Методы и алгоритмы решения задачи оптимального расположения станций при развитии сетей геофизического мониторинга

• Автор: Трухачев, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ условий контроля геофизических источников.

1.1. В водные замечания

1.2. Источники геофизической информации.

1.3. Методы контроля источников геофизической информации

1.4. Существующее специальное программное обеспечение систем

геофизического мониторинга.

1.4.1. ii i

1.4.2. Программа .

1.5. Проблемы развития геофизических сетей

1.6. Выводы по первой главе.
Глава 2. Методики оценки возможностей средств геофизического мониторинга
2.1. Методика оценки возможностей сейсмических сетей
2.1.1. Назначение и исходные данные
2.1.2. Расчет вероятности обнаружения источников импульсного типа малой и сверх малой мощности.
2.1.3. Проверка алгоритма расчета на данных реальных наблюдений
2.1.4. Оценка вероятности обнаружения источников невзрывного типа
2.1.5. Расчет зон обнаружения геофизических объектов.
2.1.6. Алгоритм расчета вероятности обнаружения источников станцией сейсмического мониторинга
2.2. Методика оценки возможностей акустических сетей.
2.2.1. Оценка возможностей отдельного акустического средства.
2.2.2. Алгоритм расчета вероятности обнаружения источника станцией акустического мониторинга
2.3. Методика оценки возможностей магнитометрических сетей.
2.3.1. Оценка возможностей отдельной магнитометрической станции
2.3.2. Алгоритм расчета вероятности обнаружения источника станцией магнитометрического мониторинга
2.4. Анализ методик расчета.
2.4.1. Анализ методики оценки возможностей сейсмической станции но регистрации источника
2.4.2. Анализ методики оценки возможностей акустической станции по регистрации источника
2.4.3. Анализ методики оценки возможностей магнитометрической станции по регистрации источника.
2.5. Выводы по второй главе.
Глава 3. Постановка и решение оптимизационной задачи.
3.1. Постановка оптимизационной задачи
3.2. Выбор методов решения оптимизационной задачи.
3.3. Анализ методов поиска и решение оптимизационной задачи.
3.3.1. Метод НелдераМида.
3.3.2. Метод генетических алгоритмов
3.3.3. Метод ДавидонаФлэтчераПауэлла
3.3.4. Исследование целевой функции.
3.3.5. Выбор начальной точки поиска.
3.4. Выводы по третьей главе.
Глава 4. Анализ результатов оптимизации и специальное программное обеспечение.
4.1. Анализ результатов оптимизации конфигураций сетей.
4.2. Развитие существующей сети сейсмического мониторинга
4.3. Решение оптимизационной задачи для сети акустического
мониторинга.
4.4. Решение оптимизационной задачи для сети магнитометрического
мониторинга
4.5. Обзор специального программного обеспечения.
4.5.1. Обобщенная структура специального программного
обеспечения
4.5.2. Модуль построения карты источников и пунктов наблюдения
4.5.3. Модуль для определения зон обнаружения источников сигналов и
расчета вероятности обнаружения
4.6. Выводы по четвертой главе.
Заключение.
Список литературы


Поэтому в данной главе проводится анализ наиболее перспективных методов контроля источников геофизической информации с точки зрения построения методик оценки возможностей по их обнаружению станциями наблюдения, произведен выбор показателей. Обосновывается необходимость использования априорного метода оценок. Рассматриваются существующие проблемы развития геофизических сетей и специального программного обеспечения обработки информации в системах геофизического мониторинга. Из этого обзора можно сделать выводы об их достоинствах и недостатках. В последние годы резко изменились условия мониторинга геофизических источников на территории Российской Федерации. Это связано с участием России в международных договорах и проектах, предусматривающих взаимный обмен информацией, полученной станциями и сетями геофизического мониторинга. Поэтому если двадцать лет назад для контроля источников на территории РФ использовались глобальные сети, пункты наблюдения которых были иногда удаленны от источников на несколько тысяч километров, то сейчас, благодаря подписанным соглашениям, для мониторинга глобальные сети получили возможность использовать данные в ближней и региональной зонах (сотни и даже десятки километров от источника). Информация со станций международной системы мониторинга передается в международный центр данных, откуда она может быть получена любой страной участницей. Российская Федерация также получает возможность получения информации из этого центра, однако в данной работе вопрос о том, как эта информация может быть обработана, не рассматривается. S*iimk primary array (PS) Seismic primary thraaxompooant station (PS) ? Infrasoundstation (IS) 0lntarnatk>nalDataC«f>tra. Рис. Пояснения к Рис. На Рис. МСМ), созданная в рамках договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний [2]. Сейсмический мониторинг. Акустический мониторинг (инфразвук). Гидроакустический мониторинг. Мониторинг радионуклидов. Кроме станций МСМ, значительный объем геофизической информации поступает за рубеж со станций сейсмической службы РАН. Перечень данных станций приведен в Приложении Б. Такие значительные изменения в условиях мониторинга приводят к созданию и развитию методического аппарата, позволяющего оценить те возможности, которые появляются в этом случае для регистрации геофизических источников различного типа уже существующими станциями. Еще одной задачей, которую можно будет решить с помощью создаваемого методического аппарата, является задача создания новых сетей мониторинга и развитие уже существующих. Этот процесс создания и развития идет постоянно и крайне важной задачей является задача расположения станций наблюдений и оборудования их средствами контроля. Наличие методики, которая еще до создания станций и сетей наблюдения позволит оценить их возможности по регистрации геофизических источников, может оказать очень большую помощь в определении мест расположения станций и параметров приборов контроля, которыми станции должны быть оборудованы, чтобы выполнять поставленные задачи. Фактически речь идет о создании математического аппарата, который может быть использован в расчетах. В данной работе предлагаемые методики используются применительно к задаче разработки математических методов решения проблемы оптимального расположения станций геофизического мониторинга. При создании методик необходимо учитывать характер данных, поступающих в систему геофизического мониторинга, и источники, определяющие их значение. При этом источники изменения данных мониторинга целесообразно упорядочить в соответствии с приоритетом задач, которые ставятся перед геофизическим мониторингом. Кроме того, необходимо провести анализ существующей информационной технологии геофизического мониторинга, т. Источники геофизической информации можно разделить на две большие группы. Это источники естественного происхождения и техногенные источники. Ниже в таблице 1. В таблице кроме разделения на естественные и техногенные проведено разбиение источников на группы и подгруппы. Также указаны типы геофизических сигналов, которые фиксируются от данного типа источника, и параметры источников. Пояснения к таблице даны ниже. Акустические.