Nauka i badania

Krassimir Atanassov, Lyubka Doukovska, Janusz Kacprzyk, Maciej Krawczak, Jan Owsiński, Vasil Sgurev, Eulalia Szmidt, Sławomir Zadrożny: 2022 IEEE 11th International Conference on Intelligent Systems (IS), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 12-14 Oct.2022, 978-1-6654-5656-2, ss.

Krassimir Atanassov, Vassia Atanassova, Janusz Kacprzyk, Andrzej Kałuszko, Maciej Krawczak, Jan Owsiński, Sotir Sotirov, Evdokia Sotirova, Eulalia Szmidt, Sławomir Zadrożny: Uncertainty and Imprecision in Decision Making and Decision Support: New Advances, Challenges, and Perspectives: Selected papers from BOS-2020, held on December 14-15, 2020, and IWIFSGN-2020, held on December 10-11, 2020 in Warsaw, Poland, Springer, 2022, 978-3-030-95928-9, 448ss.

Janusz Kacprzyk, Sławomir Zadrożny: A novel approach to hierarchical contextual bipolar queries: A winnow operator approach, w: Control and Cybernetics, 2022, Vol. 51 (2), s. 267-283.

Streszczenie

W pracy proponuje się nowe podejście do bipolarnych zapytań do baz danych, które obejmują warunki konieczne (wymagane) oraz opcjonalne (pożądane), połączone za pomocą niekonwencjonalnego operatora agregacji „and possibly”, uwzględniającego kontekst. Przykładem jest zapytanie: „znajdź domy, które są tanie i o ile to możliwe – w porównaniu z innymi domami w mieście – blisko stacji kolejowej”. Wykorzystuje się interpretację bipolarnych zapytań opartą na operatorze winnow. Zakłada się, że zapytanie użytkownika zawiera terminy, które nie odnoszą się bezpośrednio do atrybutów (kolumn tabel w relacyjnej bazie danych) i muszą zostać zdekodowane przy użyciu koncepcji hierarchii zapytań, prowadzącej do zapytań zawierających terminy bezpośrednio powiązane z wartościami atrybutów. Jako ilustrację przedstawiono przykład dotyczący rynku nieruchomości.

Janusz Kacprzyk, Yuriy Kondratenko, Jorge Hernandez Hormazabal, Gia Sirbiladze, Alexander V. Bozhenyuk, Eulalia Szmidt, Sławomir Zadrożny, Jan Owsiński: A Fuzzy Multistage Control Model for Stable Sustainable Agricultural Regional Development, chapter in: Peng Shi, Jovan Stefanovski, Janusz Kacprzyk (eds.): Complex Systems: Spanning Control and Computational Cybernetics: Applications Dedicated to Professor Georgi M. Dimirovski on his Anniversary, Springer, Cham, Studies in Systems, Decision and Control, 2022, ISBN: 978-3-031-00977-8, s.299-329

Streszczenie

Proponuje się dalsze rozszerzenie wieloetapowego rozmytego modelu sterowania stabilnym i zrównoważonym rozwojem rolnictwa regionalnego, które obejmuje dodatkową możliwość odzwierciedlenia wymogu stabilności. Wymóg ten odpowiada wyraźnej preferencji interesariuszy dotyczącej ograniczonej zmienności kluczowych wskaźników i parametrów rozwojowych. Przedstawia się zastosowanie rozmytego programowania dynamicznego do rozwiązania problemu, w którym wiele istotnych aspektów — w szczególności wskaźniki jakości życia — podlega zarówno obiektywnym ocenom (ze strony władz), jak i subiektywnym ocenom (ze strony mieszkańców), ściśle związanym z ludzką percepcją i zdolnościami poznawczymi. Model ten zostaje następnie uzupełniony o wymóg ograniczonej zmienności kluczowych wskaźników, parametrów itp. Dla ilustracji przedstawiono prosty przykład, w którym celem jest określenie najlepszej (optymalnej) polityki inwestycyjnej w różnych scenariuszach rozwojowych, z uwzględnieniem zarówno obiektywnych, jak i subiektywnych ocen.

Janusz Kacprzyk, Jan Owsiński, Eulalia Szmidt, Sławomir Zadrożny: Fuzzy Linguistic Summaries for Human Centric Analyses of Sustainable Development Goals (SDG) Related to Technological Innovations, chapter in: Jose Luis Verdegay, Julio Brito, Carlos Cruz (eds.): Computational Intelligence Methodologies Applied to Sustainable Development Goals , Springer Nature Switzerland, Studies in Computational Intelligence, 2022, ISBN:

978-3-030-97343-8, s.19-35

Streszczenie

Rozważa się 17 Celów Zrównoważonego Rozwoju (SDGs), których realizacja jest kluczowa zarówno dla całego świata, jak i poszczególnych państw. Ocena stopnia osiągnięcia celów i zadań zawartych w SDGs obejmuje ludzkie osądy, preferencje, intencje itp., które są specyficzne dla człowieka i często mogą być wyrażane w języku naturalnym i obarczone nieprecyzyjnością. Proponuje się wykorzystanie opartych na logice rozmytej lingwistycznych podsumowań danych do oceny i analizy zarówno istoty SDGs, jak i stopnia ich realizacji. Taka forma jest spójna z ludzkim sposobem postrzegania, ponieważ wykorzystuje język naturalny — jedyny w pełni naturalny środek artykulacji i komunikacji dla człowieka. Pokazuje się zastosowanie lingwistycznych podsumowań danych do analizy innowacji i innowacyjności, które są explicite uwzględnione w dziewiątym celu zrównoważonego rozwoju (SDG 9). Ze względu na to, że innowacje są istotne dla wszystkich SDGs, zaproponowane podejście znajduje zastosowanie również przy analizie pozostałych celów.

