Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А




НазваниеКонцепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А
страница1/2
Дата публикации14.04.2013
Размер132 Kb.
ТипАнализ
vbibl.ru > География > Анализ
  1   2


КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО ХРАНИЛИЩА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Степановская И.А.

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, Россия

Баренбойм Г.М.

Институт экологических технологий и систем управления «ЭСКОС», Москва, Россия
ОБЩИЕ ОСНОВЫ КОНЦЕПЦИИ

Современные системы экологического мониторинга, в том числе водных объектов, очень часто представляют собой крупномасштабные системы по охвату территорий, объему регистрируемых данных, набору прогнозных и иных моделей, сложности формирования сценариев управления и т. д.

Основу современной программной инженерии системного анализа крупномасштабных задач экологического мониторинга составляет методология OLAP-Data Mining, реализующая концепцию хранилища данных Основными этапами сопровождения хранилища являются периодический прием и интеграция данных в интересах совместной аналитической обработки и управляющей аналитики (рис. 1).

Р
ис. 1. Общая схема формирования и функционирования хранилища

Несмотря на значительные успехи, по сведениям западной статистики, 60-80% проектов хранилищ данных для управляющей аналитики оказываются незавершенными в смысле расхождения поставленных целей и достигнутых результатов.

Анализ имеющихся разработок показывает наличие ряда принципиальных недостатков в используемых схемах организации экологического мониторинга. К ним являются следующие:

несогласованный “кусочный” экологический контроль разных природных сред (воздуха, водных ресурсов, почвы и биоты), территориальных и природных объектов,

использование хранилища данных экологического мониторинга в виде электронного архива, проектируемого “от данных”, а не “от задач” управления,

недоиспользование высокого потенциала интеграции хранилища данных с ГИС-технологиями в части прогнозного моделирования,

недостаточная развитость информационной логистики в контуре поддержки принятия решений,

уникальность и слабая тиражируемость практических разработок.

Отмеченные недостатки практически исключают возможность достижения того уровня автоматизации, который требуется для решения крупномасштабных задач экологического мониторинга и управления. Актуальной проблемой становится поиск направлений развития информационно-управляющих технологий экологического мониторинга, преодолевающих указанные недостатки.

Для решения этой проблемы предлагается концепция управляющего хранилища экологического мониторинга (УХ ЭМ), которая в отличие от классической концепции хранилища делает упор на поддержку принятия управляющих решений в замкнутых и автономных контурах системного контроля, анализа и управления.

Концепцию УХ ЭМ можно охарактеризовать как систему принципов, методов и технологий аккумулирования и обработки по определенным правилам логически упорядоченной информации, предназначенной для поддержки принятия решений в контуре системного контроля, анализа и управления при одновременном достижении высоких оценок критериев качества информационно-управляющего процесса.

Концепция УХ ЭМ ориентирована на класс крупномасштабных информационно-управляющих систем экологического контроля, анализа и управления, обладающих возможностями высокой реактивности и наиболее раннего распознавания негативных тенденций и нештатных состояний. Поэтому ключевым решением является организация динамической многоагентной системы экспертного наблюдения (СЭН). Идеологически СЭН-приложения находится на стыке технологий системного мониторинга, семантического моделирования контролируемой области, экспертного анализа аномалий и принятия решений. Основной ориентацией методов Data Mining для реактивных СЭН-приложений в области анализа и управления является поддержка “систем аргументации”. Качество СЭН определяется не столько возможностью идентифицировать аномалии и текущие приоритетные задачи повышенного контроля и управлении задачи, сколько способностью адекватно реагировать на выявленные нештатные ситуации, блокируя их дальнейшее развитие. Исходя из этой функциональной направленности, каждый модуль СЭН ведет некоторую систему приоритетных объектов контроля и комплексно реализуют три этапа решения задач управления:

Контролируемость,

Формирование концепции управляемости,

Управление.

Многоагентная СЭН оказывается способной контролировать объекты, процессы, события, явления, контуры управления и действия персонала, обнаруживать нештатные ситуации, несанкционированные действия и обеспечивать автоматизированную поддержку соответствующих процессов принятия управляющих решений.

Для снижения сложности проектирования предлагается технология ускоренного проектирования УХ ЭМ (RAD-технология), основанная на перспективных принципах унификации стандартизации методов, технологий и приложений.

