автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Информационная система выбора переменных контроля экологического объекта на основе построенных аналитических и процедурных моделей

На правах рукописи

Литвинов Антон Александрович

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ПЕРЕМЕННЫХ КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА НА ОСНОВЕ ПОСТРОЕННЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ И ПРОЦЕДУРНЫХ МОДЕЛЕЙ

Специальность 05 25 05 -"Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3444639

Тамбов 2008

003444699

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Информационные системы и защита информации" Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Громов Юрий Юрьевич

Официальные оппоненты:

д.т.и., профессор Алексеев Владимир Витальевич, к.т.н. Земской Николай Александрович.

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Защита диссертации состоится "12" сентября 2008г в 15 час на заседании диссертационного совета Д 212 260 05 в Тамбовском государственном техническом университете по адресу

392000, г Тамбов, ул Советская, 106, Большой актовый зал

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу 392000, г Тамбов, ул Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 260 05 Селивановой 3 М

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета

Автореферат разослан "_2_" июля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент

3 М Селиванова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сложность разработки информационно-аналитического обеспечения принятия управленческих решений в процессе функционирования экологических объектов объясняется тем, что эти объекты по своей сути являются социотехническими, состоящими не только из технических элементов, но и экосоциальных, обладающих тесными связями с обществом и постоянно реагирующих на его требования Кроме того, региональные экологические объекты остаются малоизученными из-за отсутствия автоматизированных систем сбора данных, средств на проведение комплексных исследований, а также квалифицированных специалистов по планированию устойчивого развития территорий

Контроль состояния функционирования экологических объектов является неотъемлемой частью процесса их разработки, испытаний и эксплуатации Задача контроля заключается в получении достоверной информации об экологическом объекте в объеме, необходимом для выполнения поставленной цели По мере возрастания сложности контролируемых экосистем возникают проблемы выбора рациональной совокупности контролируемых переменных и организации самих процедур контроля с целью повышения их эффективности и достоверности Обусловлено это тем, что для современных экологических объектов характерным является наличие сложных систем функциональных связей и информационного обмена, что обуславливает их стохастические свойства

В такой ситуации невозможно обойтись без использования современных информационных технологий, позволяющих выполнять сбор, обработку и хранение информации о процессе функционирования экологического объекта и применения аналитических моделей, позволяющих эффективно осуществлять процессы контроля с целью принятия оперативных управленческих решений для изменения режимов его работы

Проблеме функционирования экологических объектов посвящен ряд работ (Г В Шалабина, Л А Кульского, Г М Адорни, Б Пачинского, В М Гольдберга, Д Болла), тем не менее в настоящее время актуальной является задача разработки информационной системы не только оперативно выполняющей свои функции, но и позволяющей осуществлять нахождение оценок состояния функционирования экологических объектов для принятия управленческих решений по изменению режимов эксплуатации

В работе в качестве экологического объекта будем рассматривать систему водозаборных скважин, расположенных на территории Тамбовской области

Цель работы. Разработать информационную систему выбора переменных контроля состояния функционирования экологического объекта для принятия управленческих решений Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

- оценить современное состояние информационного и аналитического обеспечения мониторинга экологического объекта,

- поставить и решить задачи определения состава контролируемых пере-

менных и выбора программ распознавания состояний функционирования экологического объекта;

- разработать структуру базы данных, обеспечивающую хранение информации, полученной от составляющих экологического объекта и выбор необходимых программных средств для ее дальнейшего использования в информационной системе,

- построить аналитические и процедурные модели, и разработать структуру информационной системы, позволяющей выбирать переменные контроля состояния функционирования экологического объекта, для принятия оперативных управленческих решений при изменении режимов его работы

Объект исследования. Переменные контроля состояния функционирования экологического объекта

Предмет исследования. Аналитические и процедурные модели выбора переменных и методов контроля экологического объекта

Методы исследования. Для решения перечисленных задач в работе использованы методы статистического анализа, теории вероятностей, математического моделирования, математической статистики

Научная новизна работы:

- предложены аналитические модели, позволяющие определить набор контролируемых переменных, для распознавания состояний функционирования экологического объекта, в основу которых положено использование детерминированного, стохастического и последовательного методов, что обеспечивает снижение вычислительных затрат, и оперативно принимать управленческие решения по изменению режимов его работы,

- поставлена и решена задача выбора программ контроля состояний функционирования экологического объекта по критериям максимума достоверности, минимума средних затрат, минимаксному критерию, что позволяет обеспечить эффективный процесс оперативного принятия решений для изменения режимов работы экологического объекта с целью предотвращений аварийных ситуаций и добиться снижения экономических и технологических затрат на процесс его эксплуатации

- предложена структура информационной системы выбора переменных контроля экологического объекта, включающая блок базы данных, блок выбора методов распознавания технического состояния, модуль распознавания технического состояния объекта, передающий переменные в пользовательский интерфейс.

Практическая ценность работы заключается в возможности использовать полученные результаты при проектировании новых и эксплуатации существующих экологических объектов, а также использовать разработанную в ходе исследования информационную систему для создания программно-аппаратного комплекса для решения задач экологического мониторинга состояния подземных вод и предотвращения аварийных ситуаций

Полученные в ходе работы результаты использованы

1) при обучении студентов специальности "Информационные системы и технологии" (ИСиТ) на факультете информационных технологий Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), что позволило повысить качество и эффективность учебного процесса

2) при обучении студентов специальностей "Автоматизированные системы обработки информации и управления" и в Тамбовском профессиональном лицее №17

3) при разработке учебно-методических пособий, лабораторных работ и обучающих программных комплексов по дисциплине "информационные системы" на кафедре «Информационные системы и защита информации» ТГТУ Реализация результатов работы. При эксплуатации существующих экологических объектов, а также решения задач экологического мониторинга состояния подземных вод и предотвращения аварийных ситуаций на базе территориального центра «Тамбовгеомониторинг».

Положения, выносимые на защиту:

- модели распознавания состояний функционирования экологического объекта, основанные на выборе минимального количества переменных, при использовании детерминированного, стохастического и последовательного методов,

- постановки и решения задач синтеза оптимальных программ контроля состояний функционирования экологического объекта для обеспечения эффективности процесса оперативного принятия решений по критериям максимума достоверности, минимума средних затрат и минимаксному критерию,

- информационная система выбора переменных контроля экологического объекта, позволяющая осуществлять процессы контроля состояния функционирования экологического объекта на основе построенных аналитических и процедурных моделей

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и обсуждены на IV Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и ее приложения» (г Воронеж, 2006), на семинарах кафедры "Информационные системы и защита информации " ТГТУ и кафедры "Прикладная информатика" Тамбовского филиала Московского государственного университета культуры и искусств

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 7 статей, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ Объем и структура диссертации

Диссертация, общий объем которой составляет 189 страниц, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной научной литературы, включающего 86 наименований научных трудов на русском и иностранных языках и 5 приложений Диссертация содержит 10 рисунков и 17 таблиц

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы, поставлены задачи, решения которых позволяют достичь цели исследования

В главе 1 «Современное состояние информационного обеспечения мониторинга вод в Тамбове и области» на основе изучения литературных источников проведен анализ состояния подземных вод в г. Тамбове и Тамбовской области, уровня их загрязненности

Изучение литературных источников позволило определить динамику забора воды и результаты химико-бактериологических анализов

Проанализированы возможности наиболее распространенных типовых геоинформационных систем (ГИС), так как значительное количество обрабатываемых данных имеет привязку к карте местности, в аспекте возможности интеграции их в конкретно разрабатываемую систему, как важного компонента для принятия решений, что облегчит создание интегрированной системы

Проведен анализ работ с использованием ГИС для решения задач экологического мониторинга, что позволило сформулировать состав и структуру информационной системы, принципы ее построения, поставить задачу выбора методов распознавания и состава контролируемых признаков технического состояния экологического объекта

В главе 2 "Методы распознавания технических состояний экологических объектов" рассмотрены детерминированный, статистический и последовательный методы распознавания технических состояний контролируемых объектов.