Hannu Nurmi, Janusz Kacprzyk, Sławomir Zadrożny: Voting Systems in Theory and Practice, chapter in: Tomasz Szapiro, Janusz Kacprzyk (eds.): Collective Decisions: Theory, Algorithms And Decision Support Systems, Springer, Cham, Studies in Systems, Decision and Control, Vol. 392, 2022, ISBN: 978-3-030-84996-2, s.3-16

Streszczenie

Oczekuje się zwykle, że procedury głosowania są zgodne z postulatami teorii wyboru społecznego. W praktyce są one jednak w dużej mierze pomijane przy projektowaniu i analizie reguł głosowania. W pracy przedstawia się kilka istotnych paradoksów głosowania oraz wyniki teoretyczne wskazujące na niezgodności między różnymi postulowanymi własnościami procedur wyborczych. Choć większość innowacji w zakresie reguł głosowania nie opiera się na wynikach teorii wyboru społecznego, jedna z nowszych propozycji czerpie z niej inspirację. Krótko ocenia się tę procedurę głosowania i podkreśla się znaczenie kompleksowej analizy porównawczej różnych reguł oraz

Piotr Holnicki, Andrzej Kałuszko and Zbigniew Nahorski:Scenario analysis of air quality improvement in Warsaw, Poland, by the end of the current decade. Atmosphere13, 1613., 2022 https://doi.org/10.3390/atmos13101613

Jarosław Stańczak, Jan W. Owsiński: Evolutionary k-Means Clustering Method with Controlled Number of Clusters Applied to Determine the Typology of Polish Municipalities, in: Atanassov, K.T., et al. Uncertainty and Imprecision in Decision Making and Decision Support: New Advances, Challenges, and Perspectives. IWIFSGN BOS/SOR 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 338. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-95929-6_33, str. 436–446, 2022.

Streszczenie

Uzyskanie metody grupowania elementów danych w szereg kategorii w zależności od wartości łatwych do interpretacji parametrów, dających możliwość regulowania w pewnym stopniu poziomu szczegółowości podziału danych (liczby, rozmiaru i lokalizacji wykrytych klastrów), stało się impulsem do opracowania ewolucyjnej metody k-means i zbadania jej właściwości w powiązaniu z danymi testowymi, zawierającymi kilka ważnych parametrów opisujących polskie gmin. Przedstawiona metoda opiera się na powszechnie znanym podejściu k-means, które w połączeniu z algorytmem ewolucyjnym i pewnymi łatwymi do uzyskania informacjami na temat grupowanych danych pozwala na uzyskanie adaptacyjnej metody klasteryzacji danych. W przedstawianej metodzie stopień szczegółowości wykrywanych grup danych można łatwo dostosować za pomocą jednego parametru. W zależności od wartości tego parametru metoda daje bardziej szczegółowe lub bardziej zgrubne klasteryzacje danych, wykrywając więcej lub mniej centrów klastrów. Ten kluczowy parametr, swoisty „zoom” zależy od pewnych geometrycznych cech klasteryzowanych danych i oczekiwań użytkownika i może być dobrany z zakresu 0,0-1,0 (małe wartości parametru dają podział bardziej szczegółowy, większe bardziej zgrubny). Oczywiście możliwe jest generowanie różnych podziałów przy użyciu klasycznej metody k-means, po prostu określając różną liczbę klastrów do wykrycia, ale w połączeniu z metodą ewolucyjną i pewnymi informacjami o danych klastrowanych możliwe jest wykonanie tego bardziej efektywnie i z dodatkową interpretacją wyników. W artykule przedstawiono ewolucyjną adaptacyjną metodę k-means, rozważane dane i uzyskane tą metodą wyniki w porównaniu z wynikami prezentowanymi w literaturze przez zajmujących się tą tematyką naukowców.

Jan W. Owsiński, Cristian Ciurea, Florin G. Filip, Jarosław Stańczak: Students’ Forward Thinking – An Analysis of Cultural Divides Through the ‘Reverse Clustering’, in: Atanassov, K.T., et al. Uncertainty and Imprecision in Decision Making and Decision Support: New Advances, Challenges, and Perspectives. IWIFSGN BOS/SOR 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 338. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-95929-6_28, str. 369–380,  2022.

Streszczenie

W artykule przedstawiono analizę danych zebranych na temat ścieżki edukacyjnej studentów, z wykorzystaniem metody „odwrotnego grupowania” (ang. reverse clustering). Wyniki zinterpretowano w kontekście działań crowdsourcingowych, podjętych przez autorów i respondentów ankiety w celu wyodrębnienia istotnych danych dla krajów objętych badaniem. Uzyskane i przedstawione w niniejszym artykule wyniki wskazują, że profile kulturowe respondentów mają duży wpływ na odpowiedzi związane z perspektywami edukacyjnymi i zawodowymi studentów.

Jan W. Owsiński,  Cristian Ciurea, Jarosław Stańczak: Analyzing Cultural Biases through the ‘Reverse Clustering’ Approach: The Reality and the Interpretation, Procedia Computer Science 199(2), str. 130–91317, 2022.