Обобщенная схема “управляющего хранилища” представлена на рис.2.

В интересах системного подхода к анализу и управлению предполагается создание единого информационного пространства и использование канонических принципов организации информационных потоков в контуре принятия управляющих решений. Ключевой принцип единого информационного пространства состоит в том, что поиск должен быть применим ко всем типам данных, независимо от форматов их представления. Высокая доступность данных, обеспечиваемая в едином информационном пространстве, поддерживает построение логистических моделей маршрутизации информационных потоков данных, поступающих из различных источников, формирующих интегрированные информационные ресурсы и обеспечивающих информационный обмен данными и сообщениями в соответствии с задаваемыми временными и логическими регламентами в контексте информационных потребностей логики принятия решений. Предполагается использование оболочек специализированных OLAP-Data Mining и СЭН, выполняющих роль типовых интегрированных информационных ресурсов и стандартизируемых систем их обработки соответственно.

Р
ис. 2. Обобщенная схема управляющего хранилища

Единое информационное пространство строится в виде кластерной модели контролируемых объектов предметной области. Кластерная модель предполагает оперирование с группируемыми и классифицируемыми множествами разных объектов и отвечает потребностям многоуровневого обобщения, контроля и управления. Например, водные объекты могут группироваться по типам (реки, озера, моря), по мощности водотока и др. Сложные типы объекты (например, большие реки) могут представляться на уровне иерархических участков. В качестве характеристик объектов используются иерархические системы показателей. При этом каждому кластеру объекту может соответствовать как общезначимый, так и индивидуальный кластер контролируемых характеристик.

Кластерная модель одинаково выразительна для представления объектов произвольной структуры и семантики, включая посты наблюдений, приборы, загрязняющие вещества, природные объекты, предприятия-загрязнители, системы управляющих решений, направления программного финансирования, состояние выполнения программных мероприятий, источники финансирования, результаты контрольных измерений и др.

Унифицированность кластерной модели данных позволяет в программном обеспечении УХ ЭМ использовать для ее хранения единый информационный ресурс и применять единые методы идентификации, поиска и использования для представления и обработки знаний в процедурах многоуровневого контроля, анализа и принятия решений.

Каноническая концепция УХ ЭМ позволяет строить системы экологического мониторинга в виде типизируемых интегрированных многомодульных систем, гибко настраиваемых на предметную область. На рис.3 приведена минимальная конфигурация такой системы. Ее функция состоит в организации сигнализирующего контроля, обнаружения событий, управление персоналом и учет финансовых ресурсов, выделяемых на поддержку экологической безопасности. Построение на единой концептуальной основе УХ ЭМ позволяет обеспечить должный уровень полноты и согласованности информации для адекватной многоаспектной оценки состояния процесса управления экологической безопасностью)

Р
ис. 3. Блок-схема интегрированной многомодульной системы экологического мониторинга

Основными достоинствами предлагаемой интегрированной многомодульной системы экологического мониторинга являются следующие:

ориентация на методологическую и технологическую согласованность экологических измерений,

ориентация на возможность полной оперативной оценки последствий нештатных состояний и дестабилизирующих факторов,

возможность внедрения наукоемких автоматизированных технологий системного управления, обеспечивающих принятие системных управляющих решений.

^ МОНИТОРИНГ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Мониторинг экологического статуса является центральным блоком системы. Он строится в виде системы накопления и обработки экологических измерений. Для перехода от тактики констатирования неблагоприятных экологических явлений к тактике их прогнозирования необходим качественно новый системный подход к описанию состояния окружающей среды как динамической химико-биологической системы. Подобный подход требует интеграции лабораторных анализов, приборов и датчиков сигнализации загрязнения природной среды (воздуха, почвы, воды, донных отложений).

Основной проблемой реализации этого подхода является высокая алгоритмическая сложность интеграции и обработки больших объемов многомерных данных хранилища при значительном “семантическом разрыве” между формальными операциями выборки, выполняемыми в базах данных, и методами принятия решений, которыми владеют прикладные эксперты. В связи с этим целесообразно создавать УХ ЭМ как СУБД, о крупных “картографических” объектах и связанных с ними временными диаграммами и анимационными моделями. Такой подход допускает использование эвристических алгоритмов системного контроля, анализа и управления.

Картографический объект как высокоуровневая единица контроля поддерживает соответствующий уровень интеграции экологически значимой информации, а также ее высокую масштабируемость, что создает необходимые предпосылки для перехода к задачам корпоративного многоуровневого управления.

С целью повышения реактивности и гибкости алгоритмов анализа динамики параметров картографических объектов, табличные сводки параметров анализируемых картографических объектов могут представляться в “семантически интерпретируемом” формате графиков, диаграмм и анимационных моделей. Автоматизированная обработка такого формата ‘имитирует’ рассуждения с вычислениями, проводимыми прикладными экспертами, принимающими управляющие решения на основе визуального контроля и анализа временных рядов значений контролируемых показателей. Для задач экологического контроля предложены оригинальные табличный метод для представления и вычислительной обработки древовидных иерархий, описаны прикладные программные средства, поддерживающие оригинальные “семантически интерпретируемые” форматы представления данных мониторинга, обеспечивающие адекватную оперативную оценку экологического статуса. Указанные алгоритмы позволяют по-разному интерпретировать одни и те же превышения допустимых ПДК, давая им оценку случайного выброса, экологически опасной ситуации, экологически опасного процесса и т.д.

Особенностью использования геоинформационных технологий в контуре УХ ЭМ является также его ориентация не столько на визуализацию, сколько на автоматизацию моделирования, анализа и прогнозирования процессов системного экологического загрязнения всех природных сред.

Интегрированный контроль экологического статуса картографических объектов существенно расширяет спектр решаемых задач экологического контроля. Он поддерживает принятие управляющих решений по организации рационального природопользования на основе контроля, анализа и ранжирования источников загрязнений и природных объектов по комплексным оценкам, отражающим предельно-допустимые вредные воздействия. Например, появляется возможность задачи системного экологического контроля и управления водных ресурсов с учетом всех видов прямых и косвенных воздействий.

^ МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССА ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Этот вид мониторинга строится в виде интерактивного электронного технического руководства (ИЭТР), осуществляющего методологическую поддержку и организационное управление процессами хранения, установки, эксплуатации, поверки и др. изделий измерительной техники.

ИЭТР представляет собой самостоятельное хранилище данных, которое помимо оперативных предупреждений о наступлении директивных сроков проведения мероприятий, обеспечивает эвристический анализ технического состояния парка измерительной техники и исполнения регламентных требований эксплуатации измерительных комплексов. В данный круг анализа входят следующие вопросы.
  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А icon«Производственный экологический мониторинг и производственный экологический...
Предмет тендера: Оказание услуг по проведению «Производственного экологического мониторинга и производственного экологического контроля...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconСовременные тенденции в развитии стратегий экологического образования
Международное сотрудничество в области экологического образования Разработка общих стратегий экологического образования и охраны...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconПрограмма элективного курса «Экология Северного района»
Северного района и включает материал по экологической оценке состояния окружающей среды. Курс рассчитан на 34 часа, внеучебная деятельность...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconВыполнение экологического мониторинга на лицензионном участке
Заказчик, указанный в информационной карте (п 18. 1), намерен заключить с победителем запроса предложений договор, предмет которого...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconВикторина «Удивительное рядом» Конкурс «Тропинка»
Основной целью экологического марафона а является повышение уровня экологического образования и воспитания детей

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconКонцепция корпоративной политики ОАО акб «экопромбанк» в области...
Настоящая Концепция (далее по тексту – «Концепция») разработана в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconСистема мониторинга достижения детьми планируемых результатов освоения программы
В проведении мониторинга участвуют педагоги, психологи и медицинские работники. Основная задача мониторинга за­ключается в том, чтобы...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconТехнические требования к программному обеспечению для обеспечения...
Программное обеспечение для мониторинга эцн (арм технолога)" (далее "ПО") предназначено для непрерывного контроля за работой су эцн,...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А iconРасписание кружковой работы (название кружка, время проведения, ответственный)
Концепция национального и правового воспитания детей и молодежи, Концепция гражданского воспитания, нормативные акты Министерства...

Концепция управляющего хранилища экологического мониторинга степановская И. А icon9. Отчетность Доверительного управляющего >10. Вознаграждение и компенсация...
Инструкцией Центрального Банка Российской Федерации от 02. 07. 1997 г. №63 “О порядке осуществления операций доверительного управления...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница