Введение к работе
Актуальность теин. Проблема рационального использования водных ресурсов, разработка мероприятий по обеспечении требуемого распределения и контроля расхода воды является вааной государственной задачей. В реализации этих задач большая роль принадлежит современным автоматизированный геоинфорыационныы мониторинговым системам (АГИМС) использующим в настоящее время дистанционные средства сбора информации о земных покровах и акваториях водных бассейнов, которые позволяют оперативно формировать наборы данных о пространственно-временном распределении различных параметров природных объектов и, в частности, о функционировании водных систем.
Одним из важных аспектов функционирования АГИМС является воз-мокность прогнозирования состояния исследуемой среды и предуп-рендения о нежелательных изменениях ее характеристик. Реализация такой функции возмозна при использовании достаточно широко развитого математического обеспечения, включавшего комплексы математических моделей изучаемых явлений.
Роль водохозяйственных систем на современном этапе непрерывно возрастает, поскольку вода является необходимым ресурсом для развития промышленности и сельского хозяйства. Однако теоретические основы определения надежности водохозяйственных систем разработаны недостаточно. При определении наденности в системах водохозяйственного назначения наряду с чисто техническими аспектами надежности различных механизмов и систем, определяемыми физическими свойствами, долгий быть учтены природные факторы, имеющие стохастический характер.
Ввиду стохастического характера надежности можно применять методы теории вероятностей и математической статистики при определении всех составляющих факторов надежности, к которым относятся работоспособность, безотказность, интенсивность от-
казов и долговечность систем.
Исследование этих явлений основывается на предпосылке о случайном характере отказов, для предотвращения которых необходимо знание теоретических и практических причин и закономерности их появления и развития.
Исследование причин отказов водохозяйственных систем возыов-но с применением данных дистанционных и контактных измерений с использованием методов мониторинга имитационного моделирования.
Наиболее плодотворным подходом для этой цели является сочетание имитационного моделирования и мониторинга, т.к. модель дает основу для объективного анализа всей получаемой информации и позволяет оперативно планировать необходимые измерения. В этом случае удается во многих ситуациях снять ограничения, связанные с применением только статистических методов, и значительно сократить обьем необходимых измерений.
Следует отметить также, что эффективное решение вышеуказанных проблем невозмоЕно без широкого внедрения в практику исследований автоматизированных систем сбора, хранения и обработки данных на базе современных ЭВМ.
Б связи со сказанным выше, исследование, проведенное в данной работе, представляется актуальный.
Цельо диссертационной работы является разработка автоматизированной системы для оценки надеаности геоинформационных мониторинговых систем водохозяйственного назначения с применением методов математической статистики и имитационного цоделирования.
Научная новизна.В настоящей работе:
предловена и обоснована структура автоматизированной геоинформационной мониторинговой системы водохозяйственного назначения;
впервые получены оценки надеаности водохозяйственных систем на совокупности факторов с различными плотностями распределения ( для трех случайных величин );
впервые получены оценки надеаности АГИНС на основе теории
потенциальной эффективности
- предложен метод формирования баз данных гидрологических рядов на базе СУБД Fox Pro.
Практическая ценность. Выводы и рекомендации сформулированные в диссертации, а также алгоритмическое и программное обеспечение АГИМС, могут найти практическое применение при обработке данных не только гидрологических рядов, но и для автоматизации экспериментов другого профиля. Средства организации и ведения автоматизированного банка гидрологических данных легко адаптируются к другим приложениям.
Развитая в работе методика обработки гидрологических рядов применена для данных района Болгарии, полученных на основе договора о научно-техническом сотрудничестве между ИРЭ РАН и Институтом электроники БАН (г.София ).
Диссертация выполнялась в соответствии с планами ИРЭ'РАН (НИР "Прогноз", "Процесс" ). а также по НИР "Разработка методики обслуживания, поиска и размещения информации в интегрированной системе баз данных в интересах геофизики, океанологии, экологии, исследования глобальных изменений природной среды, климата и биосферы на основе спутниковых систем", выполненная по заказу Минестерства науки и технической политики РФ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Разработанный автоматизированный архив данных (являющийся ядром АГИМС) гидрологических рядов на базе СУБД Fox Pro и результаты тематической обработки гидрологических рядов позволяют получить достоверные оценки надежности водохозяйственных систем.
-
Разработанная методика определения совместного распределения более двух случайных величин имеющих различные плотности распределения позволяющая определить надежность водохозяйственных систем на совокупности разных факторов.
-
Методика получения оценки надежности АГИМС на основе теории потенциальной эффективности сложных систем.
Апробация работы и публикации. Результаты, полученные в диссертации, докладывались на международном симпозиуме " Инаенерная экология -9І " (Звенигород. Москва, 1991 г.). на XLXII научной сессии, посвященной Дни радио (Москва, 1992 г.), на научно-технической конференции "Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука, прмыиленность, рынок" (Рязань, 1992 г.), на междуна-родном симпозиуме " Проблемы экоинформатики " (Звенигород, Москва
-
г.) и$на международной конференции " Проблемы космического и подспутникового мониторинга территории Казахстана " (Алма-Ата,
-
г.).
По материалам диссертации опубликовано ? работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.
