Інструментальні програмні засоби інтеграції математичних моделей у системи підтримки прийняття рішень з екологічної безпеки

Мета і задачі дослідження. Основною метою дисертаційної роботи є теоретичне обгрунтування, розробка та апробація при практичному застосуванні інструментальних програмних засобів для ефективного створення систем підтримки прийняття рішень з екологічної безпеки, які базуються на математичних моделях.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

-провести аналіз тенденцій розвитку сучасних СППРЕБ, методів інтеграції прикладних програм і виділити основні особливості типових програмних реалізацій математичних моделей СППРЕБ;

-на базі цього аналізу розробити спеціалізовану мову програмування для формалізації різних аспектів процесу інтеграції моделей у СППРЕБ;

-розробити і програмно реалізувати інструментальну програмну систему, що дозволила б швидко будувати СППРЕБ на основі незалежно розроблених математичних моделей;

-розробити методи та програмні засоби налагодження інструментальної програмної системи у відповідності до вимог програмного середовища та СППРЕБ та реалізувати стандартний набір інтерфейсних елементів СППРЕБ, засобів взаємодії з ГІС та системою моніторингу, що працюють у різних операційних середовищах;

-практично застосувати розроблені інструментальні програмні засоби та методики для створення СППР з питань екологічної безпеки, що працює у сучасних операційних середовищах.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методики та інструментальні програмні засоби дозволяють значно скоротити час, необхідний для розробки, тестування і внесення змін у СППРЕБ. Архітектура інструментальних програмних засобів, розроблена методика інтеграції і нові технічні рішення, отримані при програмній реалізації, можуть бути використані в широкому колі програмних розробок СППР різної направленості. Запропоновані інструментальні програмні засоби і методи розробки СППРЕБ були застосовані при розробці загальноєвропейських системах підтримки прийняття рішень з радіаційної безпеки RODOS, COSYMA, MOIRA, та у системах створених на Україні (підсистема “Поверхневі води” МНС України), в Нідерландах (система метеорологічного моніторингу COPS для АЕС Флісінгер), в Швеції (програмний комплекс PRISM), в Словаччині (система підтримки прийняття рішень при радіоактивних викидах з АЕС Богуниця).

Наукова новизна одержаніх результатів. Автором вперше:

-на основі аналізу тенденцій розвитку сучасних СППР та досліджень в областях інтеграції прикладних програм обгрунтована необхідність використання у процесі розробки та функціонування СППРЕБ об’єктно-орієнтованої мови, що підтримує сталі об’єкти;

-розроблено об'єктно-орієнтовану мову LIANA, яка дозволяє формалізувати різні аспекти розробки та функціонування СППРЕБ. Програмно реалізовано інтерпретатор мови LIANA;

-розроблено методику інтеграції моделей у СППРЕБ, що базується на описі ієрархії даних у СППР за допомогою класів мови програмування LIANA. При цьому моделі є засобами побудови наборів даних, що відповідають сталим об’єктам. Означена методика дозволяє інтегрувати моделі без внесення змін у їх програмну реалізацію та дозволяє розробникам моделей приймати участь у формуванні програмного оточення СППРЕБ шляхом опису властивостей наборів даних;

-проведено теоретичне обгрунтування структури та функціонування програмних інструментальних засобів побудови СППРЕБ. Розроблені і програмно реалізовані інструментальна програмна Система інтеграції моделей LIANA та засоби її настроювання. Визначені та програмно реалізовані засоби інтерфейсу користувача СППРЕБ.

Особистий внесок здобувача. В опублікованих сумісних працях здобувачем особисто виконані теоретичне обгрунтування та розробка об'єктно-орієнтованої мови LIANA, Системи інтеграції моделей LIANA та методики їх застосовування; практичне впровадження розроблених засобів та методики у 8 СППРЕБ.

Апробація роботи та публікація результатів дисертації. Наукові та практичні результати роботи обговорювалися на конференціях і семінарах “Системний аналіз і методи математичного моделювання в екології” (Київ, ІПММС НАНУ, 1991-1998), на школі-семінарі “Разработка комплексов программ математической физики” (Новосибірськ, 1993), на семінарах Національного інституту радіаційного захисту (Великобританія, Чілтон, 1993), на 10-ій конференції “Обчислювальні методи у водних ресурсах” (Хейдельберг, 1993), семінарах учасників проекту КЄС РОДОС (Карлсрує 1993-1995, Будапешт 1995,), на конференції “Застосування ГІС у гідрології і вивченні водних ресурсів” (Відень, 1995), на семінарах учасників проекту COPS по створенню системи метеорологічного моніторингу АЕС Флісінгер (Арнем, Флісінгер Нідерланди 1996), на Першій міжнародній конференції по радіологічних наслідках Чорнобильської аварії (Мінськ, 1996), на Четвертій міжнародній конференції по системах підтримки прийняття рішень по поза-об’єктному аварійному реагуванню (Аронсборг, Швеція, 1996), на семінарах інституту “Студсвік ЭкоСейф” (Студсвік, Швеція 1996-1998), на семінарах учасників проекту КЄС MOIRA, (Уппсала, Швеція 1996, Рим, Італія 1997, Арнем, Нідерланди 1997, Осло, Норвегія 1998, Мадрид, Іспанія 1998), на 29-й конференції Європейської асоціації радіаційної біології – European Radiation Research'98 (Капрі, Італія 1998).

По темі дисертації опубліковано 8 статей.

 

 

У вступі обгрунтовано актуальність дослідження, сформульовані мета і завдання, розкриті наукова новизна отриманих результатів та їх практична значимість.

У першому розділі проведено аналіз тенденцій розвитку й особливостей СППРЕБ і методів їх створення на прикладах вітчизняних і закордонних систем. Класифіковані користувачі, задачі та основні компоненти СППРЕБ.

Головною метою СППРЕБ є забезпечення користувачів (експертів у предметній області та осіб, що приймають рішення) прогностичною інформацією про стан навколишнього середовища, екосистем і здоров’я населення у випадку екстремальних природних і техногенних ситуацій. Необхідною рисою таких СППР є надання користувачу можливостей проаналізувати вплив альтернативних сценаріїв післяаварійних контрзаходів на зниження негативних наслідків екстремальних ситуацій для екосистем і населення з метою вибору оптимальних за витратами і результативністю контрзаходів. Відповідно, сучасна СППРЕБ – це програмний комплекс, що дозволяє забезпечити підтримку