Технология интеграции моделей системной динамики и ГИС

• Автор: Федоров, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОСТРАНСТВЕННОРАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ

1.1. Природнопромышленные системы

1.2. Применение технологий проектирования программного

обеспечения в задачах интеграции имитационных моделей

1.3. Средства моделирования общего назначения

1.4. Средства моделирования специального назначения

и примеры их применения

1.5. Актуальность интеграции моделей системнодинамических

моделей и пространственнораспределенных данных

1.6 Выводы
2. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ИНТЕГРАЦИИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ
И СИСТЕМНОДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
2.1. Формализованное описание компонентов интегрированной среды
2.2. Интегрированная геоинформационная система динамического моделирования
2.3. Отношения элементов в интегрированной системе
2.4 Выводы
3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛИ ГИСДМ
3.1. Варианты построения интегрированной модели ГИСДМ
3.2. Выбор варианта реализации модели ГИСДМ
3.3. Системнодинамические микромодели
3.4. Интеграция моделей на программном уровне
3.5 Выводы
4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ ИНТЕГРАЦИИ
4.1. Программная система поддержки интеграции моделей системной динамики и моделей пространства
4.2. Приложения программной системы
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Концепция систем поддержки принятия решений (СГТПР) включает целый ряд средств, объединенных общей целью — способствовать принятию рациональных и эффективных управленческих решений. Один из вариантов работы системы принятия решений - предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР) программных инструментов, позволяющих проанализировать результаты данного решения на модели. Особую роль здесь играет форма представления этих результатов, от которой во многом зависит, какое будет принято решение. В частности решения многих вопросов в сфере ППС можно представить как пространственно-зависимые, которые целесообразно представлять в виде соответствующих карт, схем и топологических планов. Существуют коммерческие и свободно-распространяемые (бесплатные) программные средства, которые включают в себя имитационные подсистемы и подсистемы представления результатов на электронной карте, и которые в принципе могут быть использованы в качестве СППР для определенного класса задач. Однако закрытость архитектуры и высокая стоимость коммерческих продуктов страничивают их адаптируемость и широкое использование. С другой стороны, открытые программные продукты не обладают достаточной функциональностью для решения задач в среде ППС. Существует масса способов и программных средств для построения имитационных моделей, в том числе обладающих мощным инструментарием визуализации результатов. Однако для работы с ними необходимо обладать навыками программиста, чего зачастую нельзя требовать от специалистов в областях, для которых строятся модели. В настоящее время отмечается рост уровня требований к экологическому и экономическому обоснованию производственных и управленческих решений, влияющих на различные аспекты функционирования природно-технических комплексов (ПТК) или природно-промышленных систем (ППС). По причине невозможности проведения экспериментальных воздействий на реальных объектах основным методом прогнозирования и поведения подобных систем служит моделирование. Под природно-промышленной системой понимается функциональная единица техносферы (видоизмененной человеком природной среды), представляющая собой комплекс хозяйственных и промышленных объектов (промышленная среда), находящийся во взаимосвязи с окружающей природной средой. В этой системе имеет место обмен веществом, энергией и информацией, взаимное влияние и воздействие элементов. Компонентом, определяющим структуру экосистемы, как правило, является промышленный объект. Принципиальным различием между природными и промышленными объектами является то, что структура и поведение первых непосредственно не зависят от воли человека, в том числе и лица, принимающего решения (ЛПР). Таким образом управлять в подобных системах можно только техническими объектами с учетом воздействия этого управления на природные объекты Г1ПС []. Моделирование таких объектов с достаточной для получения практических результатов полнотой заставляет рассматривать их как сложные пространственно-распределенные динамические системы с переменной структурой, множественными внешними и внутренними связями. При построении моделей таких систем необходимо учитывать разнообразные информационные и финансовые, материальные, энергетические потоки. Одной из целей такого моделирования может быть поиск (для заданного набора начальных условий) предпочтительной структуры реализации технических объектов, обеспечивающей требуемые характеристики их функционирования при приемлемом состоянии природных объектов []. Другой целью может служить прогнозная оценка использования ППС, ретроспективный анализ и поиск причин возникновения аварийных ситуаций. Современное развитие компьютерной техники позволило создавать мощные имитационные системы, которые используются, в том числе и для построения моделей ППС. Различные подходы, цели и задачи моделирования предопределяют использование разработчиками разнообразного теоретического и программного инструментария. Примерами таких средств являются геоинформационная технология (ГИС) и методология системной динамики (СДМ).