Private:NFNI-2009

Предложение за проект по Тематичния конкурс на Националния фонд за научни изследвания, "Насърчаване на научните изследвания в приоритетни области" http://nsfb.net/?id=1228

Компонент от проектното предложение			%
Анотация - 1800 знака			0%
Ключови думи			80%
Научен колектив			75%
	ЦЛБМИ-БАН - 1800 знака		75%
	ИИТ-БАН - 1800 знака		0%
	ИПОИ-БАН - 1800 знака		0%
	ИМИ-БАН - 1800 знака		0%
	НЛКВ-БАН - 1800 знака		0%
	SoftConsultGroup Ltd - 1800 знака		0%
	Външни изпълнители - 1800 знака		0%
Описание на проекта и научната програма
	Състояние на научните изследвания по темата на проекта - до 2 страници		80%
	Цели на проекта - до 1 страница		75%
	Описание на изпълнението на проекта - до 12 страници
		Научни задачи	0%
		Методология	0%
		Видове дейности	30%
		Роля на участниците и участващите организации	0%
	Очаквани резултати - до 2 страници		75%
	План за разпространение на резултатите - до 2 страници		75%
	План за устойчивост на дейностите - до 2 страници		75%
	Управление на проекта - до 3 страници		66%
Работна програма
	Първи етап		0%
	Втори етап		0%
Финансов план			20%
Финансова обосновка на исканите средства			0%

Обща информация

Заглавие

Българско: .....................................................

Английско: .....................................................

Приоритетна област

4. Информационни и комуникационни технологии

Научен ръководител

Красимир Атанасов

Анотация

Анотация (до 1800 знака) изследователски цели, използувани методи, очаквани резултати

Ключови думи

• Обобщени мрежи (Generalized nets), Моделиране (Modelling), Симулация (Simulation), Оптимизация (Optimization), Софтуерно инженерство (Software engineering)
• Бази данни (Databases), Генетични алгоритми (Genetic algorithms), Грид компютинг (Grid computing), Експертни системи (Expert systems), Машинно обучение (Machine learning), Метод на мравките (Ant colony optimization), Моделиране на бизнес процеси (Business process modelling notation), Мрежи на работни процеси (Workflow nets), Невронни мрежи (Neural networks), Разпознаване на говор (Speech recognition), Разпознаване на образи (Pattern recognition), Складове от данни (Data warehouses), Сондиране на данни (Data mining), UML

Научен колектив

Списък на партньорски организации / имена

Организация	Имена	Брой учени	Брой млади учени
1. Централна лаборатория по биомедицинско инженерство, БАН	ст.н.с. I ст. дмн дтн Красимир Атанасов	18	10
	ст.н.с. I ст. дтн Стефан Хаджитодоров
	проф. Людмил Даковски
	ст.н.с. II ст. д-р Олимпия Роева
	ст.н.с. II ст. д-р Таня Пенчева
	ст.н.с. II ст. д-р Петър Митев
	доц. д-р Евдокия Сотирова
	доц. д-р Даниела Орозова
	н.с. I ст. д-р Людмила Тодорова
	н.с. I ст. д-р Христо Аладжов
	д-р Боян Колев
	Десислава Пенева, докторант
	Павел Чешмеджиев, докторант
	Евгени Попов, докторант
	Антон Антонов, докторант
	Ивелина Вардева, докторант
	Димитър Димитров
	Петър Василев
2. Институт по информационни технологии, БАН	ст.н.с. II ст. д-р Георги Глухчев	8	6
	ст.н.с. II ст. д-р Мариана Василева
	ст.н.с. II ст. д-р Вера Ангелова
	Вася Атанасова, докторант
	Даниел Вътов, докторант
	Десислава Димитрова, докторант
	Нина Добринкова, докторант
	Тодор Балабанов, докторант
3. Институт по паралелна обработка на информацията, БАН	ст.н.с. I ст. дтн Иван Димов	4	0
	ст.н.с. II ст. д-р Стефка Фиданова
	ст.н.с. II ст. д-р Тодор Гюров
	ст.н.с. II ст. д-р Пенчо Маринов
4. Институт по математика и информатика, БАН	ст.н.с. II ст. д-р Стоян Порязов	2	0
	н.с. I ст. Емилия Саранова
5. Национална лаборатория по компютърна вирусология, БАН	ст. н.с. I ст. дмн Евгени Николов	2	1
	Димитрина Полимирова
6. SoftConsultGroup Ltd	Ивайло Иванов	2	1
	Владимир Марчев ?
7. Международен колеж Висше училище, Добрич	д-р Димитър Димитракиев	2	1
	Васил Панчев, докторант ?
? - 8. Факултет по автоматика, Технически университет - София	доц. д-р Димитър Димитров	2	1
	?
		38 + ?	19 + ?

Външни изпълнители

• Сотир Сотиров, Трифон Трифонов, Калин Георгиев, Магдалина Тодорова, Диана Бояджиева, ...

• Институт за системни изследвания, Полска академия на науките, Варшава, Полша (Systems Research Institute, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland)
  • Проф. Мачией Кравчак (Prof. Maciej Krawczak)
• Дрезденски университет, Дрезден, Германия (Dresden University, Dresden, Germany)
  • Евелина Койчева, докторант
• Уерейн Колидж, Сидни, Австралия (Warrane College, Sydney, Australia)
  • Проф. Антъни Шенън (Prof. Anthony Shannon)
• Уестминстърски университет, Лондон, Великобритания (Westminster University, London, UK)
  • Проф. Панайотис Хунтас (Prof. Panagiotis Chountas)

За всяка от партньорските организация трябва да се напише текст (макс. 1800 знака) с конкретни действия от страна на кандидатстващата организация за подпомагане изпълнението на проект

ЦЛБМИ-БАН

ЦЛБМИ е базова организация и координатор на проекта и излъчва най-голям дял от участници и съответно тематики по проекта. Ръководителят на проекта, ст.н.с. I ст. дтн дмн Красимир Атанасов е създател на обобщените мрежи и има основен принос за развитието им в теоретичен план. Заедно с Т. Трифонов и К. Георгиев, които към 2005 година са на щат в ЦЛБМИ, поставят основите на симулатора на обобщени мрежи, който се планира да бъде завършен през първия етап на проекта, отново под ръководството на членове на ЦЛБМИ - К. Атанасов и Д. Димитров.

ЦЛБМИ излъчва участници в следните 7 тематични групи:

1. ОМ-модели на разпознаване на образи и говор — С. Хаджитодоров, П. Митев, Л. Тодорова, Х. Аладжов
2. ОМ-модели в телекомуникации, грид-среди и защита на информацията — И. Вардева
3. ОМ-модели на невронни мрежи и генетични алгоритми — Л. Даковски, О. Роева, А. Антонов, С. Хаджитодоров, Т. Пенчева
4. ОМ-модели на машинно обучение — Х. Аладжов
5. ОМ-модели на бизнес процеси — Б. Колев, Д. Пенева, Е. Попов
6. ОМ-модели на бази данни, складове от данни, сондиране на данни и експертни системи — Е. Сотирова, Д. Орозова, Б. Колев, П. Чешмеджиев, В. Атанасова

ЦЛБМИ е организатор на годишната работна среща по ОМ в София и съорганизатор на годишната работна среща по ОМ и интуиционистки размити множества във Варшава. Членове на ЦЛБМИ участват в организацията на специализирана сесия по ОМ в симпозиума IEEE Intelligent Systems през 2010-2012 г. Ръководителят на проекта води годишни докторантски курсове по ОМ и чете лекции по ОМ в три български университета. К. Атанасов има 11, а Л. Даковски - 5 защитили докторанти с теми по ОМ, очаква се поне 5 други докторанти да защитят успешно темите си по ОМ по време на проекта.

Описание на проекта и научната програма

Състояние на научните изследвания по темата на проекта

Състояние на научните изследвания по темата на проекта в България и чужбина и актуалност на научната проблематика (до 2 страници)

Областта на математическото моделиране със средствата на обобщените мрежи (ОМ) датира от 1982 година, когато те са дефинирани в България от Красимир Атанасов като разширение на мрежите на Петри и останалите, съществуващи към момента други техни разширения. ОМ са инструмент за моделиране и оптимизация на паралелни и конкурентни процеси в сложни системи, и за решаване на задачи, за които други средства като блок-схеми, мрежи на Петри, системи диференциални уравнения и други, се оказват неприложими или неефективни.

Теоретични изследвания

Мрежата на Петри представлява двуцветен ориентиран граф, в който се движат точки, условно наречени "ядра", които маркират развитието на процес, стъпките на който се представят чрез върховете на графа. Те представляват първото средство за описание на паралелно протичащи процеси. Поради слабите им моделиращи възможности, през 1970-те и първата половина на 1980-те години те стават обект на повече от 20 различни разширения. Към съществуващите до 1982 г. разширения на мрежите на Петри вече бяха добавени моменти от време, в които да се придвижват ядрата; продължителности на това придвижване; цветове, с които ядрата да се оцветяват, за да станат различими; условия (по едно за всяка отделна група), които да са изпълнени, за да могат група ядра да преминат от едни върхове на графа в други.

ОМ действително са обобщение на мрежите на Петри, което се изразява с факта, че ядрата на ОМ влизат в мрежата с начални характеристики, а по време на движението си в ОМ получават нови характеристики, запазвайки предишните. Така ядрата се превръщат в "индивиди" със собствена история. Условието от предикатно-преходните мрежи, свързано с движението на ядрата, тук е заменено с цяла матрица от условия, която позволява много по-детайлно описание на причините за движение в различните възможни посоки. Освен дискретното време, в което протичат процесите в мрежите на Петри, в ОМ е добавена и абсолютна времева скала, по която може да се отчита времето на функционирането на мрежата.

През последните 27 години бе изградена сравнително цялостна теория на ОМ. Бяха установени връзките между ОМ и другите видове мрежи на Петри, а също така, между ОМ от една страна и от друга страна - машините на Тюринг и крайните автомати. Бяха описани специални ОМ, които са универсални за всеки един от видовете разширения на мрежите на Петри. Трябва да се отбележи, че голяма част от разширенията на мрежите на Петри (в т.ч. ОМ) са съществени разширения, т.е., могат да се посочат примери на процеси, описуеми чрез съответното разширение, но неописуеми чрез мрежа на Петри. Значителна стъпка за утвърждаването на теорията е поредицата от доказателства, че всички известни до момента разширения на ОМ са консервативни, т.е. за всяко такова разширение може да се конструира ОМ, която описва функционирането и резултата от работата му.

Теорията на ОМ бе обогатена с алгебричен, топологичен, логически, операторен, програмен и методологичен аспекти. Важно е да се отбележи, че към 1982 г. в теорията на мрежите на Петри все още не са правени почти никакви изследвания в тези посоки. Например, в рамките на алгебричния аспект на теорията на мрежите на Петри, бяха дефинирани операции над преходите на мрежа, но не и над цели мрежи, нещо, което бе предложено в теорията на ОМ за пръв път. Също за пръв път, в теорията на ОМ са разработени топологичен и логически аспекти. В рамките на операторния аспект, разработен за целите на ОМ, са дефинирани шест вида оператори, които могат да модифицират структурата или поведението на дадена ОМ по желан от потребителя гъвкав начин.

Приложения

От самото начало, наред с теоретичните изследвания и изграждането на математическия апарат на ОМ, се конструират приложни ОМ-модели на процеси от различни научни и индустриални области като медицина и биотехнологии, химическа и петролна индустрия, транспорт, логистика и управление на складови стопанства, физика и астрономия, телекомуникации, администрация и електронно обучение. Например, от 1983 г. насам са създадени над 800 ОМ-модела на процеси на поставяне на медицински диагнози.