В практической ситуации после получения данных с датчиков происходит сравнение технических состояний с установленными оптимальными параметрами, выход за границы которых приведет к каким-либо действиям для анализа технических состояний при использования детерминированных методов

Рассмотрим т классов, для которых в процессе обучения получены технические состояния еь е2, , еот контролируемых параметров экологического объекта Информация о текущем состоянии объекта получается за счет проверок из

заданного множества П В результате каждой проверки я- (у = 1,л) получается

признак у„ а после всех п проверок — техническое состояние объекта в виде транспонированного вектора у=(у1,у2, ,упУ Результаты сопоставления всех признаков ууи = 1,п) с соответствующими признаками ец кладутся в основу выработки решения о принадлежности состояния объекта определенному классу, согласно принятому классификационному правилу

Аналитическая модель представлена решающим правилом вида

уеТ ,если ¿(у) = тахК(у)}, где 0 = 1,/я)

1 кМ т

В качестве меры сходства состояния у с состоянием е„- каждого класса выберем евклидово расстояние р: = р{у, е,), которое определено по следующей формуле

Р, = ||у-еЛ= ^(У; ~еи)2

(1)

где е,} - компоненты вектора с, (/ = 1, т)

Также аналитическую модель можно представить в виде

2 II II2 т Т 1 Т ч

р* = 11у" е'11 = у у ~2(у е' " 7е' е')

Решающая функция с/,(у) определяется выражением

(У) = (уТе, - -е;Те,), где (/ = йт) (2)

2

Поскольку одна и та же величина входит в техническое состояние всех экологических объектов, то основные геометрические свойства соответствующих классов не изменяются, а стало быть, не изменяются условия разделения их гиперплоскостями Поэтому в выражении (2) второй член в правой части опускается Решающая функция, характеризующая сходство технических состояний у и е„ определяется в этом случае их скалярным произведением, т е

<1(у,е,)=£у е , (3)

7=1 !

и в таком виде входит в классифицирующее правило (1) Использование решающей функции (3) вместо функции (2) не приводит (в силу указанной выше причины) к ухудшению качества распознавания

После завершения всех проверок результаты технических состояниях объектов заносятся в базу данных, структура которой предложена в главе 4

Однако ввиду сложности рассматриваемых объектов и наличия у них стохастических свойств для решения задачи распознавания будем использовать критерий Байеса, в соответствии с которым стратегия решений выбирается так, чтобы обеспечить минимум средних потерь

Постановка задачи заключается в следующем

Задано т технических состояний еь е2, , еш, в одном из которых находится объект Распознаваемое состояние объекта описывается транспонированным вектором у = (уи у2, .уУ, полученным в результате п проверок л)(] = \,п)

Требуется определить, с каким из заданных технических состояний eJ (у = 1, т)

идентифицируется распознаваемое состояние объекта, т е найти класс, которому принадлежит состояние у

В случае, когда число рассматриваемых технических состояний равно т, аналитическая модель представлена решающим правилом вида

V

т т -

у е У, если 1с„ДеЛ)Р( у/е,) < 1с^ДеЛ)Р(у/е,),а = \,т,г * к , (4)

1 Ы 5=1

где вероятность принадлежности технического состояния у к /-му классу обо-

значается как Р(с/у) и находится по формуле Байеса Если при распознавании принимается решение, что у принадлежит к-му классу, когда на самом деле оно принадлежит /-му классу, то допускается ошибка, которая влечет за собой определенные потери с,к Для всех г, к = \,т вычислены потери с,к, которые в совокупности образуют матрицу потерь - квадратную матрицу порядка т, диагональные элементы которой соответствуют правильным решениям при распознавании Математическое ожидание потерь, связанных с отнесением^ к к-му классу, определяется следующим выражением

т -

Л(еА/у) = Л1(у) = 1с14Р(е1/у), к = \,т, (5)

1=1

где ^-условный средний риск или условные средние потери

Распознаваемое техническое состояние относится к тому к-му классу, для которого риск ^ минимален, т. е аналитическая модель представлена в виде классифицирующего правила, записываемого в следующем виде

V

у е Ук, если Як (у) = щах {я (у)} (6)

Для представления общего случая разделения на несколько классов будем использовать функцию потерь специального вида, которую можно получить, если потери при правильном принятии решения считать равными нулю, а при принятии любого ошибочного решения — одинаковыми В этом случае аналитическая модель представлена функцией потерь вида'

с1к =0 I = йт, с,к = Ск, привсех 1,к = \,т,1±к, (7)

где 6,к — символ Кронекера Это соотношение устанавливает нормированные потери, равные единице, при ошибочной классификации и отсутствие потерь при правильной классификации распознаваемого состояния объекта Тогда справедливо выражение вида

т -

Як(у) = е,)=Р{у)~ Р{ек)Р{у!ек), к^\,т

/=1

Байесовское классифицирующее правило в этом случае обеспечивает отнесение технического состояния у к классу с1/у), если выполняется условие

Р(у)-Р (е,)Р (у/е,)<Р(у)-Р (ек)Р (у/е^или условие

Р (е,)Р (у/е,)>Р (ек)Р (у/ек), 1,к = \,т,1Фк (8)

Таким образом, байесовское классифицирующее правило принимает форму (2), в котором аналитическая модель представлена решающей функцией <1,(у), которая определяется в соответствии с формулой (8) и имеет вид

с11(у) = Р(е,)Р(у/е1),1 = \^1 (9)

с1,(у) = Р(у/е,),1 = й1 (10)

Формулы (9) и (10) выражают два различных подхода к решению одной и той же задачи В первом из них используется функция правдоподобия Р(у/е,), а во втором - вероятность Р(е/у) принадлежности наблюдаемого состояния объек-

та у к его г-му техническому состоянию

Таким образом, выбор того или иного статистического метода распознавания зависит от характера исходной информации и возможностей получения ее на этапах, предшествующих непосредственной реализации распознающей процедуры

Выбор проверок, отвечающих последовательной процедуре распознавания, осуществлен с помощью метода динамического программирования В соответствии с основной идеей этого метода, средний риск для разных шагов последовательной процедуры определяется по рекуррентным соотношениям, причем результаты вычислений для каждого из последующих шагов процедуры используются для расчетов на предыдущих ее шагах вплоть до первого Синтезированная по этому принципу последовательная процедура распознавания технического состояния объекта содержит только часть проверок из заданного их множества

