Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
10 В.А.Королев
145
ветствуют кольцевым путям в ориентированных графах. Использование теории графов при моделировании позволяет исследовать в рамках мониторинга геологической среды весьма сложные системы, каковыми и являются реальные ПТС.
Динамические модели систем. До сих пор речь шла о статических моделях и статических системах. Системы, в которых происходят какие-либо изменения во времени, называются динамическими, а модели, их отражающие ?— динамическими моделями систем. Реальные природно-технические системы, реальные объекты геологической среды представляют собой динамические системы, изменяющиеся во времени. Именно они являются основным предметом моделирования в системе мониторинга, поскольку позволяют решать прогнозно-временные задачи и задачи по управлению системами. Развитие динамических моделей происходит примерно в той же последовательности, как это излагалось: от "черного ящика" к "белому",
Уже на этапе "черного ящика" различают два типа динамики системы: -ее функционирование и развитие. Под функционированием понимают те процессы, которые происходят в системе (и окружающей ее среде), стабильно реализующей фиксированную цель. Развитием же называют то, что происходит с системой при изменении ее Целей. Развитие ПТС осуществляется человеком при модернизации производства, смене технологий на более совершенные и т.п. Характерной че|э±оЙ развития является тот факт, что существующая структура перестает' соответствовать новой цели, и для обеспечения новой функции приходится изменять структуру, а иногда и состав системы, перестраивать всю систему. В системе одна подсистема может функционировать, а другая — развиваться, возможны и различные сложные комбинации.
I СИСТЕМА V і»».. •* * * * _* • * •
Рис. 33. Динамическая модель "черного ящика"
Следующий шаг в построении динамических моделей систем состоит в том, чтобы конкретнее отобразить происходящие в них .изменения, в частности, техногейные изменения геологической среды. Типы динамических моделей такие же, как и статических, только элементы этих Моделей имеют временной характер. Таким образом, динс-л- !ческим аналогом модели "черного ящика" будет задание
на входе какого-либо начального состояния системы (при данном уровне и виде техногенного воздействия), а на выходе — получение конечного (желаемого) состояния системы (ее отклика, измененности) через то или иное время (рис. 33). Для динамической модели состава определяющим будет перечень действий, необходимых для перевода начального состояния состава системы в конечное. Для динамической модели структуры — последовательность действий и продолжительность каждого действия между связями и отношениями.
При математическом моделировании некоторого процесса его конкретная реализация описывается в виде соответствия между элементами множества X возможных "значений" х и элементов упорядоченного множества Т "моментов времени" 2, т.е. в виде отображения:
Т^Х: х(1)еХ\ teT.
Рассматривая выход т/(?) системы (это может быть вектор) как ее реакцию на управляемые и(1) и неуправляемые у(1) входы
*(<) = {«(*)>*(<)},
можно динамическую модель "черного ящика" (рис. 33) выразить как совокупности двух процессов:
хт = {*(*)} и ут = ыо}, teт.
Все указанные выше типы моделей систем являются формальными, относящимися к любым системам геологической среды, и следовательно, не относящимися ни к одной конкретной системе. Чтобы получить модель заданной системы, нужно придать формальной модели конкретное содержание, т.е. решить, какие аспекты реальной системы включить в элементы модели избранного типа, а какие — нет, считая их несущественными. Этот процесс обычно неформализуем, поскольку признаки существенности или несущественности в очень .редких случаях удается формализовать.
В силу этих причин процесс построения содержательных моделей геологической среды или ее элементов является процессом творческим, интеллектуальным. Тем не менее интуиции исследователя, разрабатывающего содержательную модель, немало помогают формальная модель и рекомендации по ее наполнению' конкретным содержанием. Формальная модель является "окном", через которое исследователь смотрит на реальную систему, строя содержательную модель геологической среды.
В процессе построения содержательных моделей систем геологической среды отчетливо прослеживается необходимость использования и формальной логики и диалектики. В этой процессе главной
является задача создания достаточно полной модели. Общие рекомендации по достижению полноты модели следующие:
1) необходимо стремиться учесть все существенные факторы, влияющие на рассматриваемое явление; поскольку такая существенность не всегда очевидна, лучше включить в модель несущественный элемент, чем не включить существенный;
2) одним из необходимых признаков полноты модели является наличие в ней противоречивых элементов; следует уделить специальное внимание этому моменту: • например, при перечислении выходов надо включать в перечень не только желательные целевые выходы, но и нежелательные;