Конструирани са десетки ОМ-модели и в онези области от информатиката и изкуствения интелект, които са изведени като приоритетни за настоящото проектно предложение. Могат да се цитират ... статии и ... монографии, описващи ОМ-модели на експертни системи и специализирани бази от данни, невронни мрежи (предстои публикуването на монография по тази тема от членове на колектива), системи за вземане на решения и оптимизация, разпознаване на образи, процеси в машинното обучение, генетични алгоритми, гъвкави автоматизирани производствени и роботизирани системи. За всяка от споменатите групи обекти е показано, че съществува ОМ, описваща функционирането и резултатите от работата им, т.е. апаратът на обобщените мрежи успешно може да послужи за моделирането и симулацията на всички тези обекти, въпреки тяхната разнородна природа, математически основи и програмна реализация. Тези научни резултати, постигнати със съществения принос на изследователския колектив по проекта, се явяват една от най-сериозните предпоставки за участието в настоящия конкурс с така дефинираните в проекта цели и задачи.

Разпространение и актуалност на проблематиката

През 1991 година първата монография върху теорията на обобщените мрежи е публикувана от едно от най-влиятелните издателства за научна литература, World Scientific. Две години по-късно като нейно продължение е издаден сборник със статии от 32 автори върху приложенията на обобщените мрежи в изкуствения интелект, наукометрията, икономиката, индустрията, транспорта, медицината и компютърните науки. Един раздел от книгата е посветен на приложения на ОМ при решаване на задачата за търговския пътник, при моделиране на експертни системи и разширяване на това понятие с допълнители компоненти, разпределени бази данни, бази от знания, невронни мрежи и търсене на път в лабиринт.

Съгласно обзорно-библиографската статия [], към средата на 2007 г., резултати от областта на ОМ са публикувани в над 640 статии и са докладвани на повече от 30 конференции в България и чужбина.

Към 2009 година, популярността на ОМ в световен мащаб е нараснала многократно. Работят повече от 10 изследователски групи от Австралия, Великобритания, Полша, Португалия, САЩ, Южна Корея и други страни, публикувани са над 20 монографии (от които 16 в България, 3 в Австралия, 2 в Полша), защитени са над 25 дисертации за придобиване на образователната и научна степен "Доктор" (Dr of Philosophy, понеже 3 от дисертациите са защитени в Австралия) и три дисертации за придобиване на научната степен "Доктор на техническите науки", една от които е на полски, а друга - на английски специалист. ОМ са включени в тематиките на множество конференции: във Фуншал, Мадейра през 2003 г., в Лондон, Великобритания през 2006 г., конференциите "Intelligent Systems" на IEEE. Специализирани конференции по ОМ се провеждат ежегодно в България и Полша, съответно от 2000 и 2001 г. Следователно има основания да се смята, че по наукометричните си показатели областта на ОМ се радва на популярност и актуалност.

Програмна реализация

Другото много сериозно основание за актуалността на проблематиката е назрялата необходимост множеството конструирани през годините приложни ОМ-модели да получат своята програмна реализация и практическата демонстрация на предимствата на този инструментариум, изведени на теоретично ниво с математически средства.

След първите опити от 1987-88 г. за разработване на симулатор на Turbo Prolog 2.0, следват още два опита: през 1991-92 г., под Turbo Pascal 7.0 и през 2000 г., под Delphi и специално разработен вътрешен език за описание на ОМ-компоненти. По различни причини (от ненаучно естество), и трите пъти разработката на пакета за ОМ е изоставяна преди да бъде изготвен окончателен прототип, за да започне впоследствие наново, от нов екип разработчици, под нов език за програмиране и съобразно новите елементи, настъпили междувременно в теорията на ОМ. През 2005 година започва разработката на GN Lite - четвъртото поколение софтуерен симулатор за ОМ, като сървърната част е програмирана на C++, а клиентската - на Java, с използвани технологии като XML, JavaScript и други. Освен с избора на тези съвременни, гъвкави, отворени за надграждане и популярни програмни езици и технологии, платформата GN Lite се отличава и с много по-напредналия стадий, до който е доведена, в сравнение с предшествениците си, както и с имплементирането на повече нови аспекти от теорията на ОМ, и алгоритми с по-високо бързодействие. Положителен аспект е и това, че екипът от разработчици на GN Lite се състои само от млади хора, завършили следването си по информатика с отличие, и предпочели да останат или да се завърнат в България, въпреки специализациите си и възможностите за успешна реализация в чужбина. Всички те са включени в колектива на настоящото проектно предложение. Друга положителна страна на настоящата програмна реализация, в сравнение с предишните, е постигането на съгласие сред разработчиците за авторскоправния статут на симулатора, един въпрос, който добива все по-растящо значение и актуалност. Стигна се до единодушното решение когато приключи работата по симулатора в края на първия етап на проекта, той да се публикува под отворен код, което да поощри разработката му и от трети страни, включително от чужбина. По този начин ше се спомогне за популяризирането на апарата за обобщени мрежи и за изграждането на по-широка и устойчива общност от потребители и разработчици. Публикуването на софтуера под отворен код е и ключова стъпка по осъществяването на трансфер на знания и постижения от научния колектив по проекта към други научни колективи, към бизнеса и обществото като цяло.

Цели на проекта

Цели на проекта (до 1 страница)

Проектът има три основни, ясно разграничими цели:

1. Успешно да се завършат дългогодишните опити за програмна реализация на теорията на обобщените мрежи.
2. Да се осъществят на практика, под формата на софтуерни продукти, някои от идеите за приложения на ОМ в области от изкуствения интелект, информационните и телекомуникационните технологии, които понастоящем съществуват само във вид на абстрактни модели.
3. Да се разпространят резултатите от работата по време на проекта, както по посока външни за проекта научни организации и предприятия, така и по отношение на други приложни области, в които екипът вече има постигнати теоретични резултати.

Първите две цели се явяват централни, съответно за първия и втория етап от проекта. Третата цел под различни форми ще се изпълнява през цялото време. Ясното разграничение на целите е видно не само от съществуващата между тях причинно-следствена връзка, но и чрез разпределението на дейностите и човешките ресурси.

Първата цел на проекта е да се доведат до успешен край дългогодишните опити за разработка на софтуерна платформа за ОМ-моделиране и симулация.

Първите опити за създаване на такава платформа датират от началото на 1990-те години и понастоящем се работи над четвъртото, и най-перспективно от технологична гледна точка, поколение софтуер за ОМ, който се пише на съвременни популярни и динамично развиващи се програмни езици като C++, Java, XML. Към момента в известна степен са разработени и сървърната, и клиентската част на платформата и е изготвена спецификация и работен план за оставащите задачи (например създаване на гъвкав потребителски интерфейс, туулбокс за Matlab/Octave за ОМ, детайлна софтуерна документация и др.).

Изпълнението на работния план е изключително важна цел, която стои не само пред участниците в проекта, но и в по-общ план пред цялата българска и световна общност на ОМ-моделиране. От изпълнението й зависи не само реализирането на проекта, но в известен смисъл и бъдещето на тази научна област, която има широкопризнат приложен потенциал, но към момента в по-голяма степен е развита в теоретичен аспект.

Втората цел на проекта е, разполагайки със завършения през първата фаза програмен пакет за ОМ, да се доведат до вид на работещи симулации множеството конструирани и планирани за разработка през втория етап на проекта абстрактни модели. Изпълнението на тази цел е от също толкова критично значение за областта на ОМ, понеже ще даде възможност в голям мащаб да се демонстрират доказаните с математически методи предимства на моделирането с този инструментариум и да се извлекат ползите от тях. Към момента са правени няколко софтуерни симулации на ОМ-модели, сравнително опростени откъм постановка и/или изпълнение, поради ограниченията наложени от недовършената работа по пакета. Дори и при такива условия обаче апаратът на ОМ дава по-добри резултати от апарати като GPSS, други видове мрежи на Петри, невронни мрежи.....

Апаратът на ОМ е намерил приложение в много и разнообразни области като медицина и биотехнологии, химическа и петролна индустрия, транспорт и комуникации, лазерна физика и астрономия, икономика и управление, електронно обучение и др., но настоящият проект застъпва само приложенията от областта на информатиката, изкуствения интелект и информационните и комуникационни технологии. До практическо тестване и симулация ще се доведат ОМ-модели на невронни мрежи, техники за разпознаване на образи и реч, генетични алгоритми, алгоритми за оптимизация по метода на мравките, грид-среди, бизнес процеси и модели в телекомуникациите. С този подбор на целевите области проектът се вписва изцяло в тематиката на конкурса и изследванията ще послужат като основа за аналогична работа в гореспоменатите странични области на приложение на ОМ.

Третата цел на проекта е разпространението на информация за ОМ, на софтуерната платформа за моделиране и симулация и на приложните резултати от проекта. Предвижда се този целенасочен трансфер на знания и постижения да се проведе в следните четири направления: (1) контакти с предприятия и бизнес организации, които могат да дефинират задачи и проблеми от компетенцията на екипа, решими със средствата на ОМ; (2) контакти и научно-обучителни семинари с български и чуждестранни научни екипи, които се занимават с мрежи на Петри и други по-слаби апарати за математическо моделиране; (3) публикуване на научни статии в списания и конференции, поддръжка на информационен уебсайт и провеждане на годишните международни работни срещи по ОМ, (4) публикуване на разработения софтуер и документацията към него под отворен код и свободен лиценз.

Обособяването на тези четири лъча от дейности по трансфер на знания и постижения като една от трите главни цели на проекта е необходимо, понеже отразява и моментното състояние на областта на ОМ-моделиране. Теоретичните аспекти на областта са детайлно разработени и подкрепени с множество научни статии и монографии. Работено е много и в приложен аспект, въпреки че конструираните модели са все още на ниво описание, без програмна реализация. До момента обаче в най-малка степен са полагани усилия получените резултати да се популяризират и апаратът на ОМ да се налага като предпочитан инструмент при моделирането, симулацията и оптимизацията на сложни системи с протичащи паралелни и конкурентни процеси. Планираните дейности за изпълнението на тази цел ще допринесат както за максимизиране ефекта от проекта, така и за устойчивото развитие на цялата научна област. Тъй като част от тези дейности не са пряко свързани с резултата от работата по първите две приоритетни цели, те могат да се извършват и паралелно, по време на всеки от двата етапа на проекта.

Описание на изпълнението на проекта

Описание на изпълнението на проекта (до 12 страници)

Научни задачи

Колективът по проекта си поставя следните основни видове научни задачи:

• 1. Извършване на теоретични изследвания,
• 2. Извършване на приложни изследвания, моделиранe, симулация и тестване,
• 3. Завършване и защита на докторантски трудове.

1. Изследвания върху теорията на обобщените мрежи

Ще бъдат изследвани възможностите за нови разширения на понятието "обобщена мрежа" и ще се докаже, че тези разширения са консервативни. Ще се работи по дефинирането на нови оператори над ОМ (напр. оператори за сложност) и ще се изследват техните свойства. Ще се направи опит за класифицирането на всички видове разширения на мрежите на Петри като редуцирани обобщени мрежи и ще се опишат връзките между тях. Ще се атакуват проблемите за критерии за коректност на обобщените мрежи и обобщеномрежовия симулатор.

2. Приложни изследвания, моделиранe, симулация и тестване

Приложните изследвания касаят приложението на апарата на обобщени мрежи към различни обекти и проблеми от области на информатиката, и по-специално изкуствения интелект и информационните технологии. Общата схема, по която ще се процедира при тези приложни изследвания, се състои от следните видове дейности:

• Провеждане на интервюта между експерти и моделиери, конструиране на нови модели.
• Описание в термините на програмния пакет на моделите (и новосъздадените, и предхождащите проекта).
• Тестване и симулация на моделите с реални данни.
• Описание и анализ на резултатите.