В главе 3 «Выбор переменных контроля для определения экологических состояний объекта» рассмотрены задачи выбора контролируемых признаков экологических объектов Такими объектами являются исполнительные механизмы (ИМ), первичные преобразователи (датчики), насосы, задвижки, и прочее Задача выбора контролируемых признаков совпадает с задачей выбора измеряемых параметров В классической постановке эта задача заключается в определении состава измеряемых параметров (контрольных точек), обеспечивающих полную наблюдаемость объекта контроля

На практике при контроле параметров включаются выходные параметры всех блоков объекта Полученное при этом исходное множество переменных заведомо содержит в себе подмножество переменных, на котором все заданные технические состояния объекта попарно различимы, т е вполне наблюдаемы

Доказательство этого утверждения базируются на том, что евклидово пространство Е включает т технических состояний е, (/ -\,т), каждое из которых получено путем измерения п выходных параметров, выбранных в соответствии с указанным выше принципом, при п > т Векторы е, 0 = 1, иг) попарно различимы в том случае, если они линейно независимы, всегда существует некоторое линейное преобразование исходной системы векторов е^ , ет в систему векторов е'х ,е'2, , е'И!, которая является линейно независимой при условии, если общее число векторов т не превышает их размерности п

В качестве искомого преобразования использовано ортогональное преобразование, при котором связь между е„- и е', имеет вид

= где£ =

(е2,е'2) (е\ !е\ ) '

(И)

т—1

(ет'е'. )

(е\ >е', Я

1=1

Составим матрицу, элементами которой являются скалярные произведения вида (е'„е'к), где г,к = \,т

Исходное множество контролируемых переменных объектов, полученных при измерении п выходных параметров, согласно (11), обеспечивает полную наблюдаемость заданных технических состояний объекта.

Таким образом, измерение выходных параметров всех блоков объекта дает обычно избыточное множество переменных, а потому значительная часть зарегистрированной информации не используется при определении технического состояния объекта

Это множество можно уменьшить за счет выбора переменных, наиболее полезных в том или ином смысле при определении технического состояния экологического объекта

Сокращение исходного состава контролируемых переменных достигается двумя путями Первый из них основан на взвешивании тем или иным способом переменных с целью оценки их полезности при контроле При этом сами переменные не меняются, а только уменьшается их количество

Другой путь заключается в преобразовании по определенным правилам заданного в агрегированной модели «-мерного пространства контролируемых переменных е„ в /-мерное пространство новых переменных е,*, причем 1<п

Процедура распознавания технических состояний объекта с помощью математических преобразований оказывается более простой и дешевой, так как объем обрабатываемой информации сокращается, хотя количество проверок остается прежним

1. Постановка задачи выбора переменных объекта путем сокращения исходного состава проверок, заключается в нахождении такого подмножества П* с П, чтобы выполнялись условия

Ve,,ek еЕ,1*к,Зя^ еП*

П* min {¡ПИ} °2)

{sns*cri }ч v

Эти условия требуют, чтобы искомое подмножество П содержало минимально возможное и вместе с тем достаточное количество проверок для обеспечения попарной различимости всех заданных технических состояний, где s=l, ,п — индексы В том случае, когда найдены несколько подмножеств П*, удовлетворяющих условиям (12), для окончательного выбора одного из этих подмножеств в работе сформулированы дополнительные требования

Для выбора минимального числа проверок, согласно условиям (12), будем использовать матрицу различимости, элементы которой определяются из таблицы 1, или по правилу

Í1 ,если еп Фeh\ — 6?= j = 1,п, 1 <i <к <т, (13)

[О,если еч =ек],

где e¡, , ет _ проверки технических состояний

Таблица 1

Техническое состояние е{е Е Исходы проверок я]еП Опорный момент /,еГ Вероятность технического состояния

Ж1 Л2 ■ Щ

е; ей е/2 е/, е1п (1

е, е,1 е,} е,, и РЫ

ет ет 1 ет 2 п Р(е„)

Применительно к матрице различимости рассматриваемая задача формулируется, как задача нахождения кратчайшего столбцового покрытия этой матрицы

2 Задача выбора переменных объекта по критерию максимума достоверности

Выбор переменных объекта изображен в виде процедурной модели (рис 1) со следующими основными элементами

а) определение информационных состояний д Бк а Е, которые возникают при всех возможных % исходах допустимых проверок лJ&X[k,

I б) определение оптимальных проверок для каж-§ дого информационного состоянияБксЕ, § в) составление из выбранных проверок оптималь-~ ной условной программы контроля

3 Задача выбора переменных объекта по критерию минимума средних затрат

_ Процедура синтеза оптимальной программы

контроля состояний объекта по рассматриваемому критерию строится по принципам динамического программирования Поэтому он имеет много общих элементов с алгоритмом синтеза оптимальной программы диагностирования по критерию максимума достоверности

Вывод данных для расиозноплнмя

Рис 1 Алгоритм выбора переменных объекта

Сост авлегпге программы контроля

В частности, определение информационных состояний 5к&Е производится в обоих алгоритмах

Выбор оптимальных проверок рассматриваемого алгоритма производится по формуле Ск{л,)= Z с(л,) X Л. (е,), где Пк* — множество всех прове-

7 +7 ^

рок, которые выполняются при реализации Рк -подпрограммы (среди них могут

быть и повторяющиеся проверки), Sk — информационное состояние, в котором

* *

выполняется рассматриваемая проверка л е П^ (S^ с Р^)

4 Задача выбора переменных функционирования объекта, основанная на методе контроля переменных объекта по минимаксному критерию

Рассмотренная задача синтеза оптимальных программ контроля технических состояний объекта по минимаксным критериям позволяет выбрать наилучший вариант условной программы контроля технических состояний в самом неблагоприятном случае

Постановка задачи имеет вид выбрать такую последовательность проверок, при которой затраты окажутся минимальными, т е

С* =minmax{CK}, (14)

* i=l,т

где С — затраты на определение технического состояния объекта, s — порядковый номер возможной условной программы контроля, г — порядковый номер технического состояния объекта, С„ — затраты на определение г-го технического состояния объекта по s-й программе контроля (т е затраты на реализацию 1-й ветви s-й программы)

Стратегия, основанная на использовании критерия (14), является наиболее оптимальной, так как строится с учетом самого неблагоприятного в смысле затрат варианта Стремление учитывать хотя и неблагоприятные, но маловероятные ситуации приводят к затратам В этих условиях при организации минимаксной стратегии целесообразно взвешивать затраты, связанные с определением каждого технического состояния е, - объекта с учетом его вероятности Р(е,) Тогда минимаксный критерий примет такую форму

С = minmax{7>(e,)C„} (15)

' 1=1,т

5 Задача контроля переменных объекта, основанная на методе ветвей и границ, заключается в том, что для начального информационного состояния st =Е каждого из последующих состояний sk с Е выбирается проверка, которой соответствует минимальное (максимальное) значение нижней (верхней) границы оптимизируемой целевой функции Центральное место при реализации этого метода занимает определение нижней (верхней) границы в каждом состоянии Sk е Е Благодаря этому, объем вычислений при синтезе программы данным

методом значительно сокращается по сравнению с методом динамического программирования, причем синтезированная программа не очень сильно отличается от оптимальной в смысле принятого показателя

