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

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕМАТИЧНИХ МАШИН І СИСТЕМ

 

01. 05. 03 - математичне і програмне забезпечення обчислювальних машин і систем

 

ГОФМАН Дмитро Самоілович

УДК 681. 3. 06

 

Київ – 1999

 

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті проблем математичних машин і систем Національної академії наук України.

Науковий керівник - кандидат фізико-математичних наук, с. н. с. Железняк Марк Йосипович, Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, зав. відділом математичного моделювання навколишнього середовища.

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, чл. -кор. НАН України Мар’янович Тадеуш Павлович, Інститут кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, заступник директора.

Провідна установа - Київський університет імені Тараса Шевченка, Кафедра теорії програмування

Захист дисертації відбудеться 23 червня 1999 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 204. 01 в Інституті проблем математичних машин і систем Національної академії наук України за адресою: 252187, м. Київ-207, пр. Акад. Глушкова 42.

З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічному архіві Інституту проблем математичних машин і систем НАН України за адресою: 252187, м. Київ-207, пр. Акад. Глушкова 42.

 

 

Актуальність теми. Системи підтримки прийняття рішень (СППР) з екологічної безпеки знаходять широке застосування в організаціях контролю та охорони навколишнього середовища, у промисловості та енергетиці. Досвід ліквідації наслідків Чорнобильської аварії допоміг особам, що приймають рішення, усвідомити глибоку необхідність використання СППР і встановив основні орієнтири для розробників таких систем. На Україні СППР, що включають блоки моделювання процесів у навколишньому середовищі розробляються в Інституті кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України (В. Сергієнко, В. Скопецький, В. Дейнека та інші), в Інституті прикладного системного аналізу НАН України і Мінвузу (М. Згуровський та інші), в Українському інституті дослідження навколишнього середовища та природних ресурсів при РНБО України та Інституті прикладних систем і технологій АТН України (С. Довгий, В. Калінін, О. Копійка та інші), в Інституті космічних досліджень НАН і НКА України (А. Колодяжний та інші), в Інституті проблем математичних машин і систем НАН України (М. Железняк та інші), в ряді відомчих організацій, що проводять дослідження з наукової підтримки ліквідації наслідків Чорнобильської аварії – в Українському науковому центрі радіаційної медицини АМН і НАН України (І. Ліхтарьов та інші), в Інституті сільгоспрадіології ААН України (В. Кашпаров та інші), а також в інших організаціях. Одним із найбільш широкомасштабних міжнародних проектів з розробки систем підтримки прийняття рішень при радіаційних аваріях є проект РОДОС, який розробляється з початку 90-х років за замовленням комісії Європейських Співтовариств (КЄС). СППР РОДОС включає моделі післяаварійної міграції радіонуклідів у всіх компонентах навколишнього середовища і розрахунки відповідних дозових впливів на населення.

Дослідження у галузі розробки СППР з питань екологічної безпеки (СППРЕБ), що є відносно новим напрямком інформатики, базуються на дослідженнях в багатьох областях, серед яких галузі створення пакетів прикладних програм і методологій інтеграції прикладних програм (Ф. Андон, Ю. Капітонова, Т. Мар'янович, В. Михайлюк, І. Парасюк, І. Сергієнко, В. Скопецький, В. Редько та інші), інтеграції прикладних програм у рамках операційної системи Windows (К. Broсksсhmidt), створення проблемно-орієнтованих мов і систем (І. Вельбицький, В. Рвачев та А. Шевченко, Т. Muetzelfeld), розробки об'єктно-орієнтованих мов, технологій і баз даних. Розробка методологій інтеграції моделей, ГІС і баз даних у СППР екологічної безпеки розглянута в роботах I. Haagsma, D. Lam та D. Swaine, L. Bian, K. Fedra, S. Корр, G. Bentz та інших.

Визначальною рисою сучасних СППРЕБ є використання багатофункціонального графічного інтерфейсу, великої кількості моделюючих програм високої складності, географічної інформаційної системи, баз даних. Складність елементів СППРЕБ є такою, що окремі моделюючі або інтерфейсні блоки можуть, у свою чергу, бути програмними комплексами. На практиці це спричиняє те, що окремі моделі, які входять до складу СППРЕБ, мають різних розробників і можуть бути створені з використанням різних стандартів і програмних засобів. До СППРЕБ ставляться серйозні вимоги як надійності системи в цілому, так і її складових частин, що приводить до необхідності незалежного тестування моделей та системи в цілому. До СППРЕБ можуть ставитися вимоги роботи в “реальному часі”. Програмні засоби, що підтримують моніторинг параметрів стану навколишнього середовища, часто є складовою частиною СППРЕБ.

Всі перераховані чинники обумовлюють актуальність розробки інструментальних засобів інтеграції, які повинні спрощувати побудову СППРЕБ із набору моделей і надавати розробникам можливість змінювати і додавати моделюючі та інтерфейсні елементи системи без істотних змін у системі в цілому.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках програми наукових робіт НАН України і Мінчорнобиля України з ліквідації наслідків Чорнобильської аварії, блок – “Прогнозування радіаційного забруднення поверхневих вод внаслідок Чорнобільської аварії”, в рамках теми “Розробка Інформаційно-моделюючої підсистеми “Поверхневі води” Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи, проекту 4-ї Рамочної програми Комісії Європейський Співтовариств (КЄС) по створенню комп’ютеризованої системи для