Анализ и визуализация данных в задачах многокритериальной оптимизации проектных решений

Накопление данных о процессах управления проектами и типовых решениях сделало актуальными исследования, связанные с применением методов инженерии знаний для многокритериального поиска вариантов, которые задают оптимальные настройки параметров проектной среды. Цель: разработка методики поиска и визуализации групп проектов, которые могут быть оценены на основе концепции доминирования и интерпретироваться в терминах проектных переменных и показателей эффективности. Методы: обогащение выборки с сохранением неявной связи между проектными переменными и показателями эффективности осуществляется с помощью прогнозирующей нейросетевой модели. Для обнаружения фронта Парето в многомерном критериальном пространстве используется набор генетических алгоритмов. Онтология проектов определяется после кластеризации вариантов в пространстве решений и преобразования кластерной структуры в критериальное пространство. Автоматизация поиска в многомерном пространстве зоны наибольшей кривизны фронта Парето, определяющей равновесные проектные решения, их визуализация и интерпретация осуществляются с помощью плоского дерева решений. Результаты: плоское дерево строится при любой размерности критериального пространства и имеет структуру, которая имеет топологическое соответствие с проекциями разделяемых образов кластеров из многомерного пространства на плоскость. Для различных видов преобразований и корреляций между показателями эффективности и проектными переменными показано, что участки наибольшей кривизны фронта Парето определяются либо содержимым целого кластера, либо частью вариантов, представляющих “лучший” кластер. Если на плоском дереве к правому верхнему углу примыкает неразделенный прямоугольник кластера, то его представители в критериальном пространстве хорошо отделены от остальных кластеров и при максимизации показателей эффективности наиболее приближены к идеальной точке. Все представители такого кластера являются эффективными решениями. Если кластер-победитель содержит внутри дерева решений доминируемые варианты, то “лучший” кластер представляют оставшиеся варианты, которые задают оптимальные настройки проектных переменных. Практическая значимость: предложенная методика поиска и визуализации групп проектов может найти применение при выборе условий ресурсного и организационно-экономического моделирования проектной среды, обеспечивающих оптимизацию рисков, стоимостных, функциональных и временных критериев

Анализ и визуализация данных в задачах многокритериальной оптимизации проектных решений

The accumulation of data on project management processes and standard solutions has made relevant research related to the use of knowledge engineering methods for a multi-criteria search for options that set optimal settings for project environment parameters. Purpose: Development of a method for searching and visualizing groups of projects that can be evaluated based on the concept of dominance and interpreted in terms of project variables and performance indicators. Methods: The enrichment of the sample while maintaining an implicit link between the project variables and performance indicators is carried out using a predictive neural network model. A set of genetic algorithms is used to detect the Pareto front in the multidimensional criterion space. The ontology of projects is determined after clustering options in the solution space and transforming the cluster structure into the criterion space. Automation of the search in the multidimensional space of the Pareto front greatest curvature zone, which determines the equilibrium design solutions, their visualization and interpretation are carried out using a tree map. Results: A tree map is constructed at any dimension of the criterion space and has a structure that has a topological correspondence with projections of shared cluster images from a multidimensional space onto a plane. For various types of transformations and correlations between performance indicators and project variables, it is shown that the areas of the Pareto front greatest curvature are determined either by the contents of the whole cluster or by part of the variants representing the "best" cluster. If an undivided rectangle of a cluster is adjacent to the upper right corner of a tree map, then its representatives in the criterion space are well separated from the rest of the clusters and, when maximizing performance indicators, are closest to the ideal point. All representatives of such a cluster are effective solutions. If the winning cluster contains dominant options inside the decision tree, then the ”best" cluster is represented by the remaining options that set the optimal settings for the project variables. Practical relevance: The proposed methods of searching and visualizing groups of projects can be used when choosing the conditions of resource and organizational and economic modeling of the project environment, ensuring the optimization of risks, cost, functional, and time criteria.Накопление данных о процессах управления проектами и типовых решениях сделало актуальными исследования, связанные с применением методов инженерии знаний для многокритериального поиска вариантов, которые задают оптимальные настройки параметров проектной среды. Цель: разработка методики поиска и визуализации групп проектов, которые могут быть оценены на основе концепции доминирования и интерпретироваться в терминах проектных переменных и показателей эффективности. Методы: обогащение выборки с сохранением неявной связи между проектными переменными и показателями эффективности осуществляется с помощью прогнозирующей нейросетевой модели. Для обнаружения фронта Парето в многомерном критериальном пространстве используется набор генетических алгоритмов. Онтология проектов определяется после кластеризации вариантов в пространстве решений и преобразования кластерной структуры в критериальное пространство. Автоматизация поиска в многомерном пространстве зоны наибольшей кривизны фронта Парето, определяющей равновесные проектные решения, их визуализация и интерпретация осуществляются с помощью плоского дерева решений. Результаты: плоское дерево строится при любой размерности критериального пространства и имеет структуру, которая имеет топологическое соответствие с проекциями разделяемых образов кластеров из многомерного пространства на плоскость. Для различных видов преобразований и корреляций между показателями эффективности и проектными переменными показано, что участки наибольшей кривизны фронта Парето определяются либо содержимым целого кластера, либо частью вариантов, представляющих “лучший” кластер. Если на плоском дереве к правому верхнему углу примыкает неразделенный прямоугольник кластера, то его представители в критериальном пространстве хорошо отделены от остальных кластеров и при максимизации показателей эффективности наиболее приближены к идеальной точке. Все представители такого кластера являются эффективными решениями. Если кластер-победитель содержит внутри дерева решений доминируемые варианты, то “лучший” кластер представляют оставшиеся варианты, которые задают оптимальные настройки проектных переменных. Практическая значимость: предложенная методика поиска и визуализации групп проектов может найти применение при выборе условий ресурсного и организационно-экономического моделирования проектной среды, обеспечивающих оптимизацию рисков, стоимостных, функциональных и временных критериев

Sparse Feature Learning of Hyperspectral Imagery via Multiobjective-Based Extreme Learning Machine

Hyperspectral image (HSI) consists of hundreds of narrow spectral band components with rich spectral and spatial information. Extreme Learning Machine (ELM) has been widely used for HSI analysis. However, the classical ELM is difficult to use for sparse feature leaning due to its randomly generated hidden layer. In this paper, we propose a novel unsupervised sparse feature learning approach, called Evolutionary Multiobjective-based ELM (EMO-ELM), and apply it to HSI feature extraction. Specifically, we represent the task of constructing the ELM Autoencoder (ELM-AE) as a multiobjective optimization problem that takes the sparsity of hidden layer outputs and the reconstruction error as two conflicting objectives. Then, we adopt an Evolutionary Multiobjective Optimization (EMO) method to solve the two objectives, simultaneously. To find the best solution from the Pareto solution set and construct the best trade-off feature extractor, a curvature-based method is proposed to focus on the knee area of the Pareto solutions. Benefited from the EMO, the proposed EMO-ELM is less prone to fall into a local minimum and has fewer trainable parameters than gradient-based AEs. Experiments on two real HSIs demonstrate that the features learned by EMO-ELM not only preserve better sparsity but also achieve superior separability than many existing feature learning methods