Streszczenie

Artykuł poświęcony jest szczegółowej analizie danych, pochodzących z próby opinii zebranych od studentów uniwersytetu, dotyczących ich doświadczeń edukacyjnych i korzystania z nowoczesnych mediów wspomaganych przez technologie informatyczne. Analiza przeprowadzona jest z wykorzystaniem podejścia „klasteryzacji odwrotnej” (ang. reverse clustering). W niniejszym artykule jesteśmy przede wszystkim zainteresowani różnicowaniem opinii wzdłuż linii potencjalnych uwarunkowań kulturowych, rozszerzając nasze wcześniejsze badania w tej kwestii. Ma to bardzo duże znaczenie z perspektywy potencjalnego wykorzystania takich opinii w próbach crowdsourcingu lub podobnego wykorzystania internetowego zbioru koncepcji i idei. W niniejszym artykule omawiamy aspekty wyników, dostarczonych przez podejście „klasteryzacji odwrotnej”, kładąc główny nacisk na rolę określonych zmiennych w kształtowaniu widocznych podziałów kulturowych w zbiorach opinii. Zatem ocenia się zarówno charakter tych podziałów, jak i potencjalne zastosowanie „klasteryzacji odwrotnej”.

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzykand Paweł Bujnowski: Similarity measures for Atanassov’s intuitionistic fuzzy sets: some dilemmas and challenges. Control and Cybernetics, vol. 51 (2022) No. 2 pages: 249-266., 2022

DOI: 10.2478/candc-2022-0016

Streszczenie

Omawiamy wybrane aspekty miar podobieństwa w kontekście intuicjonistycznych zbiorów rozmytych Atanassova (w skrócie IFSs). IFSs zaproponowane w 1983 roku stanowią stosunkowo nowe narzędzie modelowania i symulacji, a ze względu na swoją konstrukcję stawiają przed nami nowe wyzwania w zakresie definiowania miar podobieństwa. W szczególności twierdzimy, że same odległości nie są właściwą miarą podobieństwa dla IFSs. Podkreślamy rolę braku wiedzy dotyczącej elementów (opcji, decyzji itp.) oraz wskazujemy znaczenie elementów przeciwstawnych (dopełniających). Zwracamy również uwagę na to, że mówienie o podobieństwie nie jest uzasadnione w sytuacji, gdy nie dysponuje się wystarczającą wiedzą o porównywanych obiektach lub elementach. Przedstawione zostają także pewne nowe miary podobieństwa.

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzyk: Atanassov's Intuitionistic Fuzzy Sets Demystified. In: Davide Ciucci, Inés Couso, Jesús Medina, Dominik Slezak, Davide Petturiti, Bernadette Bouchon-Meunier, Ronald R. Yager:Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems - 19th International Conference, IPMU 2022, Milan, Italy, July 11-15, 2022, Proceedings, Part I, pp 517-527. Communications in Computer and Information Science 1601, Springer 2022, ISBN 978-3-031-08970-1. 

Streszczenie

Niektóre zagadnienia związane ze zbiorami Atanassova (IFSs) nie są jasno wyjaśnione przez część badaczy, a pewne nieporozumienia wynikają z przytaczania niektórych wniosków z pominięciem założeń przyjętych na początku rozważań matematycznych. W efekcie część badaczy traktuje IFS jako równoważne (w tym kontekście należałoby raczej użyć terminu „ekwipolentne”) z rozmytymi zbiorami o wartościach przedziałowych. Jest to jednocześnie poprawne i niepoprawne. Istota problemu tkwi w założeniach przyjętych na początku rozważań prowadzących do danego wniosku. Naszym celem jest pokazanie czytelnikowi, że mechaniczne wykorzystywanie wniosków bez zwracania uwagi na założenia, które do nich prowadzą, nie jest (i nigdy nie było) uzasadnione. Innymi słowy, podkreślamy, że różne modele mogą prowadzić do różnych wniosków, dlatego traktowanie określonych wniosków (wyrwanych z kontekstu i założeń) jako jedynych poprawnych nie jest uzasadnione. Niestety taka sytuacja ma miejsce w przypadku IFS. Celem niniejszej pracy jest jej wyjaśnienie.

Eulalia Szmidt,Janusz Kacprzyk and Paweł Bujnowski: Ranking of Alternatives Described by Atanassov’s Intuitionistic Fuzzy Sets – A Critical Review. 2022 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE), 2022, pp. 1-7.

doi: 10.1109/FUZZ-IEEE55066.2022.9882874.

Streszczenie

W niniejszej pracy przypominamy i poddajemy krytycznej analizie kilka metod porządkowania intuicjonistycznych alternatyw rozmytych. Analizujemy je z punktu widzenia uzyskiwanych rezultatów oraz porównujemy, biorąc pod uwagę ich bardzo sugestywne reprezentacje geometryczne. Okazuje się, że większość z tych metod — z wyjątkiem jednej — ma podobne reprezentacje geometryczne. W przypadku tej ostatniej metody rozszerzamy założenia przyjęte w jej oryginalnej wersji o dodatkowe założenie — uzasadnione i naturalne, choć dotychczas niewyrażone wprost. W rezultacie uzyskujemy jaśniejszą interpretację wzorów występujących w rozszerzonej wersji metody, ponieważ argumenty za, przeciw oraz wahanie są w niej explicite uwzględnione. Taka przejrzystość jest istotna dla użytkownika, gdyż nie istnieje porządek liniowy wśród intuicjonistycznych alternatyw rozmytych, co powoduje konieczność przyjęcia dodatkowych założeń podczas porządkowania elementów. Zagadnienia te są omówione, a ich ilustrację stanowią przedstawione przykłady.

