Введение к работе
Представленная диссертационная работа посвящена развитию методов построения регрессионных прогнозирующих моделей в условиях неопределенности, совершенствованию метода интерполяции сигналов, основанного на применении функций отсчета Котельникова, а также особенностям применения указанных методов при создании и функционировании систем мониторинга и управления.
Актуальность проблемы. В настоящее время техногенное
воздействие человека на окружающую среду таково, что может
привести к непоправимым последствиям для природы. Поэтому
особое внимание общество уделяет экологическим проблемам. Из
опыта преодоления последствий экологических катастроф известно,
сколь значительны средства и время, необходимые для
восстановления. В этих условиях актуальной является задача
получения своевременной информации об экологической ситуации,
прогноз ее развития и, возможно, корректировка или управление
взаимодействием человека и природы. Практическая реализация
указанных мероприятий может быть произведена путем создания
систем мониторинга и управления. і
Другим важным применением мониторинговых систем является исследование экономических процессов. Необходимость получения своевременной и достоверной информации о них ни у кого не вызывает сомнений. Развитие рыночных отношений в стране породило большое количество заинтересованных в такой информации субъектов - предпринимателей, руководителей предприятий и органов государственного управления, различные общественные движения.
Еще одна область, остро нуждающаяся в системах мониторинга и управления - социальные процессы. В связи с происходящей в стране переориентацией экономики происходит расслоение общества, другие процессы, для исследования которых необходимы мониторинговые системы.
Вместе с тем, системы мониторинга и управления -относительно новое направление в исследованиях различных процессов, еще нет в достаточном, количестве данных о функционирующих в настоящее время системах. Особенности мониторинговых систем предъявляют определенные требования к применяемым методам сбора, хранения и обработки информации. Не всегда выполняются предпосылки применения того или иного метода. Применение же методов без должных на то оснований ведет
к получению неадекватных процессу описаний и принятию неверных решений.
В этих условиях актуальной является задача усовершенствования известных и (или) разработка новых методов и подходов.
Целью диссертации является разработка методологии
построения и функционирования мониторинговых систем, развитие
методов интерполяции, основанных на применении функций отсчета
Котельникова, создание^ процедур построения прогнозирующих
регрессионных моделей сложных процессов . в условиях
зашумленности входных и выходных данных. - ,
Для,;достижения .поставленной цели в работе решались следующие задачи:. :^ :-^, ,;.. .
-
Разработка,_-_<фцейЛ\методологии построения систем мониторинга и управления распределенными системами.
-
Разработка метода интерполяции сигналов, основанного на использовании , функций отсчета Котельникова, позволяющего повысить точность восстановления или снизить затраты на получение информации при сохранении прежней точности.
-
Развитие методов восстановления непрерывных сигналов для случая неравноотстоящих отсчетов.
-
Создание процедуры получения регрессионных прогнозирующих моделей с интервальной оценкой выходной величины.
Методы исследования ; основаны на применении теории вероятностей, математической статистики, регрессионного анализа, теории представления сигналов, теории самоорганизации моделей, идентификации сложных;...систем, методов математического программирования. В работе наряду с аналитическими методами активно использовались экспериментальные - моделирование на ЭВМ, апробация на конкретных примерах.
Достоверность научных положений и выводов подтверждается проведенными вычислительными экспериментами на ЭВМ, публикациями, результатами практической реализации.
Научная новизна,. -^.-. .^.,.:,.,. <:.
-
Разработана .методология лостроения систем мониторинга и управления,.позволяющая проводить часть исследований не в реальном масштабе времени..:
-
Обобщены; методы восстановления непрерывного сигнала, основанные на применении функций отсчета Котельникова. По сравнению .с известными» предлагаемый метод позволяет повысить точность: восстановления (в смысле
среднеквадратичного критерия) при одинаковом числе отсчетов.
-
Предложен оригинальный метод восстановления непрерывных сигналов по неравноотстоящим отсчетам.
-
Разработан алгоритм построения регрессионных прогнозирующих моделей, дающий интервальную оценку выходной величины.
Практическая ценность. Разработанные методы отличаются универсальностью и могут быть использованы в различных областях.
Для реальных объектов получены таблицы и графики распределения интенснвностеи сигналов, а также модели для прогноза.
Результаты исследований используются в учебном процессе в Майкопском государственном технологическом институте при подготовке инженеров-механиков по математическому моделированшо. Все результаты исследований подтверждаются актами о внедрении.
Реализаиия результатов. Предложенные в диссертации алгоритмы и методы практически реализованы:
Метод построения прогнозирующих моделей с интервальной оценкой выходной величины:
-
при обработке результатов наблюдений за интенсивностью транспортных потоков г-Майкопа;
-
при построении математической модели прогнозирования цен "потребительской корзины" основных продуктов питания, а также прогнозы цен на ряд товаров рынка на период до одного года. Результаты прогнозов приняты к внедрению в комитете по статистике Майкопского района Республики Адыгея;
Метод интерполяции, основанный на применении функций отсчета Котельникова:
-
при проектировании гидроцилиндров манипуляторов на Майкопском машиностроительном заводе. Интерполировалась зависимость коэффициента податливости от давления рабочей жидкости гидроцилиндра.
-
в учебном процессе Майкопского государственного технологического института.
Необходимые акты о внедрении имеются.
Апробаиия работы. Основные теоретические и практические результаты изложены в докладах на научно-методических конференциях Майкопского государственного технологического института (МГТИ) 1997-98гг., на научно-практической конференции Кубанского государственного аграрного университета (КГАУ), на
научных семинарах кафедры "Машины и аппараты пищевых
производств" МГТИ, кафедры ' вычислительной техники и
автоматизированных систем управления Ростовского
государственного университета путей сообщения (РГУПС).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах и научных отчетах по НИР: "Построение системы мониторинга АООТ "Российский инсулин", "Программно-математическое и техническое обеспечение мониторинга и управления распределенными системами" единого заказ-наряда Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации, "Идентификация состояния рыночной среды предприятий" гранта фонда фундаментальных исследований экономики Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 115 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 29 рисунков, 87 наименований библиографических источников.