По-задълбочено тази схема е описана в раздел "Методология", затова тук вниманието ще се спре по-специално върху научните задачи, които всяка една от разглежданите областите на приложение поставя пред инструментариума на обобщените мрежи и пред специалистите, които го владеят.

2.1. Приложения на обобщени мрежи за описание на оптимизационни алгоритми

ОМ ще се приложат към описанието на генетични алгоритми, алгоритми по метода на мравките, Монте-Карло алгоритми, алгоритми за многокритериално вземане на решения. Понастоящем са публикувани около 15 съвместни статии на членове на колектива по тази тематика.

2.2. Приложения на обобщени мрежи в експертни системи, бази от данни, складове от данни, data mining

ОМ ще се приложат при моделиране на паралелни процеси в складове от данни и областта на data mining. През последните 20 години членове на колектива описаха функционирането и резултатите от работата на експертни системи чрез ОМ. На базата на така създадените ОМ-модели се появи възможността за разработване на нови типове експертни системи с по-силни възможности, например оценяващи хипотезите със степен на вярност и невярност, експертни системи отговарящи на въпроси, свързани с моменти от време, с продължителност или честота на различни събития. Очакването ни е, че тези идеи ще бъдат успешно пренесени и над складове от данни и data mining. До момента са защитени две дисертации за образователната и научна степен "доктор" в тази област: д-р Петър Георгиев (1998 г.), д-р Боян Колев (2006 г.). Предстои поне една нова защита в същата област, на Диана Бояджиева.

2.3. Приложения на ОМ в невронни мрежи

Създаване на обобщени мрежи, които са универсални за определен тип невронни мрежи и които описват функционирането и резултата от работата на всяка мрежа от този тип. До момента членове на колектива имат повече от 20 статии в областта на ОМ-моделирането на невронни мрежи. До момента е защитена една дисертация за образователната и научна степен "доктор" (доц. д-р Сотир Сотиров) и предстои втора защита (Антон Антонов). Асоциираният партньор от Полша, доц. дтн Мачией Кравчак, през 2003 г. придоби научната си степен "доктор на техническите науки" в България също по тази тематика.

2.4. Приложения на ОМ в машинно обучение

Ще бъдат направени нови модели на процеси от машинно обучение. Членове на колектива до момента са публикували над 30 статии и доклади и три монографии в България (2000 г.), Австралия (2003 г.) и Полша (2007 г.) [] [] [] До момента са защитени три дисертации за образователната и научна степен "доктор" в областта на ОМ-моделирането на машинно обучение: д-р Христо Аладжов (2001 г.), доц. д-р Даниела Орозова (2001 г.), доц. д-р Евдокия Сотирова (2004 г.).

2.5. Приложения на ОМ при разпознаване на образи и реч

ЦЛБМИ и ИИТ имат дългогодишно ползотворно сътрудничество в областта на разпознаването на образи и реч, което ще продължи и в рамките на проекта. Ще бъдат използвани средствата на обобщените мрежи и интуиционистки размитите методи за обработка на изображения и разпознаване на образи. По-специално, ще се разработват методи за идентификация на хора по биометричните модалности, on-line и off-line подписи и почерк, и методи за автоматична оценка на възрастта на лица във видео изображения с използване на антропометрични параметри.

Членове на колектива от ЦЛБМИ и ИИТ са съавтори на две монографии в Австралия (2003 г.) и Полша (2006 г.), свързани с разпознаване на образи и реч посредством ОМ. Публикувани са над 30 статии по тематиката. До момента е защитена една дисертация за образователната и научна степен "доктор" в областта на разпознаване на реч с приложение на ОМ: н.с. I ст. д-р Людмила Тодорова (2007 г.).

2.6. Приложения на ОМ при описание на бизнес процеси

.......... (Ивайло Иванов, Боян Колев)

2.7. Приложения на ОМ в областта на роботиката

.......... (доц д-р Димитър Димитров)

До момента са защитени две дисертации за образователната и научна степен "доктор" в областта на роботиката с приложение на ОМ: д-р Мария Стефанова-Павлова (2002 г.) и д-р Златогор Минчев (2006 г.)

2.8. Приложения на ОМ в UML

.......... (Евелина)

2.9. Приложения на ОМ в телекомуникации, грид-среди и защита на информацията

.......... (ИМИ, ИПОИ)

3. Завършване и защита на докторантски трудове, прием на нови докторанти

За няколко докторанти в институциите по проекта предстои завършване и защита на докторантските трудове в областта на обобщените мрежи. Ще се осъществи и прием на нови докторанти по тематиката. Важна предпоставка за изпълнението на тази задача е завършването на програмната реализация на симулатора, което ще даде възможност направените модели да бъдат реално тествани, и резултатите - анализирани и публикувани, което ще придаде допълнителна тежест на трудовете им. По-специално, това са Павел Чешмеджиев ("Моделиране с обобщени мрежи на езици за паралелно програмиране"), Десислава Пенева ("Обобщеномрежови модели на комуникации между болнични заведения"), Евгени Попов ("Приложение на обобщени мрежи в система за управление на ресурсите на предприятие от военната промишленост"), Ивелина Вардева ("..."), Евелина Койчева ("Представяне на UML диаграми със средствата на обобщените мрежи").

Методология

Основните цели на настоящото проектно предложение предполагат конкретни дейности, подчинени на две методологии:

• методология за софтуерна разработка на симулатора за обобщени мрежи,
• методология за конструиране и симулация на обобщеномрежови модели.

Методологията на програмната реализация на симулатора е разработена още през 2005 година, когато започват дейностите по изграждането му в настоящия вид. Следва се одобрена от членовете на екипа софтуерна спецификация, съдържаща краткосрочни и дългосрочни решения за дизайна и функционалностите на симулатора. Във връзка с настоящия проект беше направена известна ревизия на тази методология, като новите решения бяха съобразени с настъпилите междувременно най-нови резултати в операторния, логическия, топологическия и функционалния аспект на теорията на обобщените мрежи и бяха приоритизирани отделните дейности. По-подробно те са описани в раздел "Видове дейности".

Методологията за конструиране и симулация на обобщеномрежови модели е разработена още в началото на 1990-те години и е публикувана на български език в книгата "Въведение в теорията на обобщените мрежи" на ръководителя на проекта, ст.н.с. І ст. дтн дмн Красимир Атанасов през 1992 година, []. На практика, тази методология се следва точно или със слаби вариации вече над 15 години и се е доказала с времето. На нейна база са изградени над 900 обобщеномрежови модела на процеси от различни области, които са публикувани в научни списания и монографии, докладвани на научни форуми, а някои от тях са намерили и практическо приложение в бизнеса.

Конструирането на обобщеномрежов модел на даден процес предполага предварително да се отговори на редица въпроси, част от които, изхождайки от особеностите на самия процес, целят специфициране на съответния му ОМ-модел, а други — обратно: изхождайки от особеностите на ОМ, целят уточняване на определени аспекти на процеса. По тази причина моделирането с ОМ е най-резултатно в случаите, когато се извършва съвместно от специалисти по ОМ ("моделиери") и специалисти в дадена приложна област ("експерти"), които предварително са си обменили опит и компетенции (съответно за областта на приложение и областта на ОМ-моделирането). Моделирането обикновено протича под формата на интервю, където активната роля на интервюиращ поема моделиерът, но също така е възможно и двете роли да се съвместяват от един специалист. За лекота на изложението, в представянето на методологията по-долу ще се направи точно това допускане. Самата методология е развита в следните шест направления:

• 2.1. Изграждане на статичната структура на моделирания процес
• 2.2. Изразяване на динамиката на моделирания процес
• 2.3. Функциониране във времето на моделирания процес
• 2.4. Подбор на данните за симулация на модела
• 2.5. Симулация и тестване на модела
• 2.6. Използване на модела и резултатите от неговата симулация

2.1. Изграждане на статичната структура на моделирания процес

Специалистът, запознат с моделирания от него процес, трябва да разчлени този процес на отделни събития и на всяко от събитията да направи описание, отговаряйки на изброените по-долу въпроси. На всяко събитие от моделирания процес в рамките на ОМ-модела се съпоставя по един преход. Условията за извършване (сбъдване) на събитие се представят в ОМ-модела посредством следните фактори:

• настъпил е момента за активиране на прехода (ако такъв момент съществува),
• типът на прехода е удовлетворен (ако такъв тип съществува),
• наличие на ядра в съответни входни позиции на прехода, моделиращ събитието,
• наличие на предикати в условието на прехода, които имат вярностна стойност "истина",
• наличие на ненулеви капацитети на дъгите между входните и изходните позиции на прехода,
• наличие на свободни места в изходните позиции на прехода.

Като има предвид така описаната интерпретация на процес, специалистът трябва сам да изготви графичната структура на обобщената мрежа. За всяко събитие от процеса (т.е. преход в мрежата) трябва да се отговори на следните въпроси:

1. Какъв е приоритетът на това събитие спрямо останалите събитие в рамките на процеса?
2. В кой момент от време по абсолютната времева скала настъпва за първи път разглежданото събитие?
3. Как (при какви условия, по каква формула) се определя следващият момент, в който събитието настъпва?
4. Колко време продължава разглежданото събитие?
5. Как се определя продължителността на разглежданото събитие?
6. Какви са началните състояния на разглежданото събитие? На всяко от тях трябва да се съпостави по една входна позиция на прехода и да се уточни:
   • Какъв е нейният приоритет (спрямо всички позиции в мрежата, или поне спрямо входните позиции в прехода, към койно се отнася)?
   • Какъв е нейният капацитет (т.е. максималният брой ядра, които може да съдържа)?
7. Какви са крайните състояния на разглежданото събитие? На всяко от тях трябва да се съпостави по една изходна позиция и да се уточни:
   • Какъв е нейният приоритет (спрямо всички позиции в мрежата, или поне спрямо изходните позиции в прехода, към койно се отнася)?
   • Какъв е нейният капацитет?
   • Каква характеристика трябва да придобие всяко ядро, което влезе в някоя от тези изходни позиции?
8. Какви са усломията, при които ядро, намиращо се в някоя фиксирана входна позиция на прехода, ще се окаже в някоя фиксирана негова изходна позиция?
9. По колко ядра могат да преминат от входните към изходните позиции на прехода, в рамките на едно негово активиране?
10. При наличието на ядра в кои входни позиции на прехода, този преход може да се активира?

2.2. Изразяване на динамиката на моделирания процес

Всеки реален процес фактически представлява съвкупност от отделни подпроцеси, които протичат паралелно във времето, а те често се конкурират помежду си за определени ресурси. Когато разглежданата съвкупност от подпроцеси съдържа точно един елемент (подпроцес), отпада необходимостта от мрежи на Петри или техни модификации (в частност, обобщени мрежи) за нуждите на моделирането им. Употребата на този инструментариум придобива смисъл тогава, когато процесът съдържа поне два паралелно протичащи подпроцеса. Чрез мрежите на Петри може да се проследи как тези подпроцеси се развиват във времето и какви конфликтни ситуации могат да възникнат в резултат от това. Тяхното разширение в лицето на обобщените мрежи дава възможност за прецизно проследяване на всички параметри на подпроцесите при различни условия и в различните моменти от време. За тази цел трябва да се даде отговор на следните въпроси:

1. Кои подпроцеси на моделирания процес представляват интерес за модела?
2. С какви начални характеристики започват функционирането си ядрата, символизиращи подпроцесите от моделираната съвкупност?
3. Какъв приоритет имат ядрата помежду си?
4. В кой момент от време трябва да влязат ядрата в мрежата, ако първоначално са извън нея?
5. Какви характеристики трябва да получават ядрата при движението им в обобщената мрежа?

