnykh system. Visnyk Natsionalʹnoho pedahohichnoho universytetu im. Drahomanova, 28, 20–27. {in Ukrainian}
Gensym Corporation. (2022). G2 Expert System Platform. {in English}
Exsys Inc. (2023). Exsys Corvid User Manual. {in English}
WebFlex. (2021). WebFlex Expert Systems for Climate-based Seed Selection. {in English}
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
