Система Поливариантного Расчета

 

С алгоритмической точки зрения компьютерная модель продукционного процесса представляет собой эволюционный оператор, позволяющий описать динамику моделируемого объекта для конкретного единичного варианта расчета — при выбранных неконтролируемых и управляющих воздействиях и параметрах модели. Большинство практических задач, однако, требуют многократного прогона модели для разных вариантов с целью сравнения получаемых результатов.

Для решения этой проблемы специалистами лаборатории математического моделирования АФИ была разработана комплексная имитационная система, которая включает в себя собственно модель и специализированную оболочку, отвечающую за построение всей необходимой инфраструктуры процесса моделирования, включая информационное обеспечение и осуществление модельных расчетов в пакетном режиме. Построенная система позволяет организовывать многократный или т.н. поливариантный расчет динамики формирования урожая для широкого спектра яровых и озимых зерновых культур, многолетних трав и картофеля в течение вегетационного сезона - начиная с посева (посадки) и кончая уборкой.

Базовыми понятиями разработанной системы поливариантного расчета выступают проект и сценарий. Сценарий представляет собой необходимые наборы данных (параметры культуры, погода, технологии и т.д.), которые необходимы для осуществления однократного расчета выбранной математической модели, а также результаты, полученные при прогоне модели с этими данными. Наборы данных, полученные после отработки моделью очередного сценария, можно увидеть и сравнить с результатами других сценариев в том же проекте. Где под проектом подразумевается не более чем объединение нескольких сценариев, варьирующих по одному или нескольким параметрам математической модели.

Настоящая реализация системы поливариантного анализа математических моделей продукционного процесса предоставляет следующий набор принципиальных функциональных возможностей:

1. Создание нового проекта на основе указания списка зарегистрированных в системе наборов данных всех предопределённых типов и перебора всех возможных их сочетаний с генерацией полного набора сценариев расчета.

2. Расчет как отдельных сценариев, так и их полного набора в проекте (предполагает запуск модели как внешнего приложения для каждого выбранного сценария в отдельности и сериализацию полученных результатов)

3. Визуализация и анализ результатов расчета как отдельных сценариев, так и их полного набора в проекте (предполагает их представление в виде таблиц или графиков/диаграмм с возможностью вычисления простейших статистических показателей).

4. Получение и регистрация в системе наборов данных, соответствующих реальным наблюдениям в полевом эксперименте из стационарной базы данных полевого опыта

5. Генерация новых наборов данных путём варьирования по определённым правилам тех или характеристик выбранного опорного набора.

 

Пример графического интерфейса системы – сравнение альтернативных сценариев в рамках проекта.

 

Визуальное осуществление большинства функций системы оформлено для пользователя в едином ключе и базируется на технологии т.н. «мастеров», то есть пошагового сопровождения действий пользователя с возможностью на каждом шаге как вернуться к предыдущим шагам алгоритма, так и прервать его выполнение.

Перечисленные выше функциональные возможности представляют собой, по сути, элементарные операции над данными. На основе группировки этих операций как «квантов функциональности» в более крупные домены в системе реализовано большое количество предметно-ориентированных plug-in’ов, отвечающих реальным задачам, возникающим в практике компьютерного эксперимента с моделями агроэкосистемы:

1) Параметрическая идентификация моделей,

2) Анализ, экономическая оценка и оптимизация агротехнологических решений,

3) Вероятностный, динамически уточняющийся прогноз продуктивности в оперативном режиме

4) Исследования реакции агроэкосистемы на изменения климата

В перспективе предполагается создание plug-in’а для расчета характеристик продукционного процесса в пространственно-неоднородном агроландшафте, то есть решение задач точного земледелия с представлением результатов поливариантного анализа на электронных картах (ГИС).

Технические требования к конфигурации оборудования для его совместимости с комплексом поливариантного анализа моделей продукционного процесса

· Процессор Pentium III 600 МГц и выше

· RAM 512 Mb

· 20 Мб свободного места на жестком носителе

· OS Microsoft Windows 2000, XP

· Предустановленная платформа Windows .NET Framework v.2

· Предустановленный MS SQL Server v.2000 или выше