Таким образом, при синтезе условных программ контроля методом ветвей

и границ предварительное определение информационных состояний Sk&Q, где Q. - информационное множество, не требуется, так как выбор проверок производится "прямым ходом" от начального состояния Sk = Е ко всем конечным

состояниям 5, е {<?,}, где / = 1, т По ходу расчета определяются только те состояния Sk с Е, которые получаются при различных исходах проверок, включаемых в синтезируемую программу Благодаря этому объем вычислений при синтезе программы данным методом значительно сокращается

В главе 4 «Структура информационной системы выбора переменных»

обоснована необходимость создания информационно-аналитической системы и приведена общая структурная схема централизованного управления природо-промышленной системой (ППС), предложенная в работе Петровой Н П. и Попова НС

В качестве экологического объекта рассматривается система водозаборных скважин Тамбовского промышленного узла, как наиболее важная составляющая экологической системы

Определен состав НАС ПЭВМ рабочего места диспетчера (ЛПР - лицо принимающее решение), органы управления и контроля, средства связи между объектами и программа управления Управление осуществляет с использованием SCADA Lab View, посредством языка программирования G и ГИС ArcGis для отображения состояния скважин в реальном времени В состав аппаратной части системы входят.

1) Первичные преобразователи ПП - устанавливаются на объекте контроля и предназначены для преобразования измеряемых физических величин (расход воды, давление, температура и др ) в электрические, которые регистрируются

2) Исполнительные механизмы ИМ - необходимы в случае, если ИАС (помимо мониторинга тех или иных параметров) осуществляет управляющее воздействие на объект контроля (например, открыть/закрыть задвижку, выключить насос и др)

3) Периферийные узлы сбора и передачи данных ПУ - предназначены для получения информации, поступающей с первичных преобразователей, оцифровки этих данных и последующей их передачи в диспетчерскую по каналам связи, а также для управления исполнительными механизмами

4) Центральная диспетчерская ЦД - является управляющим ядром системы и служит для взаимодействия с периферийными узлами с целью получения данных, их обработки, анализа и сохранения в базе данных, а также выдачи управляющих воздействий для исполнительных механизмов, установленных на объекте контроля Режимы работы и алгоритмы функционирования ЦД, а следовательно и всей ИАС, определяются управляющей программой, работающей на компьютере, входящем в состав ЦД

5) Компьютерная сеть представляет из себя датчики и компьютеры, связанные через локальную сеть, Wi-Fi или радиомодемы с компьютером ЦД

На рис 2 показана схема движения информационных потоков, так что данные, получаемые со скважины, такие как химический состав воды, напряжение и давление в трубопроводе, с помощью ПП передаются на ПУ, где концентрируются и передаются в ЦД для дальнейшей обработки на компьютере

Рис 2 Схема работы аппаратной части системы

Определен список контролируемых параметров и разработана структура базы данных для хранения всех входящих и исходящих значений Для построения базы данных и сервера использованы возможности программного продукта Microsoft Access

На рис 3 показана схема информационной системы выбора переменных контроля экологического объекта, содержащей блоки

1) базы данных, рассмотренные в данной главе.

- условно-постоянная база данных содержит информацию общего характера, нормативные документы, физико-химические характеристики загрязняющих веществ, литологический состав,

- картографическая база данных включает электронные карты местности, атрибутивную информацию и картографический архив,

- обновляемая база данных содержит периодически обновляемые сведения о расположении, мощности и других характеристиках источников загрязнений, состоянии объекта,

2) выбора переменных контроля экологического объекта,

3) выбора методов распознавания технического состояния экологического объекта - детерминированного, статистического и последовательного,

4) систему распознавания в виде модуля распознавания технического состояния объекта, основанная на множестве проверок я, контролируемых переменных,

12

5) блок распознавания технических состояний е, экологического объекта,

6) пользовательский интерфейс, рассмотренный в главах 4 и 5, предназначен для отображения данных в системах ArcGis и Lab View, с целью принятия решений при мониторинге подземных вод

Рис. 3 Схема информационной системы выбора переменных контроля экологического объекта

В главе 5 «Практическая реализация задач» произведены испытания анализов результатов контроля технических параметров контролируемого объекта на основе исследования полученных данных в территориальном центре «Тамбовгеомониторинг» за период с 2004 по 2006 годы

Процедурная модель поиска минимального числа проверок, располагающаяся в составе информационной системы, представлена на рис 4

В блоке 1 происходит передача данных из внешних источников в базу данных в блоке 2 - построение агрегированной модели, в виде упорядоченного множества ДА =< Е,П,Т*,И,Ф,Р,С,А,В> В блоке 3 выполняется составление матрицы различимости по правилу (14), где I, к - номера строк, у - номер столбца таблицы 2 В блоке 4 происходит выбор минимального количества проверок

(6-1)

для выполнения условия Уе„ек еП* су и |П *| = min Щ

ins*<=n } ^

b'k = 1 Блок 5 - выбор минимального количества проверок, для выполнения условия bj1 = 0 - В блоке 6 анализируются полученные результаты Блок 7 - вывод полученных результатов

•и

Рис. 4 Процедурная модель поиска минимального числа проверок

Совокупность общих признаков, характеризующих некоторое множество реальных состояний объекта, назовем агрегированным состоянием Оно получается разбиением по определенным правилам всего множества состояний контролируемого объекта на ряд подмножеств На основании анализа состояний, включенных в подмножество, формируется агрегированное состояние, в котором в той или иной форме запечатлены общие свойства всех состояний данного подмножества Заранее определенные тем или иным способом такие агрегированные состояния выполняют роль своеобразных эталонов для распознавания реальных состояний объекта в процессе его контроля

В процессе обучения системы получена агрегированная модель объекта, построенная по правилу (13) и представленная в виде таблицы 2

Таблица 2

Техническое состояние е, Исходы проверок я,

ж, щ я4 7Г5 JTtf 7Г7 щ

ei -0,9 -1 -0,8 -0,9 -0,9 0,9 0,75 1

ег 1 -1 -0,7 0,9 -0,8 0,9 0,8 1

ез 1 1 -0,8 1 0,9 0,8 0,9 0,9

е4 0,8 1 0,8 - 1 - 1 1 0,8 1

es 1 1 0,8 0,8 -0,9 0,8 0,85 0,9

ее 0,85 1 0,75 -1 -1 -0,9 -0,8 -0,9

е7 1 1 0,7 1 -1 1 -0,8 -0,9

е« 0,95 1 0,85 1 1 0,9 0,8 -1

Цена проверки Ф,) 5 6 2 3 2 5 6 2

В таблице 2 представлены следующие данные проверки технического состояния в водозаборной скважине Тамбовского промышленного узла

1) е] - достижение максимального уровня воды в ВНБ насос на скважине должен отключаться,

2) е2 - достижение минимального уровня воды в ВНБ насос на скважине должен включаться,

3) ез - понижение уровня воды в скважине ниже допустимого (защита от «сухого хода»);