В зависимост от спецификата на моделирания процес и задачите, които иска да решава, специалистът може да възприеме различни подходи в описанието на процеса - низходящ (top-down), възходящ (bottom-up), последователен или паралелен подход на описание. Тези подходи са детайлно изложени в методологията за изграждане на обобщени мрежи, представена в [].

2.3. Функциониране във времето на моделирания процес

Чрез трите глобални времеви компоненти на обобщените мрежи гъвкаво се определя мястото на моделирания процес в рамките на абсолютна времева скала, в произволни моменти от време и с произволни времеви стъпки. За сравнение, моделите на процеси, описани чрез почти всички други видове разширения на мрежите на Петри (апарати, доказано по-слаби от апарата на ОМ), започват да функционират в момент 0 и с времева стъпка 1.

Ако след като конструира модела на един подпроцес специалистът конструира модел и на паралелен на него втори подпроцес и ги съотнесе към една и съща времева скала, то лесно могат да се получат отговорите на въпросите "Кой процес започва функционирането си първи?" и "Кой процес завършва функционирането си първи?". Чрез апарата на ОМ обаче могат да се дадат отговори и на много по-сложни въпроси като "Какво става с всеки от двата процеса в даден момент от абсолютната времева скала?", "Ако в рамките на единия процес в даден момент от време протича някакво събитие, какво събитие протича в рамките на втория процес?" и др. Така глобалните времеви компоненти дават възможност не само за моделиране на паралелно протичащи процеси, но и за тяхното сравняване.

За използването на глобални времеви компоненти в модела е необходимо да се изяснят отговорите на следните въпроси:

1. Представлява ли интерес това, че моделираният процес започва да функционира в някой фиксиран момент от време?
2. Представлява ли интерес това, че моделираният процес има определена продължителност?

Ако е отговорено положително на горните два въпроса, трябва да се посочи и елементарната време стъпка, с която ще нараства времето между двата момента, фиксиращи началото и края на функциониране на моделирания процес.

2.4. Подбор на данните за симулация на модела

В рамките на теорията на ОМ се предвиждат редица средства за получаване на данни от ОМ-моделите. Те се класифицират на данни, свързани с преходите, позициите, ядрата и мрежата като цяло. На специалиста се дава възможност да зададе променливи, чиито стойности да се изчисляват по време на функционирането на ОМ-модела. Също така се предвижда възможността за четене на данни от файл или от различни входни устройства. Подробна информация за моделирания процес може да се получи и чрез подходящо задаване на характеризиращите функции, асоциирани към позициите.

2.5. Симулация и тестване на модела

С помощта на симулатора за обобщени мрежи, който ще бъде завършен през първия етап на проекта, симулацията на ОМ-модел ще може да се реализира на следните няколко стъпки:

• Чертае се изготвената графична структура на модела в удобен за потребителя графичен редактор, който е част от интерфейса на симулатора.
• Въвеждат се параметрите на модела: условия за преминаване на ядрата през преходите, начални стойности на характеристиките на ядрата, характеристични функции на ядрата, капацитети и приоритети на позициите и дъгите, условия за сливане и разцепване на ядра, параметри за време и продължителност и други.
• Симулацията се стартира, с възможност за управление от потребителя: начало на симулация, пауза на определен интервал или по желание на потребителя, пауза за въвеждане на вход от потребителя, продължаване на симулацията, задаване на условия за пауза или край на симулацията).
• По време на симулацията ще бъде възможно да се следят в реално време избрани от потребителя характеристики в графичен или табличен вид. Всички резултати от симулацията ще се записват в дневник (лог) с цел възпроизвеждане на същата симулация и по-детайлно изследване на резултатите от нея.
• Моделите ще могат да се запазват в XML формат и да се експортират до TeX, CSV и графични формати.

За да се използва ОМ-моделът за симулация на процесите, е необходимо да се дефинират такива случайни функции, които да задават вероятностните стойности на предикатите на условията и стойностите на времевите параметри на процеса.

2.6. Използване на модела и резултатите от функционирането му

Веднъж конструиран, обобщеномрежовият модел може да се използва най-общо в три направления:

• симулация на (неизвестни, недобре изучени) процеси и предсказване на тяхното бъдещо поведение,
• оптимизация в реално време на (известни) процеси,
• управление на процеси в реално време.

Когато даден реален процес е достатъчно сложен, за него е възможна употребата на две или на всичките три функции на ОМ-моделите.

Чрез симулацията могат да се получат статистически данни за моделираните процеси и да се открият например "тесните места" в системата на процеса. Увереността в коректността на даден ОМ-модел се получава чрез множество симулации на моделирания процес и сравняване на резултатите с реалните данни. Възможно е да се окаже, че най-добри резултати се получават при прилагането на адаптивни методи, като в следствие от сравнението между резултатите от симулацията и реалните данни се правят итеративни корекции във вече построения ОМ-модел. Тази ситуация е валидна и за случая, когато ОМ се използват като средство за оптимизация на процеси.

От гледна точка на методологията на ОМ, е дискутирана и възможността ОМ да се използват и за формулиране на нови математически проблеми и проблеми от различните области на тяхното приложение. По-специално е дискутирана възможността за обобщения на определени проблеми, каквато е задачата за търговския пътник. Изследвания точно в тази посока на приложение на ОМ могат да доведат до някои много интересни резултати.

Видове дейности

Основните видове дейности в проекта могат да се обособят в следните групи:

• дейности по програмната реализация на симулатора за обобщени мрежи (цел 1),
• дейности по провеждане на теоретични и приложни изследвания (цел 2),
• дейности по разпространение на резултатите (цел 3),
• дейности по координиране и управление на проекта.

Връзки между видовете дейности по проекта. Откроени са тези от тях, които пряко отговарят на трите основни цели на проекта.

Дейностите по провеждането на теоретични и приложни изследвания са подробно описани в по-горните раздели "Научни задачи" и "Методология" и накратко представляват:

• Провеждане на интервюта между експерти и моделиери, конструиране на нови модели.
• Описание в термините на програмния пакет на моделите (и новосъздадените, и предхождащите проекта).
• Тестване и симулация на моделите с реални данни.
• Описание и анализ на резултатите.

Дейностите, свързани с координирането на работата и управлението на проекта са подробно описани в по-долния раздел "Управление на проекта". Накратко те се свеждат до:

• Проактивно търсене на информация за предстоящи конференции и други научни събития, покани са специализирани сесии, отворени конкурси за кандидатстване.
• Координиране на отделните членове на работни групи посредством пощенски списък, уебсайт и редовни срещи наживо. Разпределяне на задачи и срокове.
• Съставяне на двумесечни вътрешни отчети, шестмесечни отчети пред Възложителя, отчети в края на всеки от етапите и генерален отчет в края на проекта.

Затова тук по-конкретно ще се спрем само върху видовете дейности, посветени на програмната реализация на ОМ-симулатора, както и видовете дейности по разпространение на резултатите. За вторите естествено продължение се явява раздел "План за разпространение на резултатите", който съдържа конкретните планирани във времето събития, които ще бъдат организирани и посетени, целеви списания, към които ще се насочи публикационната активност, и други конкретни дейности.

• Софтуерна разработка
  • Довършване на клиент-сървърната част на пакета според предварителна спецификация
    • Събиране на изискванията от различните заинтересовани лица (моделиери, потребители, разработчици)
    • Създаване на тестови модели
    • Визуализация на резултатите, потребителски интерфейс
    • Рабработка на toolbox за Matlab / Octave
    • ...
  • Изготвяне на единна техническа документация за програмисти и помощна документация за потребители

............................

4. Разпространение на резултатите

Както беше описано и в частта "Цели на проекта", разпространението на получените резултатите ще бъде една от трите основни цели на проекта, и дейностите по изпълнението на тази цел съответно ще заемат една съществена част от бюджета (виж също "Финансова обосновка на исканите средства"). Необходимостта да се обърне сериозно внимание на този аспект от научната работа идва от това, че в продължение на много години тъкмо той е бил "слабата брънка на веригата". Теоретичните аспекти на областта са детайлно разработени и подкрепени с множество научни статии и монографии. Работено е усърдно и в приложен аспект. Разработени са редица модели на ниво абстрактно описание, без възможност за симулация. До момента обаче в най-малка степен са положени усилия получените резултати да се популяризират чрез подходящи научни форуми и апаратът на ОМ да се наложи като удобен и ефективен инструмент при моделирането, симулацията и оптимизацията на паралелни и конкурентни процеси. Колективът в настоящото проектно предложение вярва, че оказването на финансова подкрепа за заявените дейности по разпространение на резултатите ще допринесе съществено за дългосрочното развитие на областта на обобщеномрежовото моделиране и разрастване на формиралата се общност от учени, разработчици и потребители.

Дейностите по разпространение на резултатите са от следните три типа:

• 4.1. Приоритетни дейности, изискващи специално финансиране:
  • 4.1.1. Участие с доклади на международни конференции по моделиране и симулация и по различни проблеми на изкуствения интелект и математическото моделиране,
  • 4.1.2. Организиране и популяризиране на превърналите се в традиционни конференции по обобщени мрежи в България и Полша, отпечатване на сборници с доклади,
• 4.2. Приоритетни дейности, неизискващи специално финансиране:
  • 4.2.1. Публикуване на статии, както за гореизброените научни форуми, така и за специализирани научни списания,
  • 4.2.2. Провеждане на обучителни семинари за докторанти, университетски лекции,
  • 4.2.3. Поддръжка на уебсайт на проекта, изготвяне на информационни материали за посещаваните/организираните научни форуми,
• 4.3. Неприоритетни дейности, неизискващи финансиране, с които екипът няма да се ангажира твърдо, но ще се опита да изпълни, са:
  • 4.3.1. Изготвяне на актуален терминологичен българо-английски / англо-български и тълковен речник по изкуствен интелект,
  • 4.3.2. Писане на статии за Уикипедия в областта на математическото моделиране и засегнатите проблемни области от изкуствения интелект.

4.1.1. Участие с доклади на международни научни форуми

От голямо значение е участието на членове на екипа на следните международни научни симпозиуми и конференции в периода 2010-2012 година. Списъкът на конкретните конференции, които представляват интерес за участниците в проекта, е даден в глава "План за разпространение на резултатите".

Целевите научни конференции най-общо могат да се откроят в три групи:

• Конференции по мрежи на Петри. Участието на такива форуми е важно, понеже обобщените мрежи представляват обобщение тъкмо на апарата на мрежите на Петри и е важно да бъдат приобщени към ОМ специалисти от тази научна общност и да се разшири в тази посока влиянието на ОМ.
• Конференции по моделиране и симулация. Важно е да се популяризират ОМ на форуми, на които добро представителство има целият останал спектър от инструменти за математическо моделиране и симулация. За много от тези инструменти вече е показано, че са описуеми в термините на ОМ, т.е. че са по-слаби в моделиращо отношение. Обмяната на опит и контакти с членове на разнообразни общности по моделиране и симулация ще даде нови идеи за бъдещо развитие на различните области и приложенията им, за бъдещи съвместни проекти и сътрудничество.
• Конференции по проблеми на изкуствения интелект, явяващи се приложни за настоящото проектно предложение (например, конференции по разпознаване на образи и сигнали, по генетично програмиране, по невронни мрежи, и т.н., незадължително включващи моделирането и симулацията сред основните теми на форума). Докладването пред такива конференции на получените с ОМ резултати от съответните области означава популяризиране на ОМ пред научни общности, които са в позиция да дефинират конкретни проблеми за решаване.

