Лекция по системному анализу в чрезвычайных ситуациях. Часть 3
- Лекция по системному анализу в чрезвычайных ситуациях. Часть 3
- 2.1.2. Характеристики техносферной системы
- 2.1.3. Особенности организации и динамики систем
- 2.1.4. Энергоэнтропийная концепция опасностей
- 2.1.5. Показатели качества обеспечения безопасности техносферы
- 2.1.6. Формализация и моделирование безопасности.
- 2.1. Место математического моделирования в системных исследованиях
- 2.2. Типы и виды математических моделей
- 2.3. Процесс построения математической модели
- Этап 1. Содержательная постановка
- Этап 2. Концептуальная постановка
- Этап 3. Качественный анализ
- Этап 4. Построение математической модели
- Этап 5. Разработка компьютерных программ
- Этап 6. Анализ и интерпретация результатов моделирования
- 2.4. Структура моделирования происшествий в техносфере
- Тема 2.2.2 Часть 1: Моделирование на основе теории катастроф
- Тема 2.2.2 Часть 2: Установление связи между показателями. Регрессионный анализ.
- Тема 2.2.3: Формальная записаь и общие свойства
- Общие свойства
Процесс построения математической модели не является строго формализованным (зависит от исследователя, его опыта, таланта, опирается на определенный опытный материал (феноменологическая основа моделирования, содержит предположения, определяющую роль играет и интуиция).
В разработке моделей можно выделить три основные стадии:
- построение модели;
- пробная работа с моделью;
- корректировка и изменение модели по результатам пробной работы.
Современное математическое моделирование немыслимо без привлечения вычислительной техники (численное моделирование, численный эксперимент).
Схематически процесс создания математической модели можно разбить на следующие этапы, отражающие степень взаимодействия человека и ЭВМ:
1) установление возможных форм связей (человек);
2) составление варианта математического моделирования (человек):
- определение входных и выходных переменных;
- введение допущений;
- установление ограничений;
- формирование математических зависимостей;
3) решение модельных задач (машина);
4) сравнение результатов решения с накопленной информацией, определение несоответствий (машина, человек);
5) анализ возможных причин несоответствия (человек);
6) составление нового варианта модели (человек).
При моделировании процессов в техносфере, как при нормальном функционировании человеко-машинных систем, так и в ЧС приходится иметь дело с их большим разнообразием и высокой сложностью, что требует знания не только наиболее общих законов, но и частных закономерностей.
К числу наиболее общих законов техносферы относятся уравнения баланса массы, законы сохранения центра масс, количества движения, момента количества движения, энергии, справедливые при определенных условиях для любых материальных тел и технологических процессов, независимо от их структуры, состояния и химического состава. Эти уравнения подтверждены огромным количеством экспериментов.
Более частные соотношения в физике и механике в частности называются физическими уравнениями или уравнениями состояния. Например, закон Гука, устанавливающий связь между механическим напряжением и деформацией упругих тел, или уравнение Клапейрона — Менделеева.
Объективная сложность процессов в техносфере делает невозможным их изучения с помощью моделей какого-либо одного типа. Моделирование таких процессов предполагает их представление в виде системы взаимодействующих разнородных компонентов. Таким образом, модель таких процессов может содержать в себе несколько разнородных субмоделей. Это накладывает свой отпечаток и на само моделирование, который удобно представить в виде определенных этапов, на которых проявляются особенности процессов в человеко-машинных системах (ЧМС)[1]. Основные этапы моделирования техносферных процессов представлены на рис. 5.