4) в4- отключение глубинного насоса при его неисправности,

5) в5- состояния насосного агрегата (рабочее, нерабочее),

6) ее - состояния электрифицированных задвижек (закрыта, открыта),

7) в7- наличие напряжения в сети (всех фаз),

8) е«-наличие воды в скважине

Специальный интерфейс управления водозаборным узлом, показывает величину давления воды в трубопроводе, токи насосов скважин, расход воды, температуру воды и в помещении, уровень воды в водонапорной башне, уровень воды в скважине, состояние электрифицированных задвижек и состояние работы насоса С использованием данного интерфейса можно вручную управлять электрифицированными задвижками и глубинными насосами

В заключении сформулированы основные результаты работы

- разработана структура базы данных, обеспечивающая хранение информации, полученной от составляющих экологического объекта,

- предложенные аналитические и процедурные модели позволили определить набор контролируемых переменных для распознавания состояний функционирования экологического объекта, в основу которых положено использование детерминированного, стохастического и последовательного методов, что позволило обеспечить снижение вычислительных затрат и возможность оперативного принятия решения по изменению режимов его работы,

- решена задача выбора программ контроля состояний функционирования экологического объекта по критериям минимума средних затрат, минимаксному критерию, максимума достоверности, что позволило добиться снижения экономических и технологических затрат, обеспечить эффективный процесс оперативного принятия решений для изменения режимов работы экологического объекта с целью предотвращений аварийных ситуаций и в процессе его эксплуатации,

- предложенная структура информационной системы выбора переменных контроля объекта, включающая блок выбора методов распознавания технического состояния, блок базы данных, модуль распознавания технического состояния объекта, для передачи переменных в пользовательский интерфейс и позволяющая оперативно собирать и обрабатывать информацию об экологическом объекте с целью оперативного принятия решений

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Литвинов А А, Использование ГИС-технологий при оценке качества подземных водных ресурсов промышленного узла / Немтинов В А , Немтинова ЮВ //Вестник ТГТУ, 2005 Т.11,№3с 625-631

2 Громов Ю Ю , Информационно-аналитическая система для решения задач мониторинга водозаборными скважинами / Самхарадзе Т Г, Литвинов А А // Инженерная физика, секция «Информационные системы», - М «Научтехлит-издат», - №6,- 2007, с 123-139

Статьи

1 Литвинов А А, Организация контроля состояния технических систем/ Громов Ю Ю, Лагутин AB// Информационные системы и процессы сб научных тр / под ред проф В М Тютюнника - Тамбов, М , Баку, Вена Изд-во «Но-белистика», 2006 Вып4 -23-34 с.

2 Лагутин, А В , Выбор набора технологических признаков для предотвращения техногенных катастроф / О Г Иванова, А А Литвинов // Теория конфликта и ее приложения Материалы IV Всероссийской научно-технической конференции Часть II/ Сост. Львович И Я , Сербулов Ю С - / АНОО ВИВТ, РосНОУ (ВФ). - Воронеж Научная книга, 2006 - 363 с , с 122-133

3 Литвинов А А, Распознавание состояний технического объекта (детерминированным подходом) /Земской НА// Информационные системы и процессы сб научных тр / под ред проф В М Тютюнника - Тамбов, М , Баку, Вена Изд-во «Нобелистика», 2005 Вып 3 - 67-71 с

4 Литвинов А А , Распознавание состояний технического объекта (стохастическим подходом) /Земской НА// Информационные системы и процессы сб научных тр / под ред проф В М Тютюнника - Тамбов, М , Баку, Вена Изд-во «Нобелистика», 2005 ВыпЗ -71-78 с

5 А А Литвинов Алгоритмическое обеспечение информационной системы для решения задач мониторинга /А Ю Громова, А А Митюрев // Вестник Воронежского института высоких технологий, 2007, №2, с 78-85

Подписано в печать 28 06 2008 Объем 1,0 печ л Формат 60x84/16 Зак №1411 Тираж 100 экз Бесплатно Типография издательства «Нобелистика» МИНЦ 392680, г Тамбов, ул Монтажников, 3 Тел (4752) 504-600

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ВОД В ТАМБОВЕ И ОБЛАСТИ

1.1 Проблемы экологической оценки подземных вод.

1Л .1. Оценка качества воды.

1.2 Эксплуатация подземных вод на территории г. Тамбова и Тамбовского промрайона.

1.3 Применение ГИС-технологий при проектировании информационно-аналитических систем.

1.3 Л Программное обеспечение ГИС.

1.4 Примеры использования систем поддержки принятия решений в экологии.

1.5 Постановка цели задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

2.1 Распознавание технических состояний скважин детерминированным методом.

2.2 Распознавание технических состояний скважин статистическим методом.

2.3. Распознавание технических состояний скважин последовательным методом.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ВЫБОР ПЕРЕМЕННЫХ КОНТРОЛЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ОБЪЕКТА

3.1 Определение исходного состава контролируемых признаков объектов на водозаборных узлах.

3.2 Выбор контролируемых признаков путем сокращения исходного состава проверок технических состояний наблюдаемых объектов.

3.3 Критерии оптимизации контроля контролируемых состояний объекта.

3.4 Синтез оптимальной программы контроля по критерию максимума достоверности технических состояний объекта.

3.5 Синтез оптимальной программы контроля состояний объекта по критерию минимума средних затрат.

3.6 Синтез оптимальных программ контроля технических состояний объекта по минимаксным критериям.

3.7 Синтез условной программы контроля параметров объекта методом ветвей и границ.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВЫБОРА ПЕРЕМЕННЫХ

4.1 Принципы построения информационной системы для мониторинга подземных вод.

4.2 Состав и работа информационной системы.

4.3 Проектирование базы данных.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ

5.1 Задача распознавания технических состояний контролируемых объектов.

5.2 Алгоритм поиска минимального числа проверок состояния объекта.

5.3 Оптимальная по затратам условная программа контроля технического состояния объекта.

5.4 Условная программа контроля технического состояния объекта с помощью минимаксных критериев.

Выводы к главе 5.

Актуальность темы

Сложность разработки информационно-аналитического обеспечения принятия управленческих решений в процессе функционирования экологических объектов объясняется тем, что эти объекты по своей сути являются социотехническими, состоящими не только из технических элементов, но и экосоциальных, обладающих тесными связями с обществом и постоянно реагирующих на его требования. Кроме того, региональные экологические объекты остаются малоизученными из-за отсутствия автоматизированных систем сбора данных, средств на проведение комплексных исследований, а также квалифицированных специалистов по планированию устойчивого развития территорий.

Контроль состояния функционирования экологических объектов г" является неотъемлемой частью процесса их разработки, испытаний и эксплуатации. Задача контроля заключается в получении достоверной информации об экологическом объекте в объеме, необходимом для выполнения поставленной цели. По мере возрастания сложности контролируемых экосистем возникают проблемы выбора рациональной совокупности контролируемых переменных и организации самих процедур контроля с целью повышения их эффективности и достоверности. Обусловлено это тем, что для современных экологических объектов характерным является наличие сложных систем функциональных связей и информационного обмена, что обуславливает их стохастические свойства.

В такой ситуации невозможно обойтись без использования современных ' информационных технологий, позволяющих выполнять сбор, обработку и хранение информации о процессе функционирования экологического объекта и применения аналитических моделей, позволяющих эффективно осуществлять процессы контроля с целью принятия оперативных управленческих решений для изменения режимов его работы.