4.1.2. Организиране на конференции и привличане на международни специалисти

Няколко събития, традиционно провеждани от институти на БАН, партньори по проекта, ще бъдат съфинансирани от бюджета на проекта. Планира се да се вложат средства по две основни пера:

• организиране на форуми, социалната програма към тях, отпечатване на сборници с доклади, изготвяне на информационни материали, и др.
• покана на изтъкнати международни експерти по математическо моделиране и мрежи на Петри, с цел обмяна на опит и привличане към общността на обобщените мрежи. По финансови причини, този вид дейност по разпространение на резултатите никога не е практикувана от колектива по проекта, а същевременно е от изключително значение за популяризацията и устойчивостта на областта на ОМ.

В раздел "План за разпространение на резултатите" се посочват конкретните запланувани мерки по тази дейност.

4.2.1. Публикуване на статии

Наред с резултатите от проекта, изразяващи се в завършването на симулатора за ОМ и прилагането към тестването и симулацията на ОМ-модели в посочените като приоритетни приложни области от изкуствения интелект, е нормално съществена част от резултатите по проекта да се изразява и в писане на статии и публикуването им в научни списания, освен докладването на горепосочените международни конференции, симпозиуми и работни срещи. Тази дейност не изисква специално финансиране, освен в случаите когато по изключение се публикува в издание с page charge (такса на страница).

Предвижда се в края на проекта, статиите създадени в рамките на проекта, да бъдат събрани и отпечатани в компендиум.

Конкретен списък от научни списания, където ще се изпращат статии с резултати от проекта е даден в глава "План за разпространение на резултатите".

4.2.2. Провеждане на обучителни семинари и лекции

Тази форма на разпространение на резултатите е много перспективна по отношение на контакта с млади учени и докторанти, които да бъдат привлечени към областта на обобщеномрежовото моделиране или някоя от областите на изкуствения интелект, в която ОМ ще бъдат приложени в рамките на проекта. Тя е не по-малко важна за развитието на областта от търсенето на контакти с представители на други научни общности за моделиране и симулация и контакти с потенциални бизнес-партньори.

Координаторът по проекта разполага с богат опит по преподаване на ОМ на студенти и докторанти: през последните десетина курсове по ОМ се четат в няколко български университета (ТУ-София, СУ, БУ, БСУ), а специализирани докторантски курсове по ОМ към ЦЛБМИ се водят от 1997 година. Други членове на екипа от партниращите институции също имат опит с воденето на лекции и упражнения по ОМ, както и с работата със студенти по ОМ-моделиране в различни области и публикуване на резултатите.

4.2.3. Поддръжка на уебсайт и изготвяне на информационни материали

По време на проекта ще продължи да се поддържа и развива уебсайтът за обобщени мрежи и интуиционистки размити множества, www.ifigenia.org. Сайтът, изграден на технологията wiki, има няколко основни цели: да предоставя информационно съдържание от двете области в стила на Уикипедия, да предоставя безплатен достъп до електронни копия на публикувани материали и препринти, да подпомага съвместните изследвания и писане на статии от членовете на общността, да ги информира за новостите (проекти, конференции, публикации) и да подпомага комуникацията им и свързването им в партньорска мрежа. Предвид вече натрупаната аудитория, интернет популярност, ресурси и история на сайта, той ще бъде използван и като информационен сайт и по настоящия проект. Прозрачната технологична реализация на уики-средата дава възможност с абсолютна точност и от всекиго да се идентифицират датите/часовете и авторите на всеки принос. В сайта могат да се наблюдават и с точност да се регистрират извършените по проекта дейности от колектива за всеки отделен отчетен период.

Освен поддръжката на уебсайт, полезно ще е изготвянето на информационни материали (брошури) за ОМ, за раздаване при участия на международни конференции и симпозиуми. В сбит, но атрактивен стил ще се предоставя най-обща информация за ОМ и постиженията в тяхната област, за уебсайта, откъдето могат да получат повече информация, и за настоящия проект и участниците в него. На този етап не се предвижда специално финансиране за тази дейност, понеже разходите ще бъдат достатъчно ниски, за да бъдат безпроблемно поети от участниците.

4.3.1. Изготвяне на актуален терминологичен речник по изкуствен интелект

Партньорите по настоящото проектно предложение са сред водещите в България специалисти по изкуствен интелект, информатика и информационни технологии от академичните среди. Тези три области преживяват истински бум както по отношение новите научни резултати и приложението им във всички сфери на живота и науката, но също и по отношение на създаването на нова терминология, почти изцяло на английски език. Редно е тази терминология да се кодифицира тъкмо от специалисти от БАН, но за съжаление реалността е, че за много от понятията съществуват по множество, повече или по-малко успешни, опити за превод или транслитерация на български език, от страна на частни фирми, журналисти и преводачи-неспециалисти, отделни преподаватели, студенти и ученици. По тази причина съществува сериозна потребност от навременно установяване на коректна българска терминология, преди популярност да започнат да добиват различните непрофесионални варианти.

Предвид динамичния характер на споменатите области, най-уместно е един такъв англо-български / българо-английски речник, снабден с необходимите обяснения на термините и подходящи препратки към уеб-базирани ресурси, да се изгражда в интернет-среда, и то на уебсайт, позволяващ продължителна екипна работа и актуализация на записите. Предвид че тази дейност е встрани от приоритетните цели и дейности по проекта, тя следва да се разглежда като незадължителна опция към проекта, която в случай, че бъде организирана и започне да се реализира, ще се яви като допълнителна добавена стойност към останалите планирани резултати по проекта.

4.3.2. Писане на статии за Уикипедия в областите на проекта

По същия начин стоят нещата и с опцията за създаване на уикипедиански статии за ключови понятия и теми от застъпените в проекта области. Необходимо уточнение е, че приносите в тази посока ще бъдат към Българоезичната Уикипедия, която по отношение на информатиката, информационните технологии и изкуствения интелект е сравнително слабо развита и има нужда от експертна помощ, каквато колективът по проекта е във възможностите си да предостави. Предвид че допринасянето в Уикипедия по природа е на доброволен принцип и този вид дейност е странична по отношение приоритетните цели и дейности по проекта, тя остава също като допълнителна "про боно" възможност, която не предполага бюджет и отчетност.

Очаквани резултати

Очаквани резултати и ефект от изпълнението на проекта, потенциал за трансфер на знания и приложимост на резултатите (до 2 страници)

Настоящото проектно предложение „.............” кандидатства за втори път в Тематичния конкурс на НФНИ-МОН, след като през 2008 година участва без успех под името „Разработване на интернет-базирани средства за моделиране на паралелни процеси” (№ ТК01-2504 / 16.06.2008). Тогава критиките на рецензентите в най-голяма степен се отнасяха до управлението на проекта, подробното разписване и разпределение във времето на дейностите и човешките ресурси, финансовата обосновка на разходите и разпространението на резултатите, докато чисто научният аспект на проекта получи недвсмислено положителна оценка. По тази причина, след обстоен анализ на получените рецензии, екипът взе решение отново да подготви прецизиран вариант на проекта и положи всички усилия да се отстранят посочените пропуски и проблеми.

През изтеклата година част от членовете на екипа активно работиха по заявената в проекта тематика. В София беше организиран 8-мия уъркшоп по обобщени мрежи, а във Варшава — 7-мата международна конференция по обобщени мрежи и интуиционистки размити множества, на която присъстваха над 50 учени от над 10 страни. Беше публикувана една монография [] и около ... статии и доклади. Беше работено и по програмната реализация на симулатора. Всичко това показва желанието ни да продължим да работим в избраната област.

Желанието на екипа, проектът да се кандидатира повторно, е породено от високите очаквания за резултатите, които могат да бъдат постигнати със заявената финансова подкрепа. А тези резултати, най-общо, се очаква да бъдат следните:

• Работеща програмна система за моделиране и симулации, базирана на теорията на обобщените мрежи.
• Практическа реализация, под формата на програмни модули към симулатора и самостоятелни софтуерни продукти, на голяма част от абстрактните модели на ОМ в области от компютърната информатика, изкуствения интелект и телекомуникационните технологии.
• Мащабно разпространение на информация за ОМ и на теоретичните и приложните резултати, получени както по време на проекта, така и предшестващите го резултати, задаващи основата, на която той стъпва.

Ефектът от тези три дългоочаквани резултата ще се изрази в безпрецедентно развитие на областта на обобщеномрежовото моделиране, която е оригинално създадена в България, но в продължение на 27 години въпреки всички трудности, свързани с достъпа до актуална световна научна периодика и финансирането на международния обмен, успява да получи и международно признание и последователи. Понастоящем, научни резултати в тази област имат специалисти от Австралия, Великобритания, Германия, Полша, Португалия, САЩ, Южна Корея. Актуален интерес е проявен и от Русия.

Както беше отбелязано и в раздел "Състояние на научните изследвания по темата на проект", областта на ОМ е детайлно разработена в теоретичен аспект и могат да се посочат множество научни статии, монографии и доклади на конференции, и защитени малки и големи докторски степени (в България под ръководството на Красимир Атанасов и Людмил Даковски; като сред защитилите е асоциираният партньор проф. Мачией Кравчак; в Австралия под ръководството на асоциирания партньор проф. Антъни Шенън). Работено е много и в приложен аспект, но все още без програмна реализация на конструираните модели. Работата по програмната реализация в настоящия й вид тече от 2005 година. По оценки на екипа може да се очаква тя да приключи успешно в рамките на първия етап от проекта (до средата на 2011 година).

Ефектът от изпълнението на проекта ще бъде изключително положителен както за българската, така и за световната общност на обобщените мрежи и като цяло за теорията на моделиране на процеси. От проекта ще се облагодетелстват и включените в колектива специалисти. Ще се демонстрира пригодността на апарата на обобщените мрежи в решаването на конкретни проблеми от различни области от информатиката и по-специално изкуствения интелект, което ще даде възможност практически да се валидизират претенциите, че ОМ имат по-добри моделиращи възможности от редица други инструментариуми за математическо моделиране. Наред с тези резултати, приложението на софтуера за ОМ над генетичните алгоритми, грид-средите, метода на мравките, моделирането на бизнес процеси, невронните мрежи, експертните системи, разпознаването на образи и говор, базите и складовете от данни, UML, машинно обучение и др. ще намери отражение и в още едно отношение: разработените алгоритми и програмни модули за тези приложения на свой ред ще влязат като компоненти на софтуерния симулатор и ще могат да се използват наготово в други ОМ-модели от странични области като биомедицинско инженерство, биотехнологии, транспорт и логистика, управление на ресурси и човекопотоци, химически, нефтохимически и други индустриални процеси, електронно обучение и електронна администрация, и други. Реалистично е очакването за съществен трансфер на знания и научни резултати от областите на математическото моделиране и информатиката към други научни области и сфери на живота.

Включването на частна фирма като партньор по проекта също е своеобразен трансфер на знанията и постиженията по проекта по посока от науката към бизнеса. Ползите от партньорството ще са двустранни, тъй като ще се даде възможност за тестване на ОМ-модели на бизнес процеси с реални данни, както и за сравняване на методологията на обобщените мрежи с тази на стандарта BPMN (Business Process Modelling Notation).

Финансовата подкрепа, за която се кандидатства с настоящото проектно предложение, е канализирана в две основни направления:

• възнаграждения на членовете на колектива, и
• субсидиране на дейности по разпространението на резултатите, каквито са:
  • организирането и участието на международни конференции,
  • визитите на изтъкнати чуждестранни експерти,
  • публикуването в престижни платени издания.