Piotr Holnicki, Andrzej Kałuszko and Zbigniew Nahorski:A Projection of Environmental Impact of a Low Emission Zone Planned in Warsaw, Poland. Sustainability2023, 15(23), 16260; https://doi.org/10.3390/su152316260

Janusz Kacprzyk, Sławomir Zadrożny: Contextual Bipolar Database Queries: A Conjunctive and Disjunctive Perspective, in: Cengiz Kahraman, Irem Ucal Sari, Basar Oztaysi, Selcuk Cebi, Sezi Cevik Onar, A. Cagri Tolga (eds.): Intelligent and Fuzzy Systems: Intelligence and Sustainable Future Proceedings of the INFUS 2023 Conference, Volume 1, Springer, Lecture Notes in Networks and Systems, Vol. 758, 2023, ISBN:978-3-031-39773-8, s. 3-10 Conference: 5th International Conference on Intelligent and Fuzzy Systems (INFUS 2023), 2023-08-22 - 2023-08-24

Streszczenie

Rozszerza się wcześniej zaproponowane przez autorów podejście do bipolarnych zapytań do baz danych, umożliwiające wykorzystanie warunku koniecznego (wymaganego, obowiązkowego) oraz warunku opcjonalnego (pożądanego), połączonych niekonwencjonalnym operatorem agregacji „i, jeśli to możliwe”. Przykładem jest zapytanie: „znajdź dom, który jest niedrogi i — jeśli to możliwe — położony blisko transportu publicznego”, w którym „i, jeśli to możliwe” nie jest tradycyjnym spójnikiem koniunkcji. Najpierw rozszerza się tę formułę o kontekst, ilustrowany zapytaniem: „znajdź domy, które są niedrogie i — jeśli to możliwe, w porównaniu z innymi domami w mieście — znajdują się blisko transportu publicznego”. Wykorzystuje się logiczną reprezentację operatora „i, jeśli to możliwe...”, ale rozważa się także  inne podejścia, w szczególności oparte na operatorze winnow. Ponadto przedstawia się nową formułę kontekstowego zapytania bipolarnego, ilustrowanego przykładem: „znajdź dom, który jest niedrogi lub — jeśli to niemożliwe, w porównaniu z innymi domami w mieście — jest nowy”. Wskazuje się na inkluzywny i ekskluzywny charakter tych dwóch sformułowań.

Piotr Wasilewski, Janusz Kacprzyk, Sławomir Zadrożny: On some concept lattice of social choice functions, in: Maria Ganzha, Leszek Maciaszek, Marcin Paprzycki, Dominik Ślęzak (eds.): Proceedings of the 18th Conference on Computer Science and Intelligence Systems: FedCSIS 2023, Warsaw, Poland, September 17-20, 2023, Polskie Towarzystwo Informatyczne, Annals of Computer Science and Information Systems, Vol. 35, 2023, ISBN:

978-83-967447-8-4, s. 1197-1203 Conference: 18th Conference on Computer Science and Intelligence Systems (FedCSIS 2023), 2023-09-17 2023-09-20

Streszczenie

Funkcja wyboru społecznego, czyli procedura głosowania, jest jednym z kluczowych pojęć w naukach politycznych. Określa ona na podstawie preferencji głosujących wyrażone względem zbioru kandydatów pewien podzbiór (czasem jednoelementowy) kandydatów, którzy mogą być uznani za zwycięzców procedury wyborczej. Artykuł koncentruje się na zastosowaniu metod teorii Formal Concept Analysis (FCA) do badania funkcji wyboru społecznego. Konstruuje się kraty pojęć dla wybranego zbioru funkcji wyboru społecznego, charakteryzowanych przez posiadanie pewnych własności uznawanych za istotne. Omawia się zagadnienia związane z redukowalnością (w sensie FCA) zarówno obiektów, jak i atrybutów, a także nieredukowalnością pojęć obiektowych i pojęć atrybutowych oraz implikacji atrybutowych. Analizuje się również kształt skonstruowanej kraty pojęć dla rozważanego podzbioru funkcji wyboru społecznego, która w pewnych fragmentach wykazuje wyjątkowo regularną strukturę z perspektywy teorii krat.

Piotr Wasilewski, Janusz Kacprzyk, Sławomir Zadrożny: Reduction of Binary Attributes: Rough Set Theory Versus Formal Concept Analysis, in: Andrea Campagner, Oliver Urs Lenz, Shuyin Xia, Dominik Ślęzak, Jarosław Wąs, Jing Tao Yao (eds.): Rough Sets: International Joint Conference, IJCRS 2023, Krakow, Poland, October 5–8, 2023, Proceedings, Springer , Lecture Notes in Computer Science, Vol. 14481, 2023, ISBN: 978-3-031-50958-2, s. 46-61 Conference: International Joint Conference on Rough Sets 2023 (IJCRS 2023), 2023-10-05 - 2023-10-08

Streszczenie

Artykuł porównuje pojęcia redukcji atrybutów binarnych w teorii zbiorów przybliżonych (RST) oraz redukcji atrybutów unarnych, czyli dychotomicznych, w teorii Formal Concept Analysis (FCA). Przedstawia się podstawy obu teorii wraz z krótkim omówieniem elementów teorii przestrzeni zbiorów, która w artykule służą jako wspólna platforma porównawcza. Następnie prezentuje się wybrane wyniki dotyczące redukcji atrybutów binarnych w RST oraz redukcji atrybutów w FCA. Charakteryzuje się niezależność zbiorów atrybutów binarnych w RST za pomocą zupełnych algebr zbiorów generowanych przez całkowicie nieredundantne rodziny zbiorów. Następnie, wykorzystując zupełne algebry zbiorów oraz relacje nierozróżnialności względem rodzin zbiorów, analizuje się pewne rodziny atrybutów FCA. W końcowej części przedstawia się kontekst formalny (w sensie FCA), dla którego dowodzi się, że redukcja atrybutów binarnych w RST oraz redukcja atrybutów unarnych w FCA prowadzą do tych samych rezultatów.

Barbara Mażbic-Kulma, Jan W. Owsiński, Jarosław Stańczak, Aleksy Barski, Krzysztof Sęp: Evolutionary k-means Graph Clustering Method to Obtain the hub&spoke Structure for Warsaw Communication System, Communication Papers of the 18th Conference on Computer Science and Intelligence Systems, M. Ganzha, L. Maciaszek, M. Paprzycki, D. Ślęzak (eds). ACSIS, Vol. 37, http://dx.doi.org/10.15439/2023F9176, str. 295–300, 2023.

