Селін Юрій Миколайович. Системне оцінювання і прогнозування аномальних природних процесів марківського типу : Дис... канд. наук: 01.05.04 - 2009.
Анотація до роботи:
Селін Ю. М. Системний аналіз неперіодичних небезпечних екологічних процесів. — Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.04 — Системний аналіз і теорія оптимальних рішень. — ННК “Інститут прикладного системного аналізу” НТУУ «КПІ»,Київ, 2008.
У дисертаційній роботі на основі методів та підходів системного аналізу досліджуються різнотипні екологічно небезпечні процеси різної природи. Запропоновано класифікацію цих процесів, побудовано ієрархічну структуру системи інформаційного забезпечення управління та контролю екологічного становища. Особливу увагу приділено процесам, що в наслідок своїх дій можуть мати катастрофічні наслідки. Запропоновано підхід до ситуаційного аналізу екологічних процесів, який ґрунтується на використанні прихованих марковських моделей. Розроблена функціональна схема лінгвістичної системи розпізнавання образів, яка призначення для розв’язання задач ситуаційного аналізу в екології Вперше запропоновано алгоритм прогнозування поведінки екологічних процесів за допомогою модифікації методу „подібних траєкторій”. Виконано чисельні розрахунки часових залежностей міцності будівельних конструкцій при різних рівнях сейсмічної активності, а також динаміки напружено-деформованих станів Центральної Лівадійскої зсувної системи за різних ступенів обводнення зсувного масиву. На основі розроблених моделей, методів та алгоритмів реалізовано програмне забезпечення. Зроблено загальні висновки.
В дисертаційній роботі запропоновано нове вирішення проблеми оцінювання і прогнозування аномальних природних процесів марківського типу, що дозволяє з високим ступенем достовірності та обгрунтованості розпізнавати процеси, визначати їх параметри, отримувати прогноз поведінки процесів в майбутньому. У роботі отримано такі наукові та практичні результати.
На основі аналізу проблеми оцінювання і прогнозування аномальних природних процесів встановлено, що такі процеси — це підмножина складних фізичних систем, із усіма їхніми властивостями — відкритістю, динамічністю, унікальністю, слабкою формалізуємістю, багатокритеріальністю в контексті вибору рішень, невизначеністю, що зумовлено неповнотою або відсутністю знань про природу даного процесу, обмеженою можливістю математичного опису й обчислювальної реалізації, складністю в застосуванні технічних засобів виміру або керування, наявністю стохастичного або суб'єктивного факторів.
Розроблено системний підхід, який базується на розробці моделей, методів, прийомів розв’язання задач оцінювання і прогнозування аномальних природних процесів марковського типу і вирішення на його основі актуальних практичних задач.
Обґрунтовані і побудовані ієрархічна структура системи інформаційного забезпечення для керування і контролю екологічної обстановки, яка ґрунтується на принципах системного аналізу, а функціональні вимоги узгоджуються з сучасними можливостями математичного моделювання, прогнозування, представлення та використання отриманих результатів, а також ієрархічна структура інформаційної системи моніторингу, системного аналізу і прогнозування екологічно небезпечних процесів.
Запропоновано структурно-параметричну модель на базі наступних математичних методів
адаптований метод прихованих марковських моделей для обчислення ймовірності аналізу екологічного процесу.
модифікація методу „подібних траєкторій” для процесів, які мають різні рівні інтенсивності. Метод забезпечує отримання високоякісних оцінок прогнозів розвитку екологічних процесів на довільне число кроків.
метод структурного (лінгвістичного) аналізу для визначення різних синтаксичних відношень об’єкту в цілому на основі застосування методу марковських моделей.
Розроблена функціональна схема лінгвістичної системи розпізнавання образів, яка призначена для розв’язання задач ситуаційного аналізу в екології. Відмінними рисами такої системи є простота та відкритість структури, можливість розширення числа функцій за рахунок використання інших методів, а також наявність всіх необхідних елементів для прийняття рішень щодо виникнення тієї чи іншої ситуації.
Запропоновано підхід до ситуаційного аналізу екологічних процесів, який ґрунтується на використанні прихованих марковських ланцюгів. Перевагою даного підходу є те, що він дає можливість описувати як явно визначені процеси, так і приховані впливи, які, як правило, мають місце в екології. Застосування такого підходу до ситуаційного аналізу в екології дає можливість суттєво підвищити якість розпізнавання ситуацій та підвищити якість рішень щодо цих ситуацій.
На основі отриманих в дисертаційній роботі наукових результатів щодо оцінювання та прогнозування аномальних природних процесів марківського типу розроблено програмне забезпечення для системи підтримки прийняття рішень відносно дій в зонах можливого зміщення зсувонебезпечних схилів. Результати досліджень використано для вирішення практичних задач, зокрема для розрахунку траєкторій можливого сковзання Центральної Лівадійської зсувної системи, а також у навчальному процесі ННК «ІПСА». Промислові випробування на Центральній Лівадійській зсувній системі підтвердили адекватність отриманих результатів реальним процесам.
Публікації автора:
Селін Ю.М. Застосування структурних підходів до розв’язання задач аналізу та прогнозування поведінки екологічних неперіодичних процесів геологічної природи / Ю.М. Селін // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2006. — № 3. — С.56–62.
Селін Ю.М. Системний аналіз екологічно небезпечних процесів різної природи / Ю.М. Селін // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2007. — № 2. — С.22–32.
Анализ устойчивости оползневого склона ниже Ливадийского дворца при обводнении / Ю.Н. Селин, Т.Ю. Калюх, А.П. Сирено [та ін.] // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. — К.: НДІБК, 2005. — № 63. — С. 248–256.