Възможността за получаване на възнаграждения за труд от бюджета на проекта се явява силен стимул, особено по отношение на програмистите в екипа. Всички те са само хора, чийто труд по симулатора за обобщени мрежи не просто е високо квалифициран, но на практика и безалтернативен. Освен задължителните познания по програмиране, всички разработчици от екипа са специализирали допълнително в теорията на обобщените мрежи, познават я из основи и дори имат собствени теоретични изследвания и публикации в областта. Тъй като отличната им подготовка по софтуерно инженерство им дава реални възможности за професионална реализация не само извън областта на ОМ, но и извън България, трябва да се отчете потребността от подобаващо възнаграждение на труда им, който е с конкурентно заплащане на свободния пазар.

Също така, неслучайно разпространението на резултатите по проекта е изведено като една от неговите три приоритетни цели, а не съпътстваща, второстепенна дейност. Определеното за разпространение на резултатите финансиране не е самоцел, тъй като и обхванатите области и планираните за изпълнение научно-приложни задачи са много на брой, и изпълнението им е съвсем реалистично. Областта на обобщеномрежовото моделиране е в процес на натрупване на критична маса от теоретични научни резултати. След като завърши работата по програмната реализация на софтуерния симулатор в първия етап на проекта, известна част от тях ще бъдат въплътени в програмни модули и самостоятелни приложения. Това ще даде изключителен повод да се вдигне вълна от публичност за ОМ и да се привлече вниманието на специалисти по моделиране и симулация от други области, както и на учени от приложни области, които могат да дефинират конкретни задачи за решаване със средствата на ОМ. Масираното присъствие на ОМ на най-високите световни и европейски форуми по математическо моделиране и симулации, изкуствен интелект и интелигентни системи ще окаже безспорно високо въздействие и признание, и ще даде нов тласък както за научното развитие на областта в България и в международен мащаб, така и за личностното и професионално израстване на отделните участници в проекта.

План за разпространение на резултатите

План за разпространение на резултатите (до 2 страници)

В раздел "Видове дейности" бяха посочени и аргументирани седемте вида дейности по разпространение на резултатите: два приоритетни, изискващи специално финансиране, три приоритетни неизискващи специално финансиране и два неприоритетни, неизискващи финансиране. Тук ще се спрем само на планираните пет приоритетни дейности по разпространение, посочвайки конкретни стъпки за изпълнението им.

4.1.1. Участие с доклади на международни научни форуми

От голямо значение е участието на членове на екипа на международни научни симпозиуми и конференции в периода на проекта, някои от които вече са твърдо обявени от организаторите си, а други все още в процес на уточнение. Списъкът е непълен, особено за втората и третата година от периода, но достатъчно представителен. Планират се около 20-25 форума за посещение.

Заявка за участие	Време	Конференция	Място
2010 година
31 януари 2010	22 април 2010	The 4th WSEAS Intern. Conference on COMPUTATIONAL INTELLIGENCE (CI'10)	Букурещ, Румъния
5 януари 2010 (покана)	юни 2010	31st International Conference on Application and Theory of Petri Nets and Other Models of Concurrency (Petri nets'2010)	Брага, Португалия
?	юни 2010	10th International Conference on Application of Concurrency to System Design (ACSD'2010)	Брага, Португалия
30 април 2010	13-15 юни 2010	11th WSEAS International Conference on NEURAL NETWORKS (NN'10) 11th WSEAS International Conference on EVOLUTIONARY COMPUTING (EC'10) 11th WSEAS International Conference on AUTOMATION & INFORMATION (ICAI'10) 11th WSEAS International Conference on FUZZY SYSTEMS (FS'10)	Яш, Румъния
30 април 2010	13-15 юни 2010	The 3rd WSEAS International Conference on VISUALIZATION, IMAGING and SIMULATION (VIS '10)	Фаро, Португалия
1 ноември 2009 (покана)	13-17 юни 2010	10th International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing	Закопане, Полша
31 октомври 2009	22-25 юни 2010	International Conference on Modelling and Simulation	Прага, Чехия
?	28 юни - 2 юли 2010	13th International Conference on Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems (IPMU'2010)	Дортмунд, Германия
?	юли 2010	5th IEEE International Conference on Intelligent Systems IEEE-IS'2010	Лондон, Великобритания
1 март 2010 (за спец. секции)	5-9 септември 2010	7th EUROSIM Congress on Modelling and Simulation (EUROSIM'2010)	Прага, Чехия
15 февруари 2010	16-18 ноември 2010	International Conference on Frontiers in Handwriting Recognition (...!)	Колката, Индия
?	2010	3rd COST 2101 Workshop on Biometrics and Identity Management, BioID'2010	Гърция
?	октомври 2010	5th International Multiconference on Computer Science and Information Technology (IMCSIT'10)	Мрагово, Полша
?	2010	Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies, ICEST'2010	Сърбия
?	2010	17th ISPE International Conference on Concurrent Engineering, CE'2010	Варшава, Полша
2011 година
?	септември 2011	IEEE International Conference on Image Processing	Брюксел, Белгия
?	октомври 2011	6th International Multiconference on Computer Science and Information Technology (IMCSIT'11)	Мрагово, Полша
?	2011	Petri nets'2011	Тунис / Япония / ?
?	2011	6th IEEE International Conference on Intelligent Systems IEEE-IS'2011	Варшава, Полша
?	2011	Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies, ICEST'2011	Република Македония
?	2011	18th ISPE International Conference on Concurrent Engineering, CE'2011	?
?	2011	4th COST 2101 Workshop on Biometrics and Identity Management, BioID'2011	?
2012 година
?	25-30 март 2012	2012 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing	Киото, Япония
?	30 септември - 3 октомври 2012	19th IEEE International Conference on Image Processing	Орландо, САЩ
?	октомври 2012	7th International Multiconference on Computer Science and Information Technology (IMCSIT'12)	Мрагово, Полша
?	2012	Petri nets'2012	?
?	2012	7th IEEE International Conference on Intelligent Systems IEEE-IS'2012	Варна, България
?	2012	Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies, ICEST'2012	България
?	2012	14th International Conference on Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems (IPMU'2012)	?
?	2012	19th ISPE International Conference on Concurrent Engineering, CE'2012	?

През 2010 година ще се следи за конференциите през 2011-2012 година на AMSE, EUROSIM, IASTED, IEEE, SIAM, WSEAS и други европейски и световни научни организации. Ще се правят постъпки участието на тези конференции да се изразява не в докладване на единични съобщения, а в организирането на цели специализирани сесии по обобщени мрежи. Това намерение е реално осъществимо и не е прецедент. Специални сесии по ОМ досега са организирани на всички конференции IEEE "Intelligent Systems" във Варна и Лондон през 2002, 2004, 2006 и 2008 година и има покана и за изданията през 2010, 2011 и 2012 година. На 10-тата международна конференция “Concurrent Engineering” в Мадейра през 2003 г. имаше 3 секции върху теорията и приложенията на ОМ с 18 доклада от 36 автора от Австралия, САЩ, Великобритания, Италия, Полша, Португалия и България.

4.1.2. Организиране на конференции и привличане на изтъкнати чуждестранни специалисти

Събития на ЦЛБМИ-БАН

В рамките на дългогодишното двустранно сътрудничество между Координатора на проекта, ЦЛБМИ-БАН, и Института за системни изследвания към Полската академия на науките, който е поканен като асоцииран чуждестранен партньор без право на финансиране, съвместно се провеждат два годишни международни форума:

• Международната работна среща по обобщени мрежи (International Workshop on Generalized Nets) в София, от 2000 година, и
• Международната работна среща по обобщени мрежи и интуиционистки размити множества (International Workshop on Generalized Nets and Intuitionistic Fuzzy Sets) във Варшава, от 2001 година.

Желанието на екипа е със средства от бюджета да се проведат изданията на тези две конференции през 2010-2012 година. Освен контактите и обмена на идеи и резултати, статиите, докладвани на тези две работни срещи се публикуват в proceedings, като от 2010 година полското издание, наречено Issues in Intuitionistic Fuzzy Sets and Generalized Nets ще кандидатства за импакт-фактор.

Събития на ИПОИ-БАН

ИПОИ-БАН е организатор на двугодишната Международна конференция по Large-Scale Scientific Computations. През периода на проекта ще се проведе нейното 9-то издание през 2011 година.

Събития на ИИТ-БАН

ИИТ е съорганизатор на следните конференциите, които ще се проведат в България:

• 16th International Conference on Artificial Intelligence: Methodology, Systems, Applications. AIMSA'2011.
• CompSysTech през 2010, 2011, 2012.
• Конференция по автоматика и информатика през 2010, 2011, 2012.

Предвижда се при визитите по покана на изтъкнати чуждестранни експерти за конференциите, организирани от партньорите, както и за специализираната сесия по ОМ на конференцията IEEE "Intelligent Systems" във Варна през 2012 г., гостите да изнесат лекции пред студенти и докторанти в тематиката, в която специализират. С тези лекции ще се задълбочат контактите между партньорите по проекта и гост-професорите, ще се увеличи ползата от този тип посещения и ще се получи по-широк отзвук от резултатите по проекта.

4.2.1. Писане и публикуване на статии

Към момента, освен монографиите посветени на обобщените мрежи, ОМ-модели са публикувани в следните периодични научни издания:

• Advances in Modelling and Analysis, AMSE Press - над 120 статии
• Petri Nets Newsletters - около 10 статии (списанието вече не излиза)
• Lecture Notes in Computer Science, Springer - около 10 статии
• Advanced Studies in Contemporary Mathematics - над 25 статии
• European Journal of Operation Research - около 10 статии

Колективът по проекта планира да публикува резултатите си в някои от тези и от следните издания: New Mathematics and Natural Computation, International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence, International Journal on Artificial Intelligence Tools, International Journal of Systems Science, IEEE Transactions on Evolutionary Computation, IEEE Transactions on Image Processing, IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, IEEE Transactions on Neural Networks, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, LNCS Transactions on Petri Nets and Other Models of Concurrency, Software and Systems Modeling, Discrete Event Dynamic Systems, Concurrency and Computation: Practice and Experience, Transactions on Modeling and Computer Simulation, Journal of Visual Languages and Computing, Advanced Studies in Contemporary Mathematics, Pattern Analysis and Machine Intelligence, Pattern Recognition Letters, Pattern Recognition, Cybernetics and Information Technologies.

4.2.2. Провеждане на обучителни семинари и лекции

Планира се през първите шест месеца от проекта (т.е. веднъж на три седмици) всяка от деветте тематични експертни групи да проведе едноседмичен семинар, на който да запознае всички членове на колектива с областта, в която работи и степента, в която са проникнали обобщените мрежи и други средства за моделиране и симулация. Тези семинари ще са от особена полза за докторантите и младите учени от всички звена, тъй като ще разшири основата на тяхната теоретична подготовка в различни области от компютърната информатика и изкуствения интелект.

Традиционно след 1997 г., ЦЛБМИ-БАН провежда годишни докторантски курсове по обобщени мрежи и интуиционистки размити множества, така че курсът по ОМ ще се проведе поне по веднъж през всяка от трите години на проекта, като на слушателите на курса ще бъде издаден документ.

Междувременно се очаква да бъдат продължени договорите на членове на колектива за лекции по ОМ в различни български университети: Технически университет - София, Бургаски университет "Проф. Асен Златаров", Бургаски свободен университет. Присъствието на няколко университетски преподаватели гарантира разпространение на резултатите от проекта пред студенти, докторанти и млади учени.

