Главная » Конспекты

Методы моделирования и прогнозирования в системном анализе

Возможности и ограничения:
-способны сохранять целостность и функционирование без потери свойств в широком диапазоне внешних воздействий.
-для целенаправленного и конструктивного использования свойств систем для исследования поведения сложных систем применяются методы прогнозирования и моделирования
-наука становится наукой, когда дорастает до использования математики (Марко)
-область знаний можно назвать наукой, когда появляется возможность предвидеть раннее не наблюдаемое. Предвиденное, опирающееся на количественные оценки исследуемого явления, представляется наиболее убедительным.
-Аналогично определенному наобору характеристик прогнозирования для целей управления. 
Математически: возможность для внешнего наблюдения получать информацию о прошлом поведении системы и на её основе предвидеть её поведение в будущем. 
В основе системного анализа отказ от последовательного редукционизма, поэтому заимствованный у классической физики и механики математический аппарат проведения колличественных оценок не всегда оказывается адекватным. 
В науках о Земле , экономике, биологии, медицине, военном деле сложились собственные методы прогнозирования.

Группы методов прогнозирования: 

Морфологический анализ - систематизированное изучение объекта с целью выявления его структуры и основных закономерностей развития.
Структура восстановления на основе наблюдения и описания комплекса каналов массо-энергообмена, связывает отдельные элементы и компоненты системы. 
Каналы локализованы в пространстве - их можно наблюдать. Их сочетание придает системе определенный облик - морфологию
На основе морфологического анализа возможны различные заключения о состоянии системы. 
Анализ реакций структурных элементов на события с учетом взаимоотношений этих элементов дает возможность построения цепочек реакций объекта в целом на внешнее возейдствие ("древо реакций").
Недостаток: невозможно учесть скорость реакции на воздействие. 
Метод экспертных оценок основан на анализе мнений и выводов различных экспертов о будущем состоянии изучаемого объекта. 
Недостаток: субъективность оценки

Метод аналогий: поиск объектов - аналогов,о которых известен их отклик на те или иные воздействия.
Эксперополяция - частный случай, заключающийся в переносе знаний об объекте в будущее, при этом предполагается, что объект будет себя вести аналогично прошлому. 
Недостаток: сложность поиска объекта-аналога.

Качественные методы характеризуются: 
1)Относительно методологической разработанностью 
2)Возможностью использовать качественную информацию, накопленную в рамках традиционных описательных наук.
3)Связью с системной методологией
Недостаток: Ограниченность возм при прогнозировании-описательность, большой объем и сроки исследования

Количественные методы:
Отождествляются с моделированием, функцией моделирования является замещение оригинала, а прогнозируются всегда явления, в данный момент на объекте не наблюдающиеся, т.е. прогностика имеет дело фактически с моделью. 
Модель-набор правил для вычисления предсказываемых значений неких характеристик моделируемого объекта.

Модели:
а) Матричные
б) Диффузные
в) Балансовые динамические
г) Модели статистической физики
д) Статистические
у) Оптимизационные
Ё) Специфические индивидуальные модели (хищник-жертва, паразит-хозяин)

Матричные модели:
Применение в изучении проблем популяционной динамики (экология), можеотраслевого баланса(экономика) и т.п.
Только тогда, к ъ-ка моделируемой системы в очередной момент времени представлялась в виде линейной комбинации характеристик системы в предыдущий момент времени.


Диффузные модели:
-на основе диффузий для пространств динамики водных систем, развития транспортных сетей и т.п. 
Только для имитации внутренней динамики гомогенных систем. 
Практическое использование для неоднородных систем затруднено.

Балансовые динамические модели.
Моделируемый объект представляется как совокупность потоков вещества и энергии, баланс которых подсчитывается на каждом шаге моделирования.
Базируется на системе дифференциальных уровнений. 
Бывают:
1)Компартментальные модели - как системы резервуаров, связаны сложной сетью каналов массо-энергообмена
2)Системнодинамические модели-то же, но сеть каналов имеет переменный характер, учитываются эффекты "информационного влияния".

Модели, применяющие аппарат стат. физики: 
Применимо к системам со слабым взаимодейств элементов-для моделир неструктурированных гомогенных систем.
В модели вводится функция распределения этих элементов и определенные глобальные характеристики системы.

Статистические модели - на допущении, что моделируемый процесс случаен и может быть исследован с помощью статических методов анализа системы

Статистические:
-Марковские сети
-Регрессионный анализ


Проблемы построения стат. моделей: 
1)Нужен обширный материал для статистической обработки.
2)При наличии материала: зафиксированные временные ряды отсносятся к качественно различным ситуациям.

 

Оптимизационные модели:
Применяются для решения задач оптимального управления моделируемым объектом.
основаны на:
1) Использовании линейного и динамического программирования 
2) Использование теории игр

Специфические индивидуальные модели
-"хищник жертва" (Вольтер)
-модель боевых действий (Ланчестер)
-нужны для иммитации динамики конкретных процессов

Проблемы моделир сложных систем:
1)Недостаток информации о системе
2)Требование значительных упрощений
3)Проблема размерности и шага численного моделирования.

cialis oder cialis generika preise für levitra