Лабораторная работа 2 Прогнозирование аномальных ситуаций в больших системах

Цель лабораторной работы: научить студентов разрабатывать ситуационные структурно-параметрические модели, на основе которых можно прогнозировать состояние работы сложных систем.

Объем в часах – 2 часа

Часть 3. Разработка ситуационных структурно-параметрических моделей, матриц аномального состояния

Задание 1 . Разработать ситуационную модель.

Разрабатывают ситуационную модель путем умножения априорно известной матрицы взаимосвязей c_ij; на диагональную матрицу отклонений ∆х_j ∆_jk -показателей состояния ∆x₁, …, ∆x_n, получаем ситуационную структурно-параметрическую модель процесса в текущий момент:

( 3 )

где – вектор текущих относительных отклонений;

x_ij, x_ij⁰ – фактическое и эталонное значение j-го параметра в i-й группе;

∆x_ik⁰ – предельно допустимое отклонение от нормы.

Элементы главной диагонали ситуационной матрицы отображают текущие отклонения ∆х_i наблюдаемых факторов от заданных значений, а недиагональные – вклады ∆х_j , в отклонение ∆х_i, с упорядочиванием по строкам всех априорно известных причин отклонения ∆х_i , а по столбцам – возможных следственных влияний отклонений ∆х_i на другие параметры.

Задание 2. Разработать матрицу аномального состояния системы.

Пояснение: матрицу аномального состояния можно получить путем умножения относительных отклонений ∆х_i на соответствующие элементы C_ij ; столбцов матрицы связей. В результате получаем ситуационную модель процесса ( в любой предметной области ) в числовой матричной форме. С помощью полученной матрицы при отклонениях параметров состояния системы от стандартных или нормативных значений решается задача диагностики причин путем анализа элементов строк и выбора максимального по модулю коэффициента влияния в строке отклонившегося показателя или параметра.

Часть 4. Прогнозирование состояния и установление диагноза функционирования большой системы.

Задание 1. Спрогнозировать поведение системы на основе табличных данных предыдущих заданий, cоставить программу расчета по представленному алгоритму на рис. 5. Провести анализ состояния системы при изменении и влиянии различных параметров.

Ситуационные модели, разработанные в заданиях 1 и 2 части 3 позволяют прогнозировать состояние системы и оценивать возможность достижения заданных показателей выходных параметров при различных параметрических аномалиях процесса и среды.

Алгоритм прогнозирования заключается в выявлении причинно-следственных последствий отклонений тех или иных параметров процесса от установленных норм, путем сравнения элементов столбцов ситуационной матрицы. Таким образом, можно прогнозировать влияние отклонения каждого фактора и выявить причинно-следственные последствия функционального воздействия тех или иных параметров процесса.

Задание 2. Провести процедуру диагноза, используя при этом данные и результаты предыдущих заданий.