Проблеме функционирования экологических объектов посвящен ряд работ (Г.В. Шалабина., JI.A. Кульского, Г.М. Адорни, Б. Пачинского, В.М. Гольдберга, Д. Болла), тем не менее в настоящее время актуальной является задача разработки информационной системы не только оперативно выполняющей свои функции, но и позволяющей осуществлять нахождение оценок состояния функционирования экологических объектов для принятия управленческих решений по изменению режимов эксплуатации.

В работе в качестве экологического объекта будем рассматривать систему водозаборных скважин, расположенных на территории Тамбовской области.

Цели и задачи исследования. Целью работы является - разработать информационную систему выбора переменных контроля состояния функционирования экологического объекта для принятия управленческих решений. Данная цель позволила сформулировать следующие задачи:

- оценить современное состояние информационного и аналитического обеспечения мониторинга экологического объекта;

- поставить и решить задачи определения состава контролируемых переменных и выбора программ распознавания состояний функционирования экологического объекта;

- разработать структуру базы данных, обеспечивающую хранение информации, полученной от составляющих экологического объекта и выбор необходимых программных средств для ее дальнейшего использования в информационной системе;

- построить аналитические и процедурные модели, и разработать структуру информационной системы, позволяющей выбирать переменные контроля состояния функционирования экологического объекта, для принятия оперативных управленческих решений для изменения режимов его работы.

Объект исследования

Переменные контроля состояния функционирования экологического объекта.

Предмет исследования

Аналитические и процедурные модели выбора переменных и методов контроля экологического объекта.

Методы исследования

Для решения перечисленных задач в работе использованы методы: статистического анализа, теории вероятностей, математического моделирования, математической статистики.

Научная новизна работы:

- предложены аналитические модели, позволяющие определить набор контролируемых переменных, для распознавания состояний функционирования экологического объекта, в основу которых положено использование детерминированного, стохастического и последовательного методов, что обеспечивает снижение вычислительных затрат, и оперативно принимать управленческие решения по изменению режимов его работы;

- поставлена и решена задача выбора программ контроля состояний функционирования экологического объекта по критериям максимума достоверности, минимума средних затрат, минимаксному критерию, что позволяет обеспечить эффективный процесс оперативного принятия решений для изменения режимов работы экологического объекта с целью предотвращений аварийных ситуаций и добиться снижения экономических и технологических затрат на процесс его эксплуатации.

- предложена структура информационной системы выбора переменных контроля экологического объекта, включающая блок базы данных, блок выбора методов распознавания технического состояния, модуль распознавания технического состояния объекта, передающий переменные в пользовательский интерфейс.

Практическая ценность работы заключается в возможности использовать полученные результаты при проектировании новых и эксплуатации существующих экологических объектов, а также использовать разработанную в ходе исследования информационную систему для создания программно-аппаратного комплекса для решения задач экологического мониторинга состояния подземных вод и предотвращения аварийных ситуаций.

Полученные в ходе работы результаты использованы:

1) при обучении студентов специальности "Информационные системы и технологии" (ИСиТ) на факультете информационных технологий Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ), что позволило повысить качество и эффективность учебного процесса.

2) при обучении студентов специальностей "Автоматизированные системы обработки информации и управления" и в Тамбовском профессиональном лицее №17.

3) при разработке учебно-методических пособий, лабораторных работ и обучающих программных комплексов по дисциплине "Информационные системы" на кафедре «Информационные системы и защита информации» ТГТУ.

Практическая реализация работы

При эксплуатации существующих экологических объектов, а также решения задач экологического мониторинга состояния подземных вод и предотвращения аварийных ситуаций на базе территориального центра «Тамбовгеомониторинг».

Положения, выносимые на защиту:

- модели распознавания состояний функционирования экологического объекта, основанные на выборе минимального количества переменных, при использовании детерминированного, стохастического и последовательного методов;

- постановки и решения задач синтеза оптимальных программ контроля состояний функционирования экологического объекта для обеспечения эффективности процесса оперативного принятия решений по критериям максимума достоверности, минимума средних затрат и минимаксному критерию;

-информационная система выбора переменных контроля экологического объекта, позволяющая осуществлять процессы контроля состояния функционирования экологического объекта на основе построенных аналитических и процедурных моделей.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и обсуждены на IV Всероссийской научно-технической конфренции «Теория конфликта и ее приложения» (г. Воронеж, 2006), на семинарах кафедры "Информационные системы и защита информации " ТГТУ и кафедры "Прикладная информатика" Тамбовского филиала Московского государственного университета культуры и искусств.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 5 статей, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация, общий объем которой составляет 170 страниц, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной научной литературы, включающего 86 наименований научных трудов на русском и иностранных языках и 5 приложений. Диссертация содержит 10 рисунков и 17 таблиц.

Выводы к главе 5

1. Научно обоснован новый класс задач экологического мониторинга сложных систем.

2. Разработан алгоритм контроля технических параметров контролируемого объекта и произведены его испытания в условиях Тамбовского промышленного узла.

3. Решена задача по нахождению оптимальных затрат контроля технических состояний объекта.

4. Предложен метод и на его основе решена задача контроля технических состояний контролируемого объекта с использованием минимаксных критериев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулированы основные результаты работы для построения информационной системы выбора переменных контроля экологического объекта на основе построенных аналитических и процедурных моделей:

- разработана структура базы данных, обеспечивающая хранение информации, полученной от составляющих экологического объекта;

- предложенные аналитические и процедурные модели позволили определить набор контролируемых переменных для распознавания состояний функционирования экологического объекта, в основу которых положено использование детерминированного, стохастического и последовательного методов, что позволило обеспечить снижение вычислительных затрат и возможность оперативного принятия решения по изменению режимов его работы;

- решена задача выбора программ контроля состояний функционирования экологического объекта по критериям минимума средних затрат, минимаксному критерию, максимума достоверности, что позволило добиться снижения экономических и технологических затрат, обеспечить эффективный процесс оперативного принятия решений для изменения режимов работы экологического объекта с целью предотвращений аварийных ситуаций и в процессе его эксплуатации;

- предложенная структура информационной системы выбора переменных контроля объекта, включающая блок выбора методов распознавания технического состояния, блок базы данных, модуль распознавания технического состояния объекта, для передачи переменных в пользовательский интерфейс и позволяющая оперативно собирать и обрабатывать информацию об экологическом объекте с целью оперативного принятия решений.

1. Пахомова, Н.В. Экономика природопользования / под ред. Н.В.Пахомовой и Г.В.Шалабина. / Л: СпбГУ, 1983.

2. Кульский, JI.A. Очистка природных вод. /Л.А. Кульский // Киев: Наукова думка, 1967.

3. Гольдберг, B.M. Методические рекомендации по выявлению и оценке загрязнения подземных вод / В.М. Гольдберг, С.Г. Мелькановицкая, И.М. Лукъянчиков // Москва: ВСЕГИНГЕО, 1990.

4. Ball, D. GSI Groundwater newsletter/ D. Ball //Ed. D. Daly. 1993.

5. Рахманин, Ю.А. О совершенствовании санитарного законодательства и контроля в области гигиены питьевого водоснабжения / Ю.А. Рахманин, Михайлова Р.И. // Гигиенические аспекты опреснения воды. Ред. Г.И.Сидоренко, Ю.А.Рахманина. / Шевченко, 1988.

6. Эльпинер, Л.И. Социально-экономические вопросы использования водных ресурсов / Л.И. Эльпинер, А.В. Чупис, Ю.В. Панасовский // Москва: Наука, 1992.

7. Эльпинер, Л.И. Междисциплинарный подход к оценке условий использования подземных вод для питьевых целей / Л.И. Эльпинер, И.С. Зекцер // Водные ресурсы. Т. 26 № 4, 1999.

8. Тихомиров, В.В. Защищенность, уязвимость подземных вод, их выражение при картировании / В.В. Тихомиров, П.С. Безруков // Геология, 2, МГУ, 1995.

9. Басков, Е.А. Принципы и методы обзорного эколого-гидрогеохимического картографирования / Е.А. Басков, С.Н. Суриков, Л.Г. Учителева // Всесоюзная конференция "Методология экологического нормирования", Харьков, 16-25 апр. 1990.

10. Ковалевский, B.C. Концепция и принципы эколого-гидрогеологического районирования и оценок состояния территорий. / B.C. Ковалевский // Водные ресурсы , т.21. №1, 1996.

11. Ковалевский, B.C. Методология эколого-гидрогеологических оценок состояния территории / B.C. Ковалевский // Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря, международный научный семинар. СПб, 21-25 июня 1993г. Тез. докл. / СПб, 1993.

12. Лисенков, А.Б. Эколого-гидрогеологическое районирование на базе интегральных показателей / А.Б. Лисенков // Многоцелевые гидрохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной подземных вод. Тез. докл./ Томск, 1993.

13. Порядин, Л.Ф. Экологические факторы питьевого водоснабжения / Л.Ф. Порядин // Водоснабжение. № 4, 1998.

14. Водный кодекс Российской Федерации. 1995.

15. Инструкция по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям питьевых и технических вод. / М: Изд-во Управления делами совета министров СССР, 1984.

16. Кочетков, М.В. Экология подземных вод / М.В. Кочетков, В.В. Куренной, С.Л. Пугач, Л.С. Язвин // Геологические исследования и охрана недр: обзор. Ред. Г.С Вартанян. / М: А.О. "Геоинформмарк",1994.

17. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.559-96. Госкомсанэпиднадзор России. / М, 1996.

18. Воронов, А.Н. К вопросу об оценке качества пресных подземных вод / А.Н. Воронов, А.А. Шварц // Вестник С-Петербургского университета, сер.7, Вып.4, 1994.

19. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. / СПб: АО Hi ill "Буревестник" Научно-технический центр "Амекос" 1994.

20. Воронов, А.Н. Новые экологические аспекты оценки качества пресных подземных вод / А.Н. Воронов, А.А. Шварц // Геоэкология. Инженерная геология. Геокриология.

21. Кирюхин, В.А. Гидрогеохимия / В.А. Кирюхин, А.И. Коротков, СЛ. Шварцев //М: Недра, 1993.

22. Чарыков, А.К. Математическая обработка результатов химического анализа / А.К. Чарыков // Л: ЛГУ, 1977.

23. Гольдберг, В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды / В.М. Гольдберг // Л: Гидрометеоиздат, 1987.

24. Зекцер, И.С. Исследования подземного стока, режима и качества подземных вод / И.С. Зекцер, B.C. Ковалевский, Р.Г. Джамалов // Водные ресурсы. Т.26 №5, 1999.

25. Плотников, Н.И. Поиски и разведка пресных подземных вод / Н.И. Плотников // М: Недра, 1985.

26. Антонов, В.В. Гидрогеологические проблемы недропользования / В.В. Антонов // (Теоретические аспекты). / СПб: Пангея, 1997.

27. Миронов, O.K. Оптимальные балльные оценки для составления синтетических карт / O.K. Миронов // Геоэкология. №3, 1999.

28. Хованов, Н.М. Математические основы теории шкал измерения качества / Н.М. Хованов // Л: ЛГУ, 1982.

29. Экоинформатика. Теория. Практика. Методы и системы. // Под ред. В.И. Соколова. С.-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992, с.520.

30. Берляит, A.M. Геоинформационное картографирование в экологических исследованиях / A.M. Берлянт // Геоинформатика. Сб. статей. Изд. МГУ, I995.C.3S-40.

31. Новаковский, Б.А. Цифровые и электронные геоэкологические карты: получение и использование / Б.А. Новаковский // Геоинформатика -97, №1.с.33-36.

32. Новаковский, Б.А. Использование компьютерных технологий в экологическом картографировании / Б.А. Новаковский, М.В. Сыроватская, Н.Н. Тульская //Геоинформатика-97, №2. с.36-41.

33. Чистов, С.В. Информационное обеспечение экологического картографирования на региональном уровне / С.В. Чистов // Геоинформатика 97. №2. с.44-48.

34. Буренков, Э.К., Защита среды обитания начинается с многоцелевого геохимического картографирования: концепции устойчивого развития / Э.К. Буренков, А.А. Головин, Е.И. Филатов // Экология и промышленность России. 1997, №7. с. 24-28.

35. Кочуров, Б.И. Природные кадастры в современных условиях / Б.И. Кочуров, Ю.Г. Иванов // Экология и промышленность России. 1998.

36. Литвинов, А.А. Использование ГИС-технологий при оценке качества подземных водных ресурсов промышленного узла / А.А. Литвинов, В.А. Немтинов, Ю.В. Немтинова // Вестник ТГТУ, 2005. Т.11, №3 с. 625-631.

37. Fuchs, L. Anwendung geografischer Informations Systeme beider Kanalnetzbercchmmg / L. Fuchs, C. Maksimovic, D. Prodanovic // Korrespond. Abwasser. 1994. -41, N10. S 1766-1768, 1770-1773.

38. Barbera, P.La. Application of Geographical Information Systems in the analysis of hydrological inputs to a shallow Mediterranean constal aquifer / P.La. Barbera, F. Siccardi / (Pap. Int. Conf, Tallinn, 6-9 Sept., 1993// IAHS Publ.1994.-N220.-P.337-346.

39. Blinn, C.R. Enhancing access for natural resource professionals to geographic information systems: An example application / C.R. Blinn, D.J. Martodam, L. Queen // Forest. Chron. 1994. - 70, N1. - P.75-79.

40. Bojarowski, K. Zastosowanie systemu ARC/INFO do pozyskiwania informacji i oceny zmian srodowiska / K. Bojarowski // Acta Acad. arg. ac tech. olsten. Good, et runs regul. 1994. - N25.-C.31-42.

41. Boussema, M.R. Systeme d'inforrnation sur I'environnement du Lac Ichkeui integrant les donnees de leledetection / M.R. Bousserna, M.F. Megdiche, R. Caloz // Tunis, 6-9 dec., 1993//Bull. Corn. fr. cartogr. 1994.1. N142-143.-C.64-81.

42. Bracht, M.J. Geohydrological information systems for water management / M.J Bracht // Int. Conf.:Conf. Integr. Water Resources Manag., Amsterdam, 26-29 Sept., 1994,-Amsterdam, 1994.-P.687-690.

43. Deursen, W.P.A. van. Geographical information systems and dynamic models. Development and application of a prototype spatial modeling lanquage / W.P.A. Deursen //Ned. Geogr.Stud. 1995. -N 190. -P. 1-198.

44. Drayer, D. GIS-Methoden in der landschaftsokologischen Raumbewer tung mit einern Beispiel zur Bestimmung der Bodenerosion sgefahrdung / D. Drayer, M. Huber//Erde.- 1994.- 125,N1.-S. 1-13.

45. Hrebicek, J. Using GIS in state controlling environment protection / J. Hrebicek, // Eur. Transit.: Context of GIS.: Conf. Proc., Brno, Aug. 28th-31st, 1994. Brno, 1994. P.Ill-5-Ш-11.

46. Liao, H.H. Interactive water quality modeling within a GIS environment / H.H. Liao, U.S. Tim // Comput, Environ, and Urban Syst. 1994. - 18. N 5. - P. 343-363.

47. Masser, J. GIS in state of the environment auditing / J. Masser, A. Pritchard // Town Plarm. Rev. 1994.65, N 2. -P. 205-213.

48. Morse, G. Managing agricultural pollution using a linked geographicalinformation system and non-point source pollution model / G. Morse, A. Eatherall, A. Jenkins // Inst. Water and Environ. Manag. (Gr.Brit.).1994. Vol.8, N 3. - P. 277-286.

49. Cowen, D.J. The Design and Implementation of an Integrated Geographic Information System for Environmental Applications/ D.J. Cowen, etc. // PEARS. -1995. Vol. LXI, NIL - P. 1393-1400.

50. Воробьева, Т.А. Опыт разработки ГИС экологии города / Т.А. Воробьева, Е.А. Красильников, B.C. Поливанов, И.В. Фадеева // Проблемы окружающей среды и природ, ресурсов: Обзор, информ. / ВИНИТИ. ~ 1999. № 6. - С. 4149. - Библиогр.: 4 назв.i

51. Жовняк, А.В. Региональная геоинформационная система ИКАР / А.В. Жовняк // ГИС обозрение. - 1995. - Спец. вып. - С. 16.

52. Гвоздев, В.Е. Использование ГИС-технологий в моделировании экологических процессов / В.Е. Гвоздев, P.P. Низамов, Э.А. Ульданов, А.Ф. Хатыпов // Матер.2 Междунар. симп. "Пробл. экоинформат.", Москва, 14-15 ноября 1994 г. М.,1994. - С.37-40.

53. Красовская, О.В. Проект создания геоинформационной системы "Экология" / О.В. Красовская, С.В. Скатерщиков // Использ. косм. инф. В градосгроит. проектир. / Федерал, служба геод. и картогр. РФ. М., 1994.-С. 119-125.

54. Милич, В.Н. Концепция муниципальной автоматизированнойкартографической системы Ижевска / В.Н. Милич, А.И. Мурынов // "ГИС-Обозрение", 1997, № 3. -С.55-56.

55. Кошкарев, А.В. Региональные геоинформационные системы / А.В. Кошкарев, В.П. Каракин // М., Недра, 1987, 126 с.

56. Моисеев, Н.Н. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями / Н.Н. Моисеев, В.В. Александров, A.M. Тарко // Человек и биосфера, М.: Наука,1985-272с.

57. Форрестер, Дж. Мировая динамика. М.: Наука, 1978. - 167с.

58. Литвинов, А.А. Алгоритмическое обеспечение информационной системы для решения задач мониторинга / А.А. Литвинов, А.Ю. Громова, А.А. Митюрев // Вестник Воронежского института высоких технологий, 2007, №2, с. 78-85.

59. Niwa, К. Environmental Data Base. Proc. Of the 4-th. Int. Clean Air Congress / K. Niwa // Tokyo, Japan, May 16-20, 1977, pp.647-649.

60. Ленат, Д. Построение экспертных систем / Д. Уотермана, Д. Лената // Под ред. Ф. Хейеса-Рота- М.: Мир, 1987. -441с.

61. Galliani, G. A Data Base for Environmental Management. In: Env. Syst. Anal, and Manag / G. Galliani, E. Lanzi // Ed. by S. Rinaldi. North Holland Publ. Сотр. IFIP, 1982,pp.789-800.

62. Eckhardt, J.R. Real-Time Reservoir Operation Decision Support under the Appropriation Doctrine / J.R. Eckhardt // Ph.D. dissertation, Colorado State University .Spring, 1991.

63. Bracht, M.J. Geohydroiogical information systems for water management / M.J. Bracht // Int. Conf: Conf. Integr. Water Resources Manag., Amsterdam, 2629 Sept., 1994.-pp.687-690.

64. Drayer, D. M. GIS Methoden in der landschaftsokologischen Raumbewer tung mit einern Beispiel zur Bestimmung der Bodenerosion sgefahrdung / D. Drayer, M. Huber // Erde. - 1994. - 125, № 1. - S. 1 - 13.

65. Жовняк, А.В. Региональная геоинформационная система ИКАР / А.В. Жовняк // ГИС-обозрение. 1995. - Спец.вып. -с. 16.

66. Горелик, А.Л. Скрипкин В. А. Методы распознавания / А. Л. Горелик, В. А. Скрипкин // М.: Высшая школа, 1977.

67. Фу, К. Последовательные методы в распознавании образов и обучении машин / К. Фу // Пер. с англ./Под рея Л. А. Мееровича и Я. 3. Цыпкина. М.: Наука, 1971.

68. Мальцев, П. А. Модель иерархического резервирования элементов вычислительного комплекса с использованием нечетких множеств / П. А. Мальцев, Б. В. Москвин, Г. Н. Воробьев // Изв. вузов. Приборостроение, 1982. Т. XXV. № 8. С. 90-93.

69. Воеводин, В. В. Линейная алгебра / В. В. Воеводин // М.: Наука, 1980.

70. Дмитриев, А. К. Распознавание отказов в системах электроавтоматики / А. К. Дмитриев/Л.: Энергоатомиздат, 1983.

71. Соловьев, Н. А. Тесты (теория, построение, применение) / Н.А. Соловьев//Новосибирск: Наука, 1978.

72. Беллман, Р. Динамическое программирование и современная теория управления / Р. Беллман, Р. Калаба // Пер. с англ./Под ред. Б. С. Разумихина. М.: Наука, 1969.

73. Systems Analysis and Simulation in Ecology / Ed. By B.C. Patten. N.Y.:

74. Acad. Press, v.l, 2,3, 1975.

75. Ринальди, С. Теория систем в приложении к проблемам защиты окружающей среды / Под ред. С. Ринальди. -Киев, Вищашкола, 1981. -264с.

76. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии./ В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов // М: Наука, 1976. 500с.

77. Пэнтл, Р. Методы системного анализа окружающей среды / Р. Пэнтл // М.: Мир, 1979.-213с.

78. Баркер, С. Профессиональное программирование в Microsoft Access 2002 / С. Баркер // Пер.с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. -992с.

79. Кофман, А. Введение в теорию нечетких множеств / А. Кофман // Пер. с франц. / Под ред. С. И. Травкина. М.: Радио и связь, 1982.

80. Орловский, С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации / С. А. Орловский // М.: Наука, 1981.

81. Дмитриев, А.К. Основы теории построения и контроля сложных систем / А.К. Дмитриев, П. А. Мальцев // Л.:Энергоатомиздат,1988.