План за устойчивост на дейностите

План за устойчивост на дейностите и след приключване на проекта (до 2 страници)

Настоящото проектно предложение дава сериозна заявка, че дейностите по проекта ще имат голям отзвук и дългосрочно положително въздействие в научно-приложната област на математическото моделиране, и в частност моделирането с обобщени мрежи. Най-съществените аргументи за устойчивия характер на планираните дейности са целта в рамките на проекта успешно да се завърши софтуерната разработка на симулатора за обобщени мрежи, и заявеното намерение кодът и документацията му да се публикуват под свободен лиценз. Свободният достъп ще предостави възможност и на други научни и бизнес общности, които ще могат да използват апарата за ОМ-моделиране за решаване на свои конкретни научни и приложни проблеми. Със средствата по проекта се цели да се осъществи широка разгласа на резултатите в областта на обобщеномрежовото моделиране, като бъдат проведени обучителни семинари и бъдат покрити най-сериозните европейски и световни конференции и симпозиуми по моделиране и симулация, мрежи на Петри, разпознаване на образи и биологично и природно програмиране.

Приложение в множество области, различни от заявените в проекта

Както беше упоменато в частта "Състояние на научните изследвания", теорията на обобщените мрежи досега е използвана за конструиране на над 800 абстрактни ОМ-модела на поставяне на медицински диагнози. Освен тях могат да се посочат:

• ... модела на индустриални процеси (производство на сярна/фосфорна киселина, на фосфогипс, на сода бикарбонат, рудодобивни процеси в синтер, модели на ТЕЦ, модели на процеси в Химко-Враца и Нефтохим-Бургас),
• ... модела в биотехнологиите (пречистване на отпадни води, ферментационни процеси в биореактори, култивация на Escherichia сoli, биотехнологични процеси с разпределени параметри),
• над 25 модела в електронното обучение (изпитване и оценяване, ...),
• около 10 модела в транспорта и логистиката (организация на градски транспорт, международен пазар на транспорта, управление на автобусно депо, контрол на въздушното движение, система за запазване на билети),
• около 10 модела във физиката и астрономията (плазмени реактори, звездна динамика, игрово моделиране в астрономията),
• над 20 модела в роботиката и гъвкавите производствени системи (отворени хибридни системи, мониторинг на процеси, производство на печатни платки, модулни мобилни роботни системи, метаморфни роботи, Kanban-системи, моделиране на конфликти в производствени системи),
• около 10 модела в икономиката (въвеждане на нов продукт на пазара, модел на олигополен пазар, брокерство на недвижими имоти, електронно банкиране, инвестиционни модели).

Всички тези резултати се отнасят до интердисциплинарни приложения на ОМ в области встрани от целевите за проекта области на информатиката и изкуствения интелект. Това означава, че съществува добра основа за продължителна работа и след завършване на проекта. Разработеният през първия етап софтуерен симулатор и натрупаният през втория етап опит в софтуерното описание, тестване и симулация на ОМ-моделите ще намерят вече и практическа реализация в области, където ОМ досега са прилагани основно на теоретично ниво, както и в сфери, които никога досега не са били атакувани.

Очакваните резултати в областта на информатиката (ОМ-модели на експертни системи, невронни мрежи, ГРИД-среди, оптимизационни алгоритми по метода на мравките, генетични алгоритми и техники за разпознаване на образи и говор) ще се окажат своеобразна "научна инвестиционна стока", тъй като на свой ред ще могат да се внедрят в по-сложни модели от други области. Например, резултатите от моделирането на ГРИД-среди с ОМ могат да се използват в ..., ОМ-моделите на разпознаването на образи може да послужат за .... ОМ-моделите на генетични алгоритми например могат да се изполват при решаване на редица оптимизационни задачи за сложни паралелно протичащи процеси, като по-добра алтернатива на традиционните подходи. Приоритетното прилагане на симулатора за ОМ към обекти и проблеми от информатиката, ще даде възможност тази "инвестиция" бързо да се възвърне към софтуерния пакет под формата на класове, библиотеки, подпрограми, ..., за да може да се използват и в бъдеще от други потребители за решаване на сходни или качествено различни проблеми.

Отваряне на програмния код на софтуера за ОМ-симулации

В настоящото проектно предложение научният и програмистки колектив заявява намерение след завършване работата по симулатора за ОМ и публикуване на съответните научни статии и доклади на конференции, програмният му код и документация ще бъдат отворени, за да се осъществи трансфер на постиженията по проекта към други научни звена и бизнес организации. Планира се поставянето на програмния код в платформата за разработка на отворен код SourceForge.net. Необходимата документацията ще се разработва в специализираното уики за интуиционистки размити множества и обобщени мрежи, (www.ifigenia.org), което се поддържа от водещата организация в проекта, ЦЛБМИ-БАН. Сайтът ще служи и за основен информационен ресурс и трибуна за резултатите от проекта.

Започнатият симулатор за обобщени мрежи е уникален по своята концепция и реализация програмен продукт, въплъщаващ теоретични постановки, обобщаващи както мрежите на Петри, така и всяко от техните над 20 теоретично значими обобщения. За мрежите на Петри и някои от техните обобщения съществуват симулационни програми, но освен че са частични реализации, в голямата си част те са платени и/или със затворен код.

Принципно положение при симулационния софтуер е, че той нормално борави с и връща в резултат интервални оценки, приблизителни стойности и други "меки" данни, подлежащи на субективна интерпретация. По тази причина, когато този вид софтуер стане част от научния метод, т.е. от него пряко зависят резултатите и анализа на научните експерименти, тогава за потребителите добива голямо значение въпросът как точно приложният симулационен софтуер повлиява на теоретичната основа на тяхното изследване. Когато настъпи възможно отклонение от очакваните резултати от симулацията, е много важно да се установи дали то се дължи на:

1. теорията в съответната приложна област,
2. използваните за експеримента конкретни стойности на данните,
3. теорията, върху която е изграден симулаторът,
4. конкретната софтуерна реализация на този симулатор.

Изясняването на всяка от тези възможни причини позволява да се сведат до минимум неизвестните моменти, и симулационният софтуер да послужи за реално вземане на информирани решения от практическо естество. И докато първите два пункта са специфични за всяка област и нямат пряко отношение към ОМ-моделирането, а по отношение на третия пункт е известно, че теорията на обобщените мрежи е формално доказана и достъпна в редица публикации, то остава да се изчисти и последният пункт 4, съдържащ конкретната софтуерна реализация на тази теория на ОМ.

Версията на ОМ-симулатор, над която се работи от 2005 година и която се планира да бъде завършена в рамките на проекта, се явява четвъртият подобен софтуерен пакет от началото през 1987 година, но е първият, за който има съгласие сред разработчиците да бъде публикуван безвъзмездно под отворен код. С това решение, от една страна, се предоставя възможност да се оцени влиянието на симулационния софтуер над резултатите от научни изследвания, от втора страна се осъществява желания трансфер на постиженията на проекта към науката, бизнеса и обществото, и от трета страна се осигурява приемствеността на софтуера от страна на други общности от потребители и разработчици, което е и една от гаранциите за устойчивостта на дейностите по проекта дори след неговото приключване.

Изграждане на общност от учени, разработчици и потребители

Устойчивото разпространение на резултатите от проекта е немислимо, ако не се създадат условия и за укрепване и разширяване на сега съществуващата общност от учени, разработчици и потребители на обобщените мрежи. В изпълнение на тази формулирана като трета главна цел на проекта се явяват дейностите по разпространение на резултатите чрез доклади на научни конференции, статии в списания, поддръжка на информационен уебсайт, провеждането на контакти с бизнеса и научните среди, провеждането на обучителни семинари, организиране на научни визити на изтъкнати международни специалисти. И докато някои от тези дейности могат да се извършат само с разполагаемото финансиране по проекта (най-вече участие в конференции, визити на специалисти и публикации в престижни платени списания), то останалата част от дейностите по разпространение на резултатите ще продължат да се извършват и след края на проекта, тъй като не зависят от финансови ресурси, а се явяват следствие от натрупаните научни постижения, осъществените контакти, преподавателски опит и опита в изпълнението и управлението на проекта.

Затова като по-важни за обезпечаването на устойчивото въздействие на проекта, могат да се откроят следните дейности:

• Провеждане на обучителни семинари и лекционни курсове за магистри и докторанти в различни български университети и научни звена. В това отношение, ръководителят на проекта има опит с преподаване на ОМ от 1988 година в различни университети и от 1997 година като докторантски курс към ЦЛБМИ. За популяризирането на научната област и обученията по ОМ извън страната голяма роля ще изиграят международните контакти, осъществени по време на посетените научни конференции и симпозиуми.
• Привличане към областта на ОМ-моделиране на нови докторанти и млади учени, както от информатичните специалности, така и от странични научни области, където ОМ могат да намерят приложение. След завършването на работата по софтуерния симулатор, се очаква разработките на ОМ-модели да добият завършен вид тъй като освен теоретично обосновани резултати ще могат да се прилагат и резултатите от фактическите ОМ-симулации. Последното до сега се разглеждаше като недостатък на някои публикации и дисертационни трудове.
• Поддръжка на информационния уебсайт на проекта Ifigenia.org, на страницата на ОМ-симулатора в Sourceforge.net, на пощенския списък за ОМ и на други канали за комуникация и координация, които играят ключова роля при изграждането на модерни онлайн-базирани научни общности.

Управление на проекта

Управление на проекта (до 3 страници)

Настоящото проектно предложение се подава от консорциум от 6 организации, от които 5 институти и лаборатории на БАН и 1 частна фирма, с общ брой на членовете в колектива - 32 души, от които 16 докторанти/млади учени. Като външни изпълнители на задачи от проекта, с право на финансиране, са асоциирани 4 физически лица, а както международни партньори без право на финансиране са асоциирани 4 академични институции (3 университета и 1 научно звено) с по 1 представител. Проектът е тригодишен, със заявен бюджет от ...... лева . От тези данни следва, че става дума за един амбициозен проект, в който разнообразието от партньори и цели за изпълнение, както и разпределението във времето на човешките и финансовите ресурси, налагат една гъвкава, но прецизна схема за управление и отчетност.

1. Управленска структура. Управление на човешките ресурси

Целите на проекта дефинираха три основни направления, в които ще се насочат усилията на колектива: (1) софтуерна разработка, (2) моделиране и симулация на моделите от приложните области, (3) мащабно разпространение на резултатите. Изпълнението на тези три цели предполага формирането на три вида работни групи от членове на колектива (не е изключено ролите да се съвместяват):

• Една група разработчици на програмната система - в постоянен състав и ангажирана за целия първи етап и част от втори етап на проекта — Димитър Димитров, Трифон Трифонов, Калин Георгиев, Христо Аладжов
• 9 експертни групи по конструиране, описание и симулация на ОМ-модели в различни области от информатиката - всяка от тях в постоянен състав, но функционираща интензивно само в определени моменти от време.