Здобувачем запропоновано модифікацію методу „подібних траєкторій”.
Баклан И.В. Анализ поведения экономических часовых рядов с использованием структурных подходов / И.В. Баклан, Ю.Н. Селин // Вісник Херсонского національного технічного університету. — Херсон: ХНТУ, 2006. — № 2. — С. 29–34.
Здобувачем запропоновано функціональну схему лінгвістичної системи розпізнавання образів.
Баклан І.В. Структурний підхід до аналізу та прогнозування поведінки часових рядів / І.В. Баклан, Ю.М. Селін // Вісник Херсонського національного технічного університету. — Херсон: ХНТУ, 2005. — № 2. — C.27–31.
Здобувачем запропоновано застосування методів розпізнавання образів для прогнозування часових екологічних рядів.
Математичне моделювання схилових процесів за допомогою програмного комплексу “схил” / В.В. Полевецький, Ю.М. Селін, Т.Ю. Калюх, А.П. Сирено // Будівельні конструкції. Міжвідомчий науково-технічний збірник. К.: НДІБК, 2005. — № 63. — C. 201–203.
Здобувачем запропоновано алгоритмічний процес розрахунків напруження силових процесів.
Селін Ю.М. Використовування контекстних марковських моделей для аналізу дії промислових вибухів на будівельні конструкції / Ю.М. Селін // Автоматика, автоматизация, электротехнические комплексы и системы. — 2008. — № 2 (22). — С.49–53.
А. с. 16725. Комп’ютерна програма “Программа для системы поддержки принятия решений относительно действий в зонах возможного смещения оползнеопасных склонов, определение оползневого давления и коэффициента устойчивости для различных свойств грунта, сейсмических и гидрогеологических условий, построения возможных подобных траекторий смещения” / Ю.М. Селін, Ю.І. Калюх — опубл. 25.05.2006.
Здобувачем запропоновано алгоритмічну та програмна реалізація задачі визначення зсувного тиску и коефіцієнта стійкості для різних властивостей ґрунту.
Селін Ю.М. Системний аналіз в досліджуванні неперіодичних процесів екологічної природи / Ю.М. Селін // Системний аналіз та інформаційні 4технології: зб. наук. праць за матеріалами IX міжнар. конф., 15–19 трав. 2007 р., Київ. — К.: Екмо, 2007. — C.72.
Селін Ю.М. Системний аналіз в досліджуванні неперіодичних шкідливих екологічних процесів / Ю.М. Селін // Інтелектуальні системи прийняття рішень та прикладні аспекти інформаційних технологій: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук. конф., 14–18 трав.2007 р., Євпаторія. — Херсон: ПП Вишемирський В. С., 2007 — Т. 2. — С. 15–17.
Селін Ю.М. Застосування лінгвістичної системи в задачах розпізнавання образів для аналізу екологічних процесів / Ю.М. Селін // Автоматика — 2006: зб. наук. праць за матеріалами XIII міжнар. конф., 25–28 верес. 2006 р., м. Вінниця. — Вінниця: УНІВЕРСАМ-Вінниця, 2006. — С.322.
Селін Ю.М. Використання лінгвістичної системи в задачах розпізнавання образів для аналізу і прогнозування екологічних процесів / Ю.М. Селін // Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук.-прак. конф., 17–19 трав. 2006 р., Чернівці. — Чернівці: Рута, 2006. — С.53–55.
Баклан І.В. Використання карт Кохонена в задачах структурного аналізу поведінки часових рядів / І.В. Баклан, Ю.М. Селін // Інтелектуальні системи прийняття рішень та прикладні аспекти інформаційних технологій: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук.-прак. конф., 15–18 трав. 2006 р. Євпаторія. — Херсон: ХМІ, 2006. — Т. 3. — С.54–58.
Баклан І.В. Використання “самоорганізуючих карт” в структурному підході до аналізу та прогнозування поведінки часових рядів / І.В. Баклан, Ю.М. Селін // Автоматика — 2005: зб. наук. праць за матеріалами XII міжнар. конф., 30 трав.–3 черв. 2005 р., Харків. — Х.: НТУ”ХПІ”, 2005. — Т.1 — C. 70–71.
Баклан І.В. Аналіз та прогнозування поведінки часових рядів за допомогою “самоорганізуючих карт” Кохонена / І.В. Баклан, Ю.М. Селін // Системний аналіз і інформаційні технології: зб. наук. праць за матеріалами VII міжнар. конф., 28 черв.–2 лип. 2005 р., Київ. — К.: Екмо, 2005. — С. 14.
Баклан І.В. Структурний підхід до розпізнавання образів у системах безпеки / І.В. Баклан, Ю.М. Селін, О.О. Петренко // Національна безпека України: стан, кризові явища та шляхи їх подолання: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук.-прак. конф., 7-8 грудня 2005 р., Київ. — К.: НАУ–ЦНПСД, 2005. — С.375-380.
Моделювання та прогнозування нелінійних процесів / П.І. Бідюк, І.В. Баклан, Ю.М. Селін [та ін.]; під ред. П.І. Бідюка.– К.: ЕКМО, 2004. — 120 с.
Селін Ю.М. Застосування системного аналізу в інформаційному забезпеченні контролю екологічної обстановки / Ю.М. Селін // Автоматика-2007: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. конф., 10–14 верес. 2007 р., Севастополь. — Севастополь: СНУЯЕП та П, 2007. — Т. 1 — С. 45–46.
