Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
3) как бы ни были обширны наши знания о данном явлении, реальность богаче моделей — в ней всегда есть неизвестные факторы; чтобы не упустить из виду возможность чего-то существенного, но пока неизвестного, рекомендуется включать в модель неявные "запасные", неконкретизированные элементы (типа "все остальное" и т.п.) и на различных стадиях системного анализа обращаться к этим элементам, как бы ставя перед собой вопрос: не пора ли дополнить модель еще одним новым элементом?
5.2. ПОСТОЯННО ДЕЙСТВУЮЩИЕ МОДЕЛИ (ПДМ) В СИСТЕМЕ
МОНИТОРИНГА
Отличие использования моделирования в системе мониторинга геологической среды от других направлений исследований в инженерной геологии, гидрогеологии и геокриологии состоит в том, что созданная модель ПТС или модель геологической среды, или ее части "работает" в системе мониторинга постоянно, а не направлена на решение какой-либо разовой, единовременной задачи. Это — постоянно действующая модель (ПДМ), являющаяся частью АИС и постоянно пополняющаяся новой информацией по мере функционирования всей системы мониторинга. Создание и использование ПДМ является пока единственным и наиболее эффективным способом совершенствования системы управления в области рационального использования и охраны геологической среды территорий, решения всевозможных эколого-геологических проблем.
Постоянно действующая модель геологической среды — это система упорядоченно-взаимосвязанных, постоянно уточняющихся в ходе мониторинга условий и факторов, отражающих состояние части геологического пространства, трансформированного в его логическое, картографическое или математическое изображение для прогнозирования и управления. Основным назначением ПДМ
в системе мониторинга является решение инженерно-геологических и эколого-геологических задач, связанных с оценкой изменения (как природного, так и техногенного) геологической среды и ее компонентов, а также прогнозом ее развития. Применение ПДМ обеспечивает упорядочение технологии сбора и обработки поступающей инженерно-геологической информации на основе компьютеров.
Постоянно действующая модель в системе мониторинга является частью АИС. Она строится таким образом, чтобы по каналам связи постоянно имелась бы возможность получения для модели новой исходной информации из банка данных АИС о состоянии моделируемой геологической среды а о техногенных воздействиях на нее* Функционирование ПДМ, таким образом, осуществляется циклически: по мере получения в АИС новых исходных данных они загружаются в ПДМ и на модели "проигрывается" новый вариант развития моделируемой системы, затем при поступлении новых исходных данных цикл повторяется и т.д. Отсюда следует одно важное свойство и особенность ПДМ: чем дольше функционирует система мониторинга (т.е. чем полнее исходная для моделирования информация), тем "точнее" моделирование, тем ближе модель к моделируемому объекту.
Наблюдательная сеть 1 Баше данных АИС 1 Моделирование 1 Прогноз 1
Г Вывод Л \^ результатов у Рис. 34. Блок-схема постоянно действующей модели геологической среда
Принципиальная блок-схема ПДМ показана на рис. 34. Как видно из этой схемы, обращение ПДМ к банку данных, хранящихся в АИС в блоке АИПС, осуществляется циклически при поиске прогнозного решения. Банк данных, используемый в ПДМ, также должен быть автоматизированным и постоянно действующим. Постоянное пополнение новой информации в банк данных также используется в ПДМ при каждом очередном новом запросе исходной
информации для модели. Найденное прогнозное решение заносится в банк данных наряду с прочей информацией и хранится в АИПС до поступления нового уточненного варианта прогноза. При этом информация, включаемая в такие банки, должна быть представлена как информацией фактографической, так и информацией, включающей сведения о теоретических моделях геологических процессов, которые могут быть использованы в той или иной конкретной обстановке. Лишь такие банки данных позволяют оперативнополучатьиобрабатыватьогромноеколичество информации по состоянию геологических объектов, а также осуществлять прогнозирование их техногенных изменений применительно ко всем формам территориального планирования.
Режим работы ПДМ в общем определяется системой сбора информации в наблюдательных сетях, т.е. особенностями конкретной АИС. Он зависит от:
частоты "опроса" датчиков в каналах связи, частоты контроля тех или иных параметров геологической среды, ПТС;
длительности работы ПДМ (и системы мониторинга в целом) и объема накопленной информации в АИС;
типа решаемых задач, объекта моделирования (его сложности, объема, комплексности и т.д.).
Создание ПДМ — довольно сложный творческий процесс, требующий совместной работы, с одной стороны, математиков и программистов, а с другой — инженеров-геологов, гидрогеологов, геокриологов, геофизиков и др. Для создания математических постоянно действующих моделей могут использоваться готовые коммерческие пакеты прикладных программ по моделированию,число которых и возможности в последние годы постоянно возрастают. К ним относятся, например, "Пакет математического моделирования Mat Lab" и "Система имитационного моделирования СИАМ" и др. (см. табл. 7).