1. Теория на обобщени мрежи — Красимир Атанасов, Трифон Трифонов
2. ОМ-модели на разпознаване на образи и говор — Георги Глухчев, Стефан Хаджитодоров, Петър Митев, Людмила Тодорова, Христо Аладжов, докторантите на Жоро?
3. ОМ-модели на дискретни оптимизационни процедури — Стефка Фиданова, Пенчо Маринов, Мариана Василева, докторантите на Мариана?
4. ОМ-модели в телекомуникации, грид-среди и защита на информацията — Стоян Порязов, Евгени Николов, Тодор Гюров, Емилия Саранова, Ивелина Вардева, Сотир Сотиров
5. ОМ-модели на невронни мрежи и генетични алгоритми — Людмил Даковски, Олимпия Роева, Сотир Сотиров, Антон Антонов, Стефан Хаджитодоров, Таня Пенчева
6. ОМ-модели на машинно обучение — Христо Аладжов
7. ОМ-модели на UML — Евелина Койчева, Трифон Трифонов
8. ОМ-модели на бизнес процеси — Ивайло Иванов, Боян Колев, Владимир Марчев, Десислава Пенева, Евгени Попов
9. ОМ-модели на бази данни, складове от данни, сондиране на данни и експертни системи — Евдокия Сотирова, Даниела Орозова, Боян Колев, Павел Чешмеджиев, Вася Атанасова

• Множество организационни групи, които се свикват по повод определено събитие или акция по разпространение на резултатите - в непостоянен състав, основно от докторанти/млади учени.

Координирането на взаимодействието между групата на разработчиците и отделните експертни групи се извършва от научен комитет, а координирането на взаимодействието между експертните групи и организационните групи - от организационен комитет.

Научният комитет е основният орган за управление на проекта. В него влиза по един представител на всяка от партньорските организации, с изключение на Координатора ЦЛБМИ-БАН, който излъчва трима представители. По-точно, научният комитет ще бъде в състав от осем души:

1. Красимир Атанасов, ЦЛБМИ-БАН
2. Димитър Димитров, ЦЛБМИ-БАН
3. ? , ЦЛБМИ-БАН
4. Георги Глухчев, ИИТ-БАН
5. Стефка Фиданова, ИПОИ-БАН
6. Стоян Порязов, ИМИ-БАН
7. Евгени Николов, НЛКВ-БАН
8. Ивайло Иванов, SoftConsultGroup Ltd

Научният комитет има грижата да следи за цялостното изпълнение на проекта и да координира навременното изпълнение на поставените научни задачи в съответствие с дефинираната методология. Той взема решения за точното разпределение във времето на сравнително гъвкаво формулираните чрез причинно-следствени връзки дейности по проекта, илюстрирани на Фигура ... Например, научният комитет решава коя експертна група кога ще се събира, и това трябва да е съобразено както с натоварването на отделните експерти, така и с графика от предстоящи тематични конференции и симпозиуми, на които да се докладват резултатите. Друга задача на научния комитет е веднъж на шестмесечие да изготвя и отчет на изразходваните и наличните средства от бюджета проекта, и да определя средствата за следващото шестмесечие.

Подчинен на научния комитет е организационният комитет, съставен от млади учени и специалисти, който ще подпомага гладкото протичане на проекта във всичките му етапи, но най-вече при изпълнение на дейности по разпространение на резултатите: например организиране на конференции, уебдизайн, предпечатна подготовка, събиране и изготвяне на работни отчети, и други. Организационният комитет се състои от четирима души, които имат опит в организацията на конференциите по обобщени мрежи и интуиционистки размити множества в София и Варшава, на IEEE "Intelligent Systems" във Варна, както и други събития от конферентен тип:

1. Вася Атанасова, ЦЛБМИ-БАН
2. Петър Василев, ЦЛБМИ-БАН
3. Боян Колев, ЦЛБМИ-БАН
4. ? , ? (ИИТ-БАН)

По конкретни поводи организационният комитет изпълнява или разпределя на други членове на екипа конкретни задачи и след това подготвя отчети за свършеното.

2. Отчетност

Научният и организационният комитет се срещат на открити съвместни заседания най-малко веднъж на два месеца, при които срещи се представят краткосрочните (двумесечни) отчети, и се правят обсъждания за напредъка по проекта, и по-прецизното планиране на дейностите през следващия отчетен период. Тъй като сред факторите в това планиране са работната натовареност на отделните членове на колектива и предстоящите научни форуми, като подготовка за тези заседания:

• всички членове на научния колектив трябва да съобщават за евентуални промени в работната им натовареност,
• членовете на организационния комитет трябва да правят проучвания за новообявени покани за научни конференции по темата на проекта, обяви за национални и европейски конкурси за проекти, и т.н.

На всеки шест месеца се правят срещи на целия екип по проекта (включително външните изпълнители), на които се обсъжда в по-общ план развитието на проекта, проблемите и резултатите му, правят се евентуални корекции в някои крайни срокове, дефинират се евентуални нови цели и задачи, възникнали в процеса на работата. На тези шестмесечни срещи се представя и отчет за бюджетния баланс по проекта. На база този отчет и трите краткосрочни отчета от шестмесечието се изготвя по-обширен средносрочен отчет на проекта.

В края на всеки от двата етапа се правят дългосрочни (18-месечни) отчети, а в края на проекта, на 36-тия месец - един генерален отчет за цялостното изпълнение на проекта. Първият дългосрочен отчет, в края на първия етап от проекта, служи и за обосновка за продължение на проекта за следващите 18 месеца.

3. Управление на финансовите средства

Работна програма

Първи етап

№	Съдържане на етапа	Брой месеци	Резултати

Втори етап

№	Съдържане на етапа	Брой месеци	Резултати

Финансов план

Финансов план на проекта	Първи етап	Втори етап
	290.000	267.000
1. Апаратура и специализирано оборудване	7.500	0
2. Материали, химикали и консумативи	.500	0
3. Информационни продукти (в т.ч. софтуер, абонаменти, достъп; проучване за патентоспособност; заявки за патенти; компютърно време и др.)	5.000	5.000
4. Международни конференции	120.000	120.000
5. Заплащане на външни организации за техническо подпомагане научната работа по проекта; за извършване на анализи, проучвания и поддръжка на апаратурата, използвана в рамките на проекта	6.000	6.000
6. Възнаграждения на членовете на колектива, работещи по проекта	103.000	85.000
7. Привличане на утвърдени учени от други страни за краткосрочен престой	18.000	18.000
8. Други разходи, до 10% от общата стойност на проекта (печат, публикации в издания с page charge)	12.000	15.000
9. Административни разходи (до 7% от сумата, предоставяна от фонд „Научни изследвания”)	18.000	18.000
Общ бюджет по проекта:	557.000

Финансова обосновка на исканите средства

Финансова обосновка на исканите средства по видове разходи за двата етапа на проекта

Варианти

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 600 000 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 560 747 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  39 253 лева (1090,3*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 196 261 лева
      За други дейности                                                    - 364 486 лева

   => Максимално за първи етап (авансово 50%)                              - 300 000 (280373 + 19627)
      Максимално за втори етап (авансово 40%)                              - 240 000 (224299 + 15701)
      Максимално за втори етап (последни 10%)                              -  60 000 ( 56075 +  3925)

Вариант 1 - 591 600, 98.60% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 591 600 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 552 900 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  38 700 лева (1075*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 193 500 лева
      За други дейности                                                    - 359 400 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 295 800 (276450 + 19350)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 236 640 (221160 + 15480)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  59 160 ( 55290 +  3870)

Вариант 2 - 587 000, 97.83% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 587 000 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 548 600 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  38 400 лева (1066,6*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 192 000 лева
      За други дейности                                                    - 356 600 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 293 500 (274300 + 19200)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 234 800 (219440 + 15360)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  58 700 ( 54860 +  3840)

Вариант 3 - 583 500, 97.25% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 583 500 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 545 340 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  38 160 лева (1060*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 190 800 лева
      За други дейности                                                    - 354 540 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 291 750 (272670 + 19080)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 233 400 (218136 + 15264)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  58 350 ( 54534 +  3816)

Вариант 4 - 577 800, 96.3% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 577 800 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 540 000 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  37 800 лева (1050*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 189 000 лева
      За други дейности                                                    - 351 000 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 288 900 (270000 + 18900)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 231 120 (216000 + 15120)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  57 780 ( 54000 +  3780)

Вариант 5 - 568 700, 94.78% от максималната сума 

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 568 700 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 531 500 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  37 200 лева (1033,3*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 186 000 лева
      За други дейности                                                    - 345 500 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 284 350 (265750 + 18600)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 227 480 (212600 + 14880)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  56 870 ( 53150 +  3720)

Вариант 6 - 564 100, 94.02% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 564 100 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 527 200 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  36 900 лева (1025*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 184 500 лева
      За други дейности                                                    - 342 700 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 282 050 (263600 + 18450)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 225 640 (210880 + 14760)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  56 410 ( 52720 +  3690)

Вариант 7 - 551 000, 91.83% от максималната сума

Максимален размер на бюджета на проекта                                    - 551 000 лева
Максималният размер отчисление за базова организация е 7% от бюджета
=> Максималният размер на проекта                                          - 515 000 лева
   На тази база, отчисление за базова организация е                        -  36 000 лева (1000*36)

   => Максималният размер за възнаграждения е 35% от бюджета               - 180 000 лева
      За други дейности                                                    - 335 000 лева

   => Първи етап (авансово 50%)                                            - 275 500 (257500 + 18000)
      Втори етап (авансово 40%)                                            - 220 400 (206000 + 14400)
      Втори етап (последни 10%)                                            -  55 100 ( 51500 +  3600)

Литература

Монографии

1. Krassimir Atanassov, On Generalized Nets Theory, in the series Bulgarian Academic Monographs of "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 2007, ISBN 978-954-322-237-7.
2. Panagiotis Chountas, Boyan Kolev, Ermir Rogova, Violeta Tasseva, Krassimir Atanassov, Generalized Nets in Artificial Intelligence. Volume 4: Generalized Nets, Uncertain Data and Knowledge Engineering, "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 2007, ISBN 978-954-322-255-1.
3. Edward Yee Hung Choy, Maciek Krawczak, Anthony Shannon, Eulalia Szmidt, A Survey of Generalized Nets, Raffles KvB Institute Pty Ltd, Monograph 10, Australia, 2007, ISBN 0-9578457-8-2.
4. Boyan Kolev, Elia El-Darzi, Evdokia Sotirova, Ilias Petrounias, Krassimir Atanassov, Panagiotis Chountas, Vassilis Kodogiannis, Generalized Nets in Artificial Intelligence. Volume 3: Generalized Nets, Relation Databases and Expert Systems, "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 2006, ISBN 978-954-322-150-9.
5. Anthony Shannon, Krassimir Atanassov, Daniela Langova-Orozova, Maciej Krawczak, Evdokia Sotirova, Pedro Melo-Pinto, Ilias Petrounias, Taekyun Kim, Generalized Net Modelling of University Processes, KvB Institute of Technology, Monograph 7, Australia, 2005, ISBN 0-9578457-5-8.
6. Krassimir Atanassov, Georgi Gluhchev, Stefan Hadjitodorov, Anthony Shannon, Vassil Vassilev, Generalized Net and Pattern Recognition, KvB Visual Concepts Pty Ltd, Monograph 6, Australia, 2003, ISBN 0-9578457-4-X.
7. Krassimir Atanassov, Hristo Aladjov, Generalized Nets in Artificial Intelligence. Volume 2: Generalized Nets and Machine Learning, "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 2000, ISBN 954-430-772-9.
8. Krassimir Atanassov, Generalized Nets in Artificial Intelligence. Volume 1: Generalized Nets and Expert Systems, "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 1998, ISBN 954-430-538-6.
9. Krassimir Atanassov, Generalized Nets and Systems Theory, "Professor Marin Drinov" Academic Publishing House, Bulgaria, 1997, ISBN 954-430-521-1.
10. Krassimir Atanassov (ed.), Applications of Generalized Nets, World Scientific, Singapore, 1993, ISBN 981-02-0667-4
11. Красимир Атанасов, Въведение в теорията на обобщените мрежи, изд. Понтика-Принт, Бургас, 1992
12. Krassimir Atanassov, Generalized Nets, World Scientific, Singapore, 1991, ISBN 978-981-02-0598-0