Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
Изменение граничных и начальных условий чаще всего достигается техногенными воздействиями, меняющими физические и физико-механические характеристики исследуемой среды, и как следствие — интенсивность развития инженер но- геологи ческ их процессов. Для целенаправленного управления разнообразными характеристиками геологической среды и интенсивностью развития инженерно-геологических процессов в ПТС достаточно обеспечить управление геометрическими границами, термовлажностным режимом, напряженно-деформированным состоянием и физическими
свойствами геологической среды. Для обеспечения эколого-геологических задач необходимо также обеспечить управление химическими и физико-химическими свойствами компонентов геологической среды. Решение этих задач может основываться на применении различных расчетных схем (математических моделей), включающих различные дифференциальные или алгебраические уравнения, а также на основе ПДМ.
В зависимости от поведения переменных величин в процессе управления ПТС различают два режима функционирования ПТС: установившийся (стационарный) и неустановившийся (нестационарный или переходный). Если переменные величины перестают изменяться во времени, то данная ПТС находится в установившемся (стационарном) режиме. Переходный процесс возникает, когда под влиянием управляющих или возмущающих переменных ПТС переходит от одного установившегося режима к другому. Установление типа режима функционирования ПТС является одной из важнейших задач мониторинга геологической среды, поскольку режим ПТС определяет прогноз ее состояния в будущем.
При постановке в ходе мониторинга задачи оптимального управления ПТС необходимо учитывать следующие формальные требования:
необходимость исчерпывающего описания объекта управления, в данном случае — ПТС (например, математическое описание
ПТС);
наличие полной информации о геологической среде, в которой функционирует данная ПТС (в виде описания всех действующих на ПТС прямых и обратных связей или их статистических характеристик);
определение цели управления ПТС;
определение конкретных критериев качества ПТС и геологической среды;
определение ограничений, которые нельзя нарушать в процессе управления.
Решение задач управления в системе мониторинга геологической среды позволяет подойти и к вопросу об определении допустимых техногенных воздействий на геологическую среду с количественными, а не качественными оценками.. При этом допустимыми техногенными воздействиями следует считать те, при которых формирующиеся граничные и начальные условия, а также свойства среды обеспечивают сохранение управляемых инженерно-геологических характеристик ПТС в необходимых пределах, определяемых запросами экологии и целями функционирования данной ПТС.
В идеальном варианте процесс управления ПТС в системе мониторинга должен строиться на базе алгоритмизации. В этом случае возможно создание автоматизирован
техногенная управление режимом ПТС система
і і і 1 геологическая система инженерной защиты среда
і
управляющее решение
і___I
пдм прогноз
Рис. 36. Схема автоматизированной системы управления в структуре мониторинга геологической среды
ной системы управления (АСУ), схема которой в структуре мониторинга показана на рис. 36. Алгоритмизация управления основана на использовании специальных алгоритмов выбора управляющих воздействий в зависимости от параметров ПТС и геологической среды, их текущего состояния и цели управления. При этом само управление в принципе может осуществляться человеком (оператором) или без участия человека (автоматически). Пока алгоритмизация управления в системе мониторинга геологической среды разработана лишь для некоторых простых типов ПТС, ее совершенствование, как и разработка автоматизированного управления ПТС, является актуальной задачей ближайшего будущего.
Исходной информацией для алгоритмизации управления в системе мониторинга геологической среды служат теоретические представления о ПТС и геологической среде и данные систем наблюдений. Наиболее простой способ выбора управляющих воздействий на ПТС или геологическую среду основан на использовании различных упрощенных моделей ПТС и ПДМ. Роль последних в принятии управляющего воздействия особенно велика (см. разд. 5.1).
6,2= ПРИНЯТИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ РЕШЕНИЙ
Не менее важный аспект в управлении — собственно процедура принятия управляющего решения. К сожалению, в. действующей системе мониторинга эта процедура не всегда
может быть формализована или автоматизирована до стадий автоматического принятия решения. Принятие решения или выбор является действием, придающим всей деятельности по управлению ПТС целенаправленность. Именно выбор реализует подчиненность всей деятельности определенной цели или совокупности целей. Процедуре выбора в системном анализе придается очень важное значение и основные его положения могут использоваться и при принятии управляющих решений в мониторинге геологической среды.
Принятие решения — это действие над множеством альтернатив (от alternative — вариант, одна из двух или более возможностей), в результате которого получается подмножество выбранных альтернатив (обычно это одна альтернатива, что необязательно, а иногда и невозможно). Сужение множества альтернатив возможно, если в блоке управления системы мониторинга имеется способ сравнения альтернатив между собой и определения наиболее предпочтительных. Применительно к мониторингу принятие решения означает выбор среди различных альтернативных вариантов такого управляющего воздействия, которое наилучшим образом соответствует выбранным ранее критериям управления ПТС (технологическим, экологическим, экономическим, социальным и др.).
