Еколого-технологічна Підсистема N

Еколого-техиолшічиа підсистема z

Еколого-технологічна підсистема З

Еколого-технологічна підсистема 1

^{] І І т—" і 1 І}

_-А

Рис. 3.4* Приклад ееаємодП елементів еколого-організаційної підсистеми ЄЄС

До складу еколого-організаційної підсистеми EEC входять органи координації та управління зрошувальними системами EEC, електроенергетичними комплексами, промисловими джерелами забруднень тощо. Для такої підсистеми характерна наявність різнорідної інформації, яка циркулює всередині їх.

3.6. Характеристика рівнів задач, які розв'язуються під час системного дослідження складних формалізованих систем.

Розглянемо комплекс задач аналізу СФС і прийняття рішень, що

визначають їх поведінку. У результаті систематизації цих взаємозалежних

задач можна одержати чотири-рівневу ієрархічну структуру (рис. 3.5).

4-Й рівень

(ОПР)

Прийняття рішень ОПР:

₁

♦ багатоцільовий аналіз + евристичне оцінювання результатів експертної системи, даних моніторингу, станів усіх підсистем, умов функціонування СФС

3-й рівень

Системний аналітик

Інформаційне забезпечення:

« узгодження різновидів інформації;

« добування і відображення даних та знань

(створення БД, БЗ); * створення експертних систем; » вироблення рекомендацій для організаційних

підсистем СФС

2-й рівень

Системний аналітик

_І

Інтерпретація

Кількісний аналіз:

• оптимізація спостережень;

• оцінювання стану;

ф ідентифікація параметрів; » моделювання;

• прогнозування;

• ідентифікація джерела;

• керування СФС

Якісний аналіз:

« нечітке моделювання;

♦ нечітке прогнозування; « логічне моделювання;

» семантігчио-фізичне моделювання;

* експертне оцінювання, передбачення, імітаційне моделювання

_і

1-й рівень

Натурні випробування, моніторинг.

• вивчення СФС як об'єкта системного аналізу;

• вбирання кількісної інформації;

• збирання семантичної інформації

Організаційні заходи:

♦ вплив на СФС;

* вплив на систему спостережень

Рис 3.5. Системний аналіз СФС та прийняття рішень щодо тх функціонування

и

(О) =5

Складна формалізовна система

„ 3.7. Задачі першого рівня СФС.

| На цьому рівні вивчають СФС як об'єкт системного аналізу, на підставі

чого розв'язують задачі збирання, обробки та оцінювання інформації про ^ СФС, а також задачі оперативного і технологічного впливу на процеси

одержання інформації та впливи на СФС.

Вивчення СФС як об'єкта системного аналізу має на меті одержати основні теоретичні знання про об'єкт. їх можна одержати, вивчивши фізико-хімічні, економічні, соціальні та інші процеси, що лежать в основі функціонування СФС, завдяки проведенню цілеспрямованих і запланованих експериментів, ретельному пасивному вивченню поведінки об'єкта. Результатом цієї діяльності мають бути рекомендації щодо побудови системи знань про об'єкт, а також найкращої організації збирання й обробки кількісної та якісної інформації, яка буде основою для аналізу функціонування і прийняття необхідних рішень.

Збирання кількісної інформації спрямоване на одержання найінформативніших вибірок вимірюваних полів параметрів СФС. На цьому етапі також збирають якісну семантичну інформацію у формі суб'єктивних даних, одержуваних від експертів, що мають великий досвід у вивченні СФС, із метою суттєвого поповнення доступної для аналізу СФС інформації.

Підсистема організаційних і технологічних впливів призначена для цілеспрямованої зміни поведінки і характеристик СФС та підсистем збирання, обробки й оцінювання інформації про СФС.

Технологічні впливи реалізуються як керуючі впливи на СФС і підсистему збирання кількісної та якісної інформації. Тип і характеристики цих впливів визначають на другому рівні підсистеми якісного та кількісного аналізу.

Технологічні впливи на підсистему збирання, обробки й оцінювання інформації про СФС здійснюються за результатами реалізації задач другого рівня ієрархії (комплекси задач якісного аналізу і прийняття рішень та кількісного аналізу і управління), наприклад задач оптимізації спостережень, задач логічного прийняття рішень, задач про найкращу стратегію спостережень тощо.

Організаційні впливи реалізуються як комплекси організаційних заходів стосовно підсистеми збирання інформації про СФС. Тип і характеристики

[]^5) зазначених впливів визначаються на 2 і 4-му рівнях підсистемами якісного (семантичного) і кількісного аналізів (2-й рівень), а також їх визначає ОПР (4-й рівень). Зазначимо, що підсистема семантичного аналізу впливає на

(£з) розглянуту підсистему опосередковано — через підсистему кількісного

щ аналізу.

и

3.8. Задачі другого рівня СФС. На цьому рівні розв'язують задачі якісного і кількісного аналізу та підготовки до прийняття рішень щодо цілеспрямованої зміни поведінки СФС, а також управління системою натурних випробувань.

В основі цього рівня системи знаходяться підсистеми кількісного та якісного аналізу-Одержані в результаті аналізу та обробки кількісні дані є вихідними для розв'язання комплексу задач моделювання і управління технологічними підсистемами. Кількісний аналіз, прогноз поведінки, відшукання та реалізація оптимальних відповідно до заданих критеріїв

_{т 7«}

режимів функціонування технологічних підсистем СФС можна виконати, наприклад методами математичної фізики та обчислювальної математики з урахуванням стохастичних факторів.

Приклади основних задач, що розв'язуються цією підсистемою для фізичних по і процесів, такі:

1. розміщення (проектування) джерел фізичних полів і процесів;

2. управління фізичними полями і процесами;

3. управління вимірюваннями фізичних полів і процесів (оптимізація спостережень),

4. оцінювання джерел фізичних полів і процесів;

5. оцінювання параметрів фізичних полів і процесів;

6. моделювання, оцінювання і прогнозування станів фізичних полії» і процесів. Розв'язки кожної із наведених задач використовують для інших задач як вихідну інформацію, або вона має самостійне значення. Взаємозв'язок задач і методів управління складними технологічними підсистемами показано на рис. 3.6.

Вимірювальна інформація

Процес

Вимірювання

Програма керування схемою розміщення

Розміщення джерел

Керування процесом вимірювання

Система

оптимізації

вимірювань

Керування процесом

Оцінювання параметрів

□

Оцінювання джерела

Моделювання, оцінювання, прогнозування

Інформація про поточний і прогнозований стани

О)

_ї

О)

Програма оптимального Інформація про джерела Інформація

керування фізичних поля і процесів про параметри

Рис 3.6. Взаємозв'язок задач і методів управління складними технологічними підсистемами. В основу кожної з наведених задач покладено задачу моделювання. Методологічно зазначені задачі зводяться до прямих або обернених задач математичної фізики.

Ці задачі розв'язують, ґрунтуючись на таких методах: теорії математичної фізики; теорії оптимального управління розподіленими системами; теорії розподіленої фільтрації; методах групового врахування аргументів; розподілу і дуальності різних скінченнорізницевих та скінченноелементних методах обчислювальної математики тощо.

Очевидно, що наведені задачі кількісного аналізу дуже складні. Для контролю коректності їх розв'язків зазвичай не можна використовувати точні математичні методи, скажімо, теореми існування та єдності розв'язків для задач, що описуються диференціальними рівняннями, або апарат статистичного аналізу для статистичних моделей. Тому для «осмислювання» результатів розв'язання задач кількісного аналізу створю­ють підсистему якісного (семантичного) аналізу, яка дає змогу одержати результати на основі одночасного використання відповідного математичного апарату й експертного оцінювання.

У межах якісного аналізу розглядають такі основні групи задач:

1. експертне оцінювання, передбачення, імітаційне моделювання;

2. нечітке моделювання, оцінювання, прогнозування;

3. логічне моделювання, логічне оцінювання;

4. якісно-фізичне моделювання, оцінювання, вироблення рекомендацій щодо прийняття рішень.

Підсистема якісного аналізу «підживлюється» інформацією з БД першого рівня і передає інформацію на третій рівень — підсистемі інформаційного забезпечення прийняття рішень. Вироблені керуючі впливи передають на перший рівень через підсистему кількісного аналізу і управління. Крім того, наявна кількісна інформація, якій надано семантичний вигляд шляхом «розмивання» або зведення до предикатного вигляду, поряд із неформалізованою семантичною інформацією та інформацією про стан технологічних складових слугує основою для розв'язання задач моделювання організаційної підсистеми СФС і управління ними.

О)

3.9. Задачі третього рівня СФС. (02) На цьому рівні, який є програмно-технологічним інструментарієм для °_ ОПР, виконують узгодження різнорідної інформації кількісного і якісного (О характеру, добування відображення знань і даних за допомогою відповідних БД і БЗ, створення експертних систем і вироблення рекомендацій для організаційних підсистем СФС. Слід зазначити, що принциповий недолік кількісних методів дослідження щодо організаційних підсистем СФС — це нездатність оперувати семантичними поняттями. Це означає, ЩО інформація в організаційних підсистемах може мати як кількісне відображення, так і відображення у вигляді семантичних оцінок числових параметрів за допомогою значень лінгвістичних змінних, висловлювань тощо. При цьому відбувається узгодження зазначеної різнорідної інформації і зведення ЇЇ до одного вигляду.

Для розв'язання задачі узгодження і зведення інформації до одного вигляду її відображають у деякій універсальній формі за допомогою так

(О) званих лінгвістичних змінних (ЛЗ) або предикатів. Отриману в такому вигляді інформацію обробляють за допомогою спеціальних математичних методів моделювання, прогнозування, передбачення або управління, сформульованих у нечіткій постановці. Обробляючи інформацію, подану в універсальному вигляді, за допомогою зазначених методів, створюють БД і БЗ, що є основою експертних систем, які використовує людина для формування рішень на четвертому рівні ієрархічної структури (див. рис. 3.6).