Граб Марина Віталіївна. Моделі, методи та алгоритми розповсюдження лісових пожеж : Дис... канд. наук: 01.05.02 - 2004.
Анотація до роботи:
Граб М.В.Моделі, методи та алгоритми розповсюдження лісових пожеж. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2004.
У дисертації наведено нове вирішення наукової задачі моделювання розповсюдження лісової пожежі. Удосконалено її математичне забезпечення, створено нові моделі, алгоритми та методи.
Розроблено нову модель геометричної структури зони пожежі у вигляді сукупності плоских і тривимірних просторових об'єктів. Запропоновано використання багатосортного вирахування предикатів вищого порядку для опису геометричної структури зони пожежі. Розглянуто використання модальної логіки вищого порядку у сполученні з темпоральною для подання знань про динаміку предметної області. Розроблено новий метод комбінування модальної алетичної логіки вищого порядку з темпоральною, внаслідок чого створено темпоральну модельну логіку вищого порядку. Наведено інтерпретацію багатосортної логіки предикатів вищого порядку з використанням аксіоматичного підходу. Розроблено алгоритми інтерпретації моделі темпоральної модельної логіки поведінки окремих елементарних об’єктів і всієї множини динамічних об'єктів, що складають геометричну структуру зони пожежі, на базі ймовірністно-множинного методу Монте-Карло. Створено програмний продукт для візуального відображення розповсюдження лісової пожежі.
Проведено аналіз стану робіт в області моделювання лісових пожеж. Показано, що підвищення ефективності і якості моделей пожеж можливе шляхом удосконалення існуючих моделей, а також розробки на їхній основі нових моделей шляхом їх збагачення формально-логічним апаратом у сполученні з ймовірністно-множинними методами. У результаті проведеного аналізу розроблена концепція системи моделювання лісових пожеж, відмітною рисою якої є сполучення методів імітаційного моделювання, картографічного моделювання, та інтелектуальних методів.
Як формально-логічну основу для подання знань про статику предметної області запропоновано використовувати багатосортне вирахування предикатів вищого порядку, що надає достатні виразні можливості для опису знань про статичні властивості середовища, у якому розвивається пожежа. Як основу для подання знань про динаміку предметної області запропоновано використовувати модальну логіку вищого порядку, що дозволяє описувати якісні переходи об'єктів предметної області, а також темпоральної логіки, що дозволяє моделювати зміни станів об'єктів у часі.
Розроблено методику комбінування модальної алетичної логіки вищого порядку з темпоральною, у результаті чого створено ТМЛ вищого порядку. Комбінована логіка дозволяє формалізувати динаміку предметної області на двох рівнях: проводити аналіз якісних змін станів об’єктів, а також їх динаміки в часі.
Наведено аксіоматизацію предметної області шляхом побудови набору аксіом, які мають широкі можливості подання знань про властивості об’єктів предметної області, їх взаємозв’язки, а також зміну їх характеристик із часом.
Розроблено моделі модальної та мультимодальної логіки поведінки динамічних об’єктів предметної області, що дозволяють описувати якісні та часові властивості їх поведінки.
Розроблено імітаційну модель розповсюдження лісової пожежі на базі ймовірністно-множинного методу Монте-Карло, яка використовує теореми, отримані з побудованих аксіом за допомогою правил виводу, та дозволяє враховувати неточність вхідних даних.
Проведене машинне моделювання довело адекватність розроблених моделей і методів реальності. Результати дисертаційної роботи впроваджені в роботу лісогосподарськго об'єднання «Херсонліс» та використані під час виконання господарського договору № 8/2003.
Публікації автора:
Ходаков В.Е., Граб М.В. Управление ресурсами при тушении пожара // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2000. – №7. – С. 131-139.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Математическая модель управления силами и средствами при тушении пожара, допускающая подачу огнетушащего средства от напоров пожарных машин без перекачки // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2000. – №3(9). – С. 147-152.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Организация регионального образования в сфере повышения квалификации кадров // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2001. – №2(11). - С.111-115.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Моделирование системы управления природными пожарами // Вестник ХГТУ. – 2001. – № 1(10). – С. 261-265.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Сетевое планирование в задаче управления ресурсами при тушении лесного пожара // Проблемы пожарной безопасности. – 2001. – вып. 9. – С. 239-240.
Hodakov V., Grab M. About one approach to the building of natural fires control system // Вестник Национального технического университета «ХПИ». – 2001. – № 21. – С.73-78.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Моделирование распространения лесного пожара // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2002. – № 1(14). - С. 312-315
8. Ходаков В.Е., Граб М.В., Радванская Л.Н. Интеллектуальная система прогнозирования распространения лесных пожаров // Проблемы программирования. – 2002. – № 1-2. Специальный выпуск. – С. 569-575
9. Ходаков В.Е., Граб М.В. Моделирование распространения лесных пожаров // Вестник Херсонского государственного технического университета. – 2003. – № 2(18). - С. 33-41
10. Khodakov V.E., Grab M.V. Modeling of forest fires spreading // Вестник национального технического университета „ХПИ”. – 2003. – № 25. - С.98-106
Граб М.В., Соколова Н.А. Агентно-ориентированный подход к моделированию систем управления // Тези доп. та повiдомлень VII мiжнар. наук.-прак. конф. “Iнформацiйнi ресурси науково-технiчної iнформацiї: проблеми створення i використання” – К.: УкрІНТЕІ. – 2000. – C. 28-31.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Мультиагентный поход к управлению природными пожарами // Научная сессия МИФИ. Сб. науч. тр. – Т. 3. – М. – 2001. – С. 120-121.
Граб М.В., Ходаков В.Е. Моделирование динамики окружающей среды в системе управления природными пожарами // Сб. науч. тр. по мат. 5-го Междунар. молодежного форума «Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке». – Ч. 1. – Харьков: ХТУРЭ. – 2001. – С. 258-259.
Ходаков В.Е., Граб М.В. Идентификация ситуаций в задаче управления ликвидацией лесного пожара // Мат. Міжнар. конф. з управління “Автоматика 2002”. – Т. 1. – Донецьк: Донецький національний технічний університет. – 2002. – С. 171-173.
Граб М.В. Классификация ситуаций в задаче управления ликвидацией лесного пожара // Мат. Третьої Всеукраїнської конф. молодих науковців “Інформаційні технології в науці, освіті і техніці”. – Черкаси: ЧДУ. – 2002. – С. 168-171.
