Стохастическое имитационное моделирование процессов оптимального распределения ресурсов при экологическом мониторинге

• Автор: Зорин, Михаил Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 97 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1, Стохастическая имитационная модель процесса

управления ресурсами компенсаторного типа

1.1. Краткий обзор работ по имитационному стохастическому моделированию в биологии и экологии
1.2. Описание моделируемого экологического объекта и методики применения имитационного компьютерного моделирования
1.3. Математическое описание исследуемого объекта постановка задачи о компенсации разладки.

Глава 2. Стохастической имитационной модели частично

наблюдаемой экологической системы с разладками

2.1. Описание моделируемой экологической системы и методики сопоставления системы со стохастической имитационной моделью.
2.2. Математическое описание объекта с разладками для задач мониторинга частичнонаблюдаемой а1регированной системы
Глава 3. Описание компьютерного имитационного
моделирования и анализ результатов экспериментов
3.1. Анализ математической и имитационной
моделей стохастических систем с компенсациями
разладок.
3.2. Анализ математической и имитационной моделей стохастических частичнонаблюдаемых систем с разладками
Заключение
Литература


Эти подходы хорошо зарекомендовали себя, но и предполагают развитие, в особенности для описания (и последующего на них управляющего воздействия) объектов с процессами (или структурой) допускающими значительные изменения параметров в случайные моменты времени - так называемые разладки. Исследования процессов, с изменяющимися в случайные моменты времени характеристиками (в моменты разладки), проводились во многих работах (см. А. Вальд, А. Н. Ширяев, М. Л. Николаев, Г. Робинс, С. Г. Васильченко). Следовательно, актуальным становится построение и развитие применимых инструментов для исследований и осуществления (практических) управляющих воздействий в различных системах. В связи с этим, разработанные в данной работе и используемые стохастических имитационных модели и методики их использования (реализованные также в виде комплекса программ), являются актуальными и имеют прикладное значение. В качестве объектов в работе рассмотрены агрегированная система экологического мониторинга водных биологических ресурсов и система взаимодействия при мониторинге взаимосвязанных и взаимодействующих агрегированных объектов - почвы и водных ресурсов. Разработанные математические модели позволяют распределять ограниченные ресурсы мониторинга для диагностирования ряда отклонений в работе данных систем, а также выявлять оптимальные уровни компенсаторных воздействий в условиях разладок. Целью диссертационной работы является адаптация стохастических имитационных моделей, их анализ и применение для построения механизмов распределения ресурсов компенсаторного типа, а также ресурсного обеспечения экологического мониторинга частично наблюдаемой экологической системы с разладками. В данной работе рассматриваются две модели для ресурсного обеспечения экологического мониторинга систем с разладками. Первая - это модель процесса распределения ресурсов компенсаторного типа для обеспечения эффективного экологического мониторинга агрегированной системы (водных биологических ресурсов) с известной динамикой исследуемых процессов. Целью работы также является разработка методик использования представленных стохастических имитационных моделей и алгоритмов, определяющих данные модели, и реализация их в виде комплекса программ на языке высокого уровня (Borland C++). Методики использования стохастического имитационного моделирования на основе стохастического агрегированного описания систем с разладками и комплексы программ, обеспечивающие их применение, разрабатываются на основе как существующих, так и модифицированных математических моделей в терминах стохастических дифференциальных уравнений (Р. Ш. Липцер, А. Н. Ширяев, A. A. Бутов и др. Определение параметров моделей осуществляется исходя из известной информации об объектах и с использованием методов оценивания. При разработке компьютерных моделей используются элементы теории разностных схем для случайных процессов. Достоверность результатов обеспечивается строгостью постановок задач, корректностью используемых математических моделей и экспериментальным подтверждением результатов применения описанных методов на основе стохастического имитационного моделирования. Все основные результаты настоящей диссертации являются новыми. Разработанная методика применения алгоритмов стохастического имитационного моделирования системы экологического мониторинга с разладками, а также соответствующий комплекс программ являются новыми. Работа носит прикладной характер. Теоретической значимостью обладают представленные методики разработки и применения алгоритмов оптимального распределения ресурсов при экологическом мониторинге на основе стохастического имитационного моделирования систем. Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что стохастические имитационные модели позволяют алгоритмы, реализующий их, представить в форме комплекса программ для практического применения при анализе данных и для оптимизации распределения ресурсов в условиях постоянной стохастичности и разладок. Стохастическая имитационная модель процесса распределения ресурсов компенсаторного типа ресурсного обеспечения экологического мониторинга. Стохастическая имитационная модель частично наблюдаемой экологической системы с разладками для задач экологического мониторинга.