Streszczenie

Metoda k-means jest jedną z najczęściej stosowanych metod klasteryzacji ze względu na swoją efektywność i łatwość modyfikacji. Niniejszy artykuł przedstawia jej modyfikację zastosowaną do klasteryzacji w grafach. Metodę przedstawiono na przykładzie generowania struktury Hub & Spoke (H&S) na grafie połączeń transportu publicznego w Warszawie. Optymalizacja transportu publicznego jest jednym z najważniejszych zadań dużych miast. Sprawny system transportowy jest bardzo ważny dla jego mieszkańców. Jednym z możliwych rozwiązań jest wprowadzenie idei Hub&Spoke do systemu komunikacyjnego. W tym podejściu istotne jest wykrycie głównych stacji, zwanych węzłami (hubami), które utworzą osie połączeń dużych prędkości (pociągi miejskie, metro, szybkie tramwaje), z których pasażerowie będą przesiadać się na wolniejsze połączenia lokalne, aby dotrzeć do stosunkowo bliskich miejsc docelowych (stacje typu spoke). W prezentowanym podejściu proponujemy znalezienie lokalizacji takich głównych stacji przesiadkowych za pomocą specjalizowane ewolucyjnego algorytmu wykorzystującego do tego celu metodę k-means.

Barbara Mażbic-Kulma, Jan W. Owsiński, Jarosław Stańczak, Aleksy Barski, Krzysztof Sęp: Using the Hub and Spoke Structure to Improve the Organization of Public Transport in Warsaw, in: Atanassov, K.T., et al. Uncertainty and Imprecision in Decision Making and Decision Support - New Advances, Challenges, and Perspectives. IWIFSGN BOS/SOR 2022. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 793. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-45069-3_27, str. 296–310, 2023.

Streszczenie

Duże aglomeracje miejskie wymagają sprawnego systemu transportu. Jest to istotne w czasach, gdy życie w mieście wymaga częstych dojazdów do pracy, szkoły, na zakupy, rekreację i odpoczynek. Niestety, nie można tu polegać na transporcie indywidualnym, gdyż ten, choć bardzo wygodny, szybko prowadzi do korków w mieście. Dobrym rozwiązaniem jest tu odpowiednio zaprojektowany, sprawny transport publiczny. Sam transport publiczny nie gwarantuje jednak dobrej komunikacji, ważne jest zapewnienie odpowiednich możliwości przesiadkowych i szybkiego dojazdu do dogodnych punktów przesiadkowych. Jedną z idei, która mogłaby być szczególnie odpowiednia do projektowania połączeń transportu publicznego, jest rozwijana od lat 70. XX wieku, zwłaszcza w transporcie lotniczym idea „piasta i szprycha” (Hub and Spoke, H&S). Wydaje się, że idea ta, przynajmniej w ogólnym ujęciu, będzie tu stosunkowo łatwa do użycia. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie szybkie środki transportu miejskiego (metro, szybka kolej miejska, kolej podmiejska, tramwaje dużych prędkości) powinny być wykorzystywane jako swego rodzaju szkielet, struktura połączeń węzłów komunikacyjnych dużej prędkości i pojemności, do których dowożeni są pasażerowie, a wolniejsze środki transportu (autobusy, tramwaje) powinny być w dużej mierze wykorzystywane do transportu osób do tych węzłów komunikacyjnych z innych komponentów systemu. W niniejszej pracy proponujemy lokalizację takich głównych stacji przesiadkowych, wykorzystując niektóre aspekty metody H&S, stosując specjalizowany algorytm ewolucyjny do analizy rzeczywistego systemu transportu miejskiego na podstawie publicznie dostępnych rozkładów jazdy pojazdów Warszawskiego Transportu Publicznego.

Jarosław Stańczak, Krzysztof Sęp, Jan W. Owsiński: Ewolucyjne metody znajdowania struktur typu "kernel & shell" w grafie połączeń, Instytut Badań Systemowych PAN, Warszawa, 2023, ISBN: 978-83-89475-66-4.

Streszczenie

Książka zawiera opis ewolucyjnych i hipergrafowych metod stosowanych do przekształcania grafów połączeń komunikacyjnych, reprezentujących systemy logistyczne, do łatwiejszych w opisie, analizie i projektowaniu postaci "kernell & shell" i "hub & spoke". Książka przedstawia wiele przykładów tego typu transformacji zarówno na podstawie danych grafów wygenerowanych sztucznie, jak i przykład wykorzystania praktycznego na podstawie danych o komunikacji miejskiej dla Warszawy. Książka liczy 209 stron.

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzykand Paweł Bujnowski: Identification of a sufficient number of the best attributes in the intuitionistic fuzzy models. Notes on Intuitionistic Fuzzy Sets, Volume 29 (2023), Number 2, pages 144–156.

Streszczenie

Redukcja wymiarowości modeli, czyli wskazanie jedynie niezbędnej liczby zmiennych wejściowych (atrybutów, cech), stanowi istotne zadanie umożliwiające efektywne działanie różnych algorytmów. Niniejsza praca jest kontynuacją naszych wcześniejszych badań nad nową metodą selekcji atrybutów w modelach, wykorzystującą intuicjonistyczne zbiory rozmyte Atanassova. Rozważamy problemy klasyfikacyjne, dążąc do wskazania zredukowanej liczby atrybutów przy jednoczesnym zachowaniu zadowalających wyników. Analizujemy wcześniej zaproponowaną metodę w sposób bardziej szczegółowy, porównując jej skuteczność z dobrze znaną metodą ekstrakcji cech, jaką jest analiza głównych składowych (Principal Component Analysis, PCA), oraz z powszechnie stosowaną metodą selekcji atrybutów wykorzystującą tzw. współczynnik przyrostu informacji (Gain Ratio). Nasze rozważania ilustrujemy, wykorzystując dane testowe pochodzące z repozytorium UCI Machine Learning Repository.

Grażyna Szkatuła, Maciej Krawczak: Bidirectional Comparison of Nominal Sets, Asymmetry of Proximity. Springer, 2024.

Streszczenie

Autorzy proponują nowatorską miarę bliskości między dwoma zbiorami elementów nominalnych. Miara ta opisuje zmiany w pierwszym zbiorze po dodaniu drugiego zbioru lub zmiany w drugim zbiorze po dodaniu pierwszego zbioru. Należy zauważyć, że miara ta nie jest symetryczna, co oznacza, że zaburzenie pierwszego zbioru na drugi zbiór może być inne niż zaburzenie w kierunku przeciwnym. Wprowadzona miara wpływu zbioru pozwala na bezpośrednie traktowanie obiektów opisanych atrybutami o wartościach nominałowych. Rozważane są zbiory zwyczajne, multizbiory, zbiory rozmyte oraz zbiory rozmyte intuicjonistyczne. Książka jest przeznaczona dla profesjonalistów z dziedziny data science, filozofów, a także psychologów, którzy zmagają się z praktycznymi problemami, w których nie można pominąć asymetrii bliskości obiektów. Zastosowanie proponowanych miar zaburzenia między porównywanymi obiektami może być bardzo ważne w eksploracji danych lub eksploracji zasobów internetowych.

Zbigniew Nahorski,Piotr Holnicki and Andrzej Kałuszko: Towards Air Quality Protection in an Urban Area—Case Study. Atmosphere2024, 15(9), 1106;
https://doi.org/10.3390/atmos15091106

R. Bun, G. Marland, T. Oda, L. See, E. Puliafito, Z. Nahorski, M. Jonas, V. Kovalyshyn, I. Ialongo, O. Yashchun, Z. Romanchuk (2024) Tracking unaccounted greenhouse gas emissions due to the war in Ukraine since 2022. Science of the Total Environment, 914, 169879, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.169879

Jarosław Stańczak: Efficient Selection Methods in Evolutionary Algorithms, Computer Science 25(1), DOI: 10.7494/csci.2024.25.1.5330, str. 95–122. 2024.

Streszczenie

Algorytmy ewolucyjne naśladują pewne elementy teorii ewolucji. Przetrwanie osobników i możliwość posiadania potomstwa odgrywają ogromną rolę w procesie ewolucji naturalnej. Proces ten nazywa się selekcją naturalną. Mechanizm ten odpowiada za eliminację słabych członków populacji i daje możliwość rozwoju dobrym osobnikom. Algorytm ewolucyjny – przykład ewolucji w środowisku komputerowym – wymaga również metody selekcji, komputerowej wersji selekcji naturalnej. Powszechnie stosowane standardowe metody selekcji stosowane w algorytmach ewolucyjnych zazwyczaj wywodzą się z natury i preferują konkurencję, losowość i pewien rodzaj „walki” między osobnikami. Jednak środowisko komputerowe znacznie różni się od natury. Populacje komputerowe osobników są zazwyczaj niewielkie i łatwo ulegają przedwczesnej zbieżności do lokalnych ekstremów. Aby uniknąć tej wady, komputerowe metody selekcji muszą mieć inne cechy niż dobór naturalny. W komputerowych metodach selekcji losowość, walka i konkurencja powinny być kontrolowane lub modyfikowane, aby działały w pożądanym zakresie. W niniejszej pracy zaproponowano kilka nowych metod selekcji osobników: kilka rodzajów selekcji mieszanej, selekcję interwałową i selekcję tabu. Przedstawiono również zalety zaimplementowania ich ich w algorytmie ewolucyjnym na przykładach opartych na problemach poszukiwania maksymalnej α-kliki i TSP w porównaniu z tradycyjnie uważaną za bardzo efektywną selekcją turniejową, uważaną za nieefektywną selekcją proporcjonalną (ruletkową) i podobnymi klasycznymi metodami.

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzyk, Vassia Atanassova and Paweł Bujnowski: Intuitionistic fuzzy sets in group decision making – A novel approach. Notes on Intuitionistic Fuzzy Sets Print ISSN 1310–4926, Online ISSN 2367–8283 2024, Volume 30, Number 2, 101–112 DOI: 10.7546/nifs.2024.30.2.101-112

Streszczenie

Wykorzystujemy naturalne własności intuicjonistycznych zbiorów rozmytych (w skrócie IFS) do reprezentowania argumentów za, przeciw oraz braku wiedzy dotyczących różnych opcji/alternatyw, wspomagając proces podejmowania decyzji, w szczególności podejmowania decyzji grupowych. Przedstawiamy nowe podejście. Nie porównujemy opcji/alternatyw parami ani nie wykorzystujemy miar odległości. Zaproponowane podejście jest przejrzyste i łatwe do zrozumienia dla decydentów. Nowa metoda wskazuje najlepszą opcję poprzez ich uporządkowanie (ranking).

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzyk, Pawel Bujnowski, Janusz T. Starczewski, Agnieszka Siwocha: Ranking of Alternatives Described by Atanassov's Intuitionistic Fuzzy Sets - Reconciling Some Misunderstandings. J. Artif. Intell. Soft Comput. Res. 14(3): 237-250 (2024).

