Оценка состояния объекта, подвергающегося воздействию наводнения, на основе построений функции принадлежности
Дипломная работа - Математика и статистика
Другие дипломы по предмету Математика и статистика
необходимых для восстановления его прежних функций к полной стоимости объекта, и зависит от качества постройки, инженерно-геологических условий размещения объекта и интенсивности природного воздействия. Величину уязвимости находят исходя из практического опыта - анализа разрушений от имевших место природных катаклизмов или с помощью компьютерного моделирования. В диссертационной работе предлагается методика оценки состояния повреждения на основе теории нечетких множеств.
Различают две категории ущербов: прямой и косвенный. Величину прямого ущерба получают умножением уязвимости на стоимость элементов риска в момент воздействия:
,
где - величина общего ущерба от событий (наводнений) j-го класса, - количество элементов (объектов), подвергшихся воздействию, - уязвимость i-го элемента по отношению к природной опасности j-го класса, - стоимость i-го элемента. Косвенные потери определяются главным образом нарушением экономической деятельности в связи с прекращением энергоснабжения, работы транспорта, водоснабжения, поставки продуктов питания и т.д. В отличие от прямого ущерба методика расчета косвенного еще не разработана, но, по мнению специалистов, в ряде случаев он может превышать прямой.
Снижение уровня риска можно добиться путем регулирования природной опасности и уязвимости материальной сферы. При этом управлять природными процессами намного сложнее, чем уязвимостью.
Все мероприятия по управлению природными рисками можно подразделить на три группы:
мероприятия, предусматривающие непосредственное вмешательство в развитие опасного процесса и снижение вероятности или интенсивности его проявления;
мероприятия, направленные на оптимизацию хозяйственной деятельности человека в районах опасности, фундаментальной основой которых являются карты природных опасностей и инженерно-геологического районирования территорий. Снижение уязвимости объектов так же одно из важнейших мероприятий по управлению природной безопасностью;
мероприятия, включающие просветительскую работу с населением, создание системы предупреждения и экстренного реагирования, принятия своевременных управленческих решений и т.д.
Следовательно, приведенная модель риска не может быть единственным критерием, который надо учитывать при решении задачи зонирования территории по степени опасности цунами. Оценка риска может стать лишь одним (хотя возможно основным) критерием, который учитывается при зонировании. Для выбора оптимального местоположения объекта, в каждом конкретном случае, необходимо выделение дополнительных критериев.
Таким образом, предложена методика оценки состояния повреждения гидротехнического объекта, подверженного воздействию морских наводнений сейсмической природы или наводнениям от весенних паводков, с использованием теории нечетких множеств. На основе регрессионного моделирования данных построены соответствующие модели для заданных функций принадлежности. Предложенную методику можно рассматривать как элемент экспертных систем зонирования прибрежных территории, предназначенный для оценки ожидаемого ущерба от наводнения и, следовательно, вероятного риска.
Методика состоит из следующих этапов:
выделение признаков, определяющих состояние объекта в результате наводнений и определение соответствующих им лингвистических переменных;
определение лингвистической переменной состояние повреждения;
построение аналитических моделей для функций принадлежности, заданных таблично, применяя нелинейную многопараметрическую регрессию;
построение базы нечетких лингвистических правил;
использование в качестве алгоритма вывода алгоритм Мамдани.
Результатом является количественная оценка общего повреждения гидротехнического объекта. Методика может составить основу систем принятия решения в службах контроля опасных природных процессов. Получаемые оценки состояния гидротехнического объекта можно использовать для моделирования риска с целью решения задачи зонирования прибрежной территории.
Заключение
Предложена методика оценки состояния гидротехнического объекта на основе теории нечетких множеств и нелинейной многопараметрической регрессии. Методика составляет основу систем принятия решения в службах контроля опасных процессов (полученные оценки можно использовать для моделирования риска с целью решения задачи зонирования прибрежной территории). В рамках вычислительного эксперимента построена алгоритмическая схема, включающая оценку состояния объекта, оценку риска и зонирование территории.
Список литературы
1.Загоруйко Н.Г. Методы обнаружения закономерностей. - М.: Наука, 1981. - 115 с.
2.Кореньков В.А., Ковшова Е.П., Николаев В.А., Лапицкий В,А. Проблемы паводков и наводнений в Красноярском крае и необходимость ее решения программными методами // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. Вып. 2. - Красноярск: КНИИГиМС, 2000 - С. 50-54.
3.Ле Меоте, Б. Введение в гидродинамику и теорию волн на воде. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 367 с
4.Нейроинформатика. Сборник статей / Под. ред. А.Н. Горбаня. - Новосибирск: Наука, 1998.- 296 с.
5.Омельченко О.К., Гусяков В.К. Планирование сети сейсмических станций для службы предупреждения о цунами // Вулканология и сейсмология. - 1996. - № 2. - С. 68-85.
.Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи