Рациональное использование водных ресурсов - Яковлев С.В.
ISBN 5-06-001825-3
Скачать (прямая ссылка):
Ш Цель — это конечный результат, на достижение которого направлено функционирование системы. Основная цель в управлении-— рациональное использование водных ресурсов дйя удовлетворения социальных и экономических потребностей общества. Однако сформулированная таким образом цель носит слишком общий характер. Поэтому возникает потребность в конкретизации цели, достигаемой путем декомпозиции (расчленения) ее на частные цели.
Анализ деятельности водохозяйственных систем позволяет выделить следующие: • обеспечение населения водой для питьевых и коммунальных нужд; • получение производственного эффекта на водохозяйственных объектах; ® водное благоустройство территорий; # обеспечение оборонных мероприятий; ф охрана окружающей среды от вредного воздействия вод и водных ресурсов от загрязнения и истощения; # сохранение и улучшение экологической системы и т. п.
Каждая цель формально может быть записана в виде целевой функции F(x), которая выступает как критерий оцейки путей достижения поставленных задач. Например, для экономических процессов (получения производственного эффекта) наиболее часто, в качестве критерия применяют валовой доход, прибыль, объем валовой продукции, расчетные затраты труда, ресурсов, себестоимость продукции и т. п. Для социальных целей используют показатели качества воды, рекреационную ценность водоемов и т. п. Множественность критериев, из которых одни желательно обратить в максимум, а другие — в минимум, характерна для любой сложной задачи управления.
На третьем этапе отыскивают альтернативу, наилучшим образом обеспечивающую достижение поставленных целей. Это составляет суть управления.
И Моделирование—- процесс построения и исследования моделей, отображающих реальную систему.
Н Математическая модель ВХС —математические выражения, показывающие связь между входными (независимыми, управляющими) и выходными переменными, характеризующими водохозяйственную систему, например между объемом воды и экономическим эффектом от ее использования.
Модель может быть числовой (в виде формул), логической (в виде блок-схемы алгоритмов или программ расчетов), графической.
Построение математической модели содержит следующие этапы: • выбор входных и выходных переменных; • идентификация модели, которая заключается в определении числовых значений параметров (коэффициентов), входящих в модель; • проверка адекватности (соответствия) модели моделируемому объекту. Моделирование проводят в несколько этапов до достижения необходимой точности. - Пока не. существует единой математической модели водохозяйственных систем, которая учитывала бы все многообразие их особенностей. Поэтому для каждой, конкретной системы разрабатывают специальную математическую модель, позволяющую выбрать ее параметры и провести анализ се функционирования в условиях разной водности и водопотребления. Процесс принятия решений при управлении осуществляется в режимах имитации и оптимизации.
¦ Имитация — это процесс' управляемого эксперимента, проводимого над моделью ВХС. Имитацию проводят в тех случаях, когда аналитическое решение задачи управления невозможно, а непосредственное экспериментирование недопустимо или нецелесообразно. Подобная ситуация характерна для сложных водохозяйственных систем, для которых трудно предсказать последствия тех или иных управляющих решений. Имитация позволяет прогнозировать поведение системы в различных условиях, проверить и оценить различные методы управления, обучить специалистов-во-дохозяйственников управлению.
¦ Имитационная модель — это описание процесса функционирования ВХС на языке ЭВМ. Ее особенностью является достаточно близкое к действительности воспроизведение исследуемого процесса,, так как математический аппарат, применяемый при этом, не ограничен каким-то определенным классом уравнений.
Работа по постановке и проведению имитационного моделирования может быть условно разделена на следующие этапы: • постановка задачи; • назначение цели исследования; # разработка модели системы; • определение параметров управления; ® планирование эксперимента на ЭВМ при различных значениях управ-
ляющих параметров; Ф анализ результатов эксперимента я принятие решений.
Эксперимент заключается в поиске таких управляющих воздействий, которые обеспечивают достижение поставленных целей управления. Он проводится в форме человеко-машинного диалога. Измейение управляющих параметров вызывает'изменение результатов функционирования BXG. Эти результаты, полученные на ЭВМ, анализирует специалист, который принимает решение о дальнейшем изменении управляющих параметров. Процесс продолжается до тех пор, пока нейденное решение не будет признано удовлетворительным.
Имитационное моделирование находит широкое применение при построении правил управления сложными водохозяйственными системами, так как позволяет учесть многие неформальные, противоречивые условия их функционирования, трудно поддающиеся точному математическому описанию.
Анализ функционирования водохозяйственных систем возможен' не только путем имитации на ЭВМ ее поведения в различных ситуациях. В некоторых случаях, например при решении крупнорегиональных задач оценочного характера, при разработке правил управления не очень сложными ВХС, частных задач управления, целесообразно применение методов оптимизации. 1