Streszczenie

Intuicjonistyczne zbiory rozmyte Atanassova (IFSs) stanowią bardzo wygodne narzędzie do opisu alternatyw/opcji w procesie podejmowania decyzji, ponieważ umożliwiają naturalną reprezentację argumentów za, przeciw oraz wahania. IFSs wzbudziły znaczne zainteresowanie i znalazły zastosowanie w wielu dziedzinach. Oczywiście ich wykorzystanie wiąże się również z pewnymi wyzwaniami. Jednym z głównych wyzwań jest porządkowanie alternatyw/opcji opisywanych za pomocą intuicjonistycznych zbiorów rozmytych, zwanych dla zwięzłości intuicjonistycznymi alternatywami rozmytymi. Jest to zagadnienie kluczowe, zwłaszcza z punktu widzenia zastosowań, na przykład w podejmowaniu decyzji. W pierwszej kolejności szczegółowo przedstawiamy i analizujemy zalety metody zaproponowanej przez nas wcześniej (por. Szmidt i Kacprzyk [1]). Dla tej metody rozszerzamy pierwotne założenia o dodatkowe założenie, które jest uzasadnione i z natury rzeczy racjonalne. W rezultacie otrzymujemy wzory lepiej uzasadnione niż te stosowane wcześniej, gdyż w sposób jawny uwzględniają one argumenty za (pro), przeciw (con) oraz wahanie. Ponieważ intuicjonistycznych alternatyw rozmytych nie można uporządkować liniowo, konieczne jest przyjęcie dodatkowych założeń w procesie porządkowania. Odnosimy się do tych zagadnień oraz analizujemy przykłady w celu wyjaśnienia naszego nowego podejścia. Badamy również inne metody omawiane w literaturze oraz analizujemy uzyskiwane przez nie wyniki, pokazując, że nowe założenia pozwalają rozwiązać niektóre nieporozumienia pojawiające się w tych pracach.

Krassimir T. Atanassov, Vassia Atanassova, Janusz Kacprzyk, Andrzej Kałuszko, Maciej Krawczak, Jan Owsiński, Sotir S. Sotirov, Evdokia Sotirova, Eulalia Szmidt, Sławomir Zadrożny: Uncertainty and Imprecision in Decision Making and Decision Support - New Advances, Challenges, and Perspectives. Selected Papers from the IWIFSGN-2023 -Twenty First IWIFSGN Held on October 20, 2023 in Warsaw, Poland, Springer , 2025, 978-3-031-99177-6, 275ss.

Piotr Holnicki, Zbigniew Nahorski,Andrzej Kałuszko and Joanna Horabik-Pyzel:Warsaw (Poland) Air Quality in a Period of Energy Transition. Atmosphere2025, 16(12), 1359; https://doi.org/10.3390/atmos16121359

Jan W. Owsiński, Jarosław Stańczak, Przemysław Śleszyński, Rafał Wiśniewski: Modeling Socio-economic Phenomena: Some Critical Thoughts and a Positive Example,  in book: Proceedings of 23rd International Conference on Informatics in Economy (IE 2024), 24, Springer Singapore, DOI: 10.1007/978-981-96-0161-5_24, str. 27–7288, 2025.

Streszczenie

Artykuł przedstawia ogólne przemyślenia na temat modelowania zjawisk i procesów społeczno-ekonomicznych oraz problemów związanych z takim modelowaniem. W szczególności poruszono kwestię niezawodności i weryfikowalności modeli. Poruszono aspekty danych i metodologii, a także teorię. Na tym tle pokazano proste ćwiczenie modelowania migracji w Polsce na poziomie gmin. Dla danych dotyczących około 2500 polskich gmin na przestrzeni 20 lat w XXI wieku zbudowano podstawowe modele, oparte na fundamentalnej hipotezie związku między stopą bezrobocia a przepływami migracyjnymi. Wykazano, że hipoteza ta nie tylko potwierdza się, nawet przy dużej różnorodności rozbieżności, ale także pozwala na wyciągnięcie całkiem prawdopodobnych wniosków z uzyskanych wyników, co prowadzi również do głębszych analiz.

Jan W. Owsiński, Jarosław Stańczak, Przemysław Śleszyński, Rafał Wiśniewski: Cluster-wise modelling: some issues considered through the example of migrations at municipality level in Poland, Control and Cybernetics, 54(4), str. 450–480, 2025.

Streszczenie

Artykuł przedstawie wstępne wyniki prac nad modelowaniem według skupień migracji w Polsce na poziomie gmin. Pokazano zasady eksperymentu, opartego na zasadach znanego algorytmu k-means oraz wstępne wyniki przeliczeń. Sformułowano wnioski, które maja szersze znaczenie niż tylko dla tego przypadku modelowania.

Eulalia Szmidt, Janusz Kacprzyk, and Paweł Bujnowski. k-NN intuitionistic fuzzy classifier. Notes on Intuitionistic Fuzzy Sets. Print ISSN 1310–4926, Online ISSN 2367–8283, 2025, Volume 31, Number 4, 496–51, DOI: 10.7546/nifs.2025.31.4.496-510. (Scopus)

Streszczenie

The k-NN (k-Nearest Neighbor) classifier is one of the commonly used classifiers. We present a modification of this classifier based on Atanassov’s intuitionistic fuzzy sets (IFSs, for short). We show, using benchmark data from UCI Machine Learning Repository, that the classifier we propose achieves very good results.

Janusz Kacprzyk, Piotr Wasilewski, Sławomir Zadrożny: FCA Based Preference Representation for Supporting Consensus Reaching, chapter in: Beata Zielosko, Rafał Doroz, Ireneusz Czarnowski, Janusz Kacprzyk, Jacek Mańdziuk (eds.): Advances in Artificial Intelligence Research: Proceedings of the 6th Polish Conference on Artificial Intelligence, PP-RAI 2025, Katowice, Poland, 7-9 April, 2025, Springer , Lecture Notes in Networks and Systems, Vol. 1599, 2026, ISBN: 978-3-032-04196-8, s.345-357

Streszczenie

Celem jest wykorzystanie teorii Formal Concept Analysis (FCA) do wspierania procesu podejmowania decyzji opartego na consensusie. Przyjmuje się standardow scenariusz, w którym grupa ekspertów wyraża swoje preferencje względem zbioru opcji, reprezentowane w formie relacji preferencji. Zwykle preferencje te początkowo znacznie się różnią, a eksperci są zachęcani do dyskusji, aby zbliżyć swoje opinie. FCA — w szczególności pojęcie krat pojęć — wydaje się obiecującym narzędziem do analizy preferencji i rekomendowania zmian prowadzących do osiągnięcia consensusu. Jednak najpierw relacje preferencji muszą zostać przekształcone do postaci kontekstu formalnego w sensie FCA. W artykule proponuje się dwa podejścia do takiego przekształcenia, analizuje się właściwości powstałej w ten sposób kraty pojęć oraz wskazuje się sposoby, w jakie może ona wspierać proces dochodzenia do consensusu.

Grażyna Szkatuła, Maciej Krawczak: A multi-criteria decision problem based on information uncertainty conveyed by intuitionistic interval-valued fuzzy sets. Control and Cybernetics, in press.

Streszczenie

W wielokryterialnym problemie decyzyjnym, reprezentowanym przez intuicjonistyczne zbiory rozmyte o wartościach przedziałowych, których nie można prawidłowo uszeregować liniowo, nie zawsze jest możliwe odpowiednie oszacowanie niepewności informacji za pomocą miary skalarnej jednostopniowej. Analizujemy cztery różne sposoby kwantyfikacji niepewności informacji, z użyciem miary ogólnej i trzech rodzajów miar kierunkowych. Ocenę różnych rodzajów niepewności informacji przeprowadza się w kontekście hipotetycznych i możliwych zmian stopnia przynależności i nie-przynależności dla danego stopnia wahania elementu w zbiorze (tj. w kategoriach dopuszczalnych zmian w ocenie niepewności informacji). Takie podejście pozwala uwzględnić asymetryczny charakter oceny zmian niepewności informacji, postrzeganych w realnym świecie fizycznym z perspektywy człowieka. Proponujemy metodę rangowania dla alternatyw/opcji (osobno dla każdego rodzaju niepewności informacji), która dodatkowo pozwala uwzględnić poziom pewności informacji w procesie wyboru najlepszej alternatywy. Analizujemy przykłady mające na celu zilustrowanie naszego podejścia i pokazujemy, że pozwala ono na analizę alternatyw z czterech uzupełniających się perspektyw w oparciu o niepewność informacji, czego nie potrafią obecnie stosowane metody. Przedstawiamy przykład ilustrujący porównanie naszych wyników z wybranymi wynikami z literatury.

Grażyna Szkatuła, Maciej Krawczak:On uncertainty of information conveyed by intuitionistic fuzzy sets. In: Proceedings of Twenty Third International Workshop on Intuitionistic Fuzzy Sets and Generalized Nets, Warsaw 2025. Springer, in press.

Streszczenie

Nasza analiza dotyczy niepewności informacji przekazywanej przez intuicjonistyczne zbiory rozmyte. Proponowana funkcja oceny intuicjonistycznego zbioru rozmytego opiera się na obszarze niepewności, reprezentowanym jako dopuszczalny zakres wyrażony przez wszystkie możliwe kombinacje stopni przynależności i nieprzynależności elementu do zbioru, przy ustalonym stopniu wahania. Takie podejście pozwala na ilościową ocenę niepewności informacji, interpretowanej jako nieprobabilistyczna miara informacji. Tekst uzupełniono przykładami ilustracyjnymi, ułatwiającymi zrozumienie, oraz bogatą literaturą przedmiotu.

Grażyna Szkatuła, Maciej Krawczak: On directional quantitative assessment of information uncertainty conveyed by interval-valued intuitionistic fuzzy sets. Advanced Soft Computing, in press.

Streszczenie

W niniejszym artykule zaproponowano nowe ramy oceny dla intuicjonistycznych zbiorów rozmytych o wartościach przedziałowych, zaprojektowane do oceny niepewności informacji kierunkowej jako nieodłącznego aspektu informacji rozmytej. Podstawową koncepcją jest obszar niepewności, zdefiniowany jako dopuszczalna dziedzina, która uwzględnia możliwe hipotetyczne zmiany stopni przynależności i braku przynależności dla ustalonego stopnia wahania. Cały obszar niepewności informacji można podzielić na trzy podregiony, związane z różnymi typami zmian, tj. odpowiednio dotyczącymi braku przynależności, przynależności i ich kombinacji. Ten podział pozwala na analizę zmieniającej się niepewności informacji z trzech różnych perspektyw, które nie są równoważne z punktu widzenia ludzi. Sformułowano ilościową ogólną funkcję oceny i kierunkowe funkcje oceny oparte na podobszarach niepewności informacji. Po normalizacji takie funkcje oceny przyjmują wartości od 0 do 1 i stanowią nieprobabilistyczną miarę ogólną oraz kierunkowe miary niepewności informacji. Ponadto, opracowano metodę rankingową opartą na pewności zbiorów, wykorzystując proponowane funkcje oceny. Ta metodologia oferuje proste i geometrycznie intuicyjne narzędzie do kwantyfikacji niepewności, które może znaleźć zastosowanie w analizie decyzji, rozpoznawaniu wzorców i systemach opartych na wiedzy.