Optimization of the management system for mitigating the consequences of water area pollution during the crisis
Вантажиться...
Дата
2021
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
The study is aimed at optimizing and reducing delays in crisis situations in the operation of decision support systems
to eliminate the consequences of pollution of water areas.
Methodology. The presented study uses the fundamental provisions of modern science to fi nd the optimal solution in crisis
situations. Methods of abstraction and mathematical formalization were used to solve the problem of minimizing the delay time of
information packets in providing critical information in conditions of overloading information channels.
Findings. It has been proven that a decrease in the volume of losses is possible in the case of eff ective management of the
elimination of pollution, prompt minimization of its consequences. It has been established that the eff ectiveness of management
to minimize the consequences of an accident is determined by the eff ectiveness of the information system, and largely depends not
only on relevant information, but also on the timeliness of its receipt by the subject of decision-making. A mathematical model and
an algorithm for optimizing information fl ows have been created, which provide minimal delays in obtaining information even
under conditions of extreme load of the information system. It has been proven that the task of eff ective management of an information
system can be reduced to minimizing the delay in the provision of critical information. As a result of the study, it was found
that for a large information system, which includes more than forty subunits and satellite systems, the use of the proposed approach
provides a decrease in the response delay to an information request of time, which does not exceed a minute.
Originality. To prevent delays in the operation of the information management system for the elimination of pollution of water
areas, a scientifi c and applied approach to optimize the information system is proposed, which uses the theory of graphs and Ant
Colony Optimization Algorithm and implements eff ective management of information fl ow. A mathematical model and an original
algorithm have been developed that allow reducing delays in work and providing a resource utilization factor better than the
existing analogues.
Practical value. The presented approach will make it possible to increase the effi ciency and reliability of information systems for
managing technogenic pressure on water areas in crisis situations, reduce the time for providing the necessary information and,
thereby, reduce the consequences of pollution and the costs associated with their neutralization. The data obtained in the course of
the study are approximated by a polynomial equation, making it possible to evaluate the eff ectiveness of using the proposed method
depending on the number of nodes of the information system and the requirements for limiting the delay time of information.
Дослідження спрямоване на оптимізацію та зменшення затримок у кризових ситуаціях роботи сис- тем підтримки прийняття рішень щодо ліквідації наслід- ків забруднення акваторій. Методика. У представленому дослідженні використа- ні фундаментальні положення сучасної науки щодо по- шуку оптимального рішення у кризових ситуаціях. Ме- тоди абстрагування й математичної формалізації були використані для вирішення задачі мінімізації часу за- тримки інформаційних пакетів у наданні критично важ- ливої інформації за умов перевантаження інформацій- них каналів. Результати. Доведено, що зменшення обсягів збитків можливе у разі ефективного управління ліквідацією за- бруднення, оперативної мінімізації його наслідків. Уста- новлено, що ефективність керування по мінімізації на- слідків аварії обумовлюється ефективністю інформацій- ної системи, значною мірою залежить не тільки від реле- вантної інформації, але й від своєчасності її отримання суб’єктом прийняття рішень. Створена математична мо- дель і алгоритм оптимізації інформаційних потоків, що забезпечують мінімальні затримки в отриманні інформа- ції навіть в умовах надзвичайного навантаження інфор- маційної системи. Доведено, що задачу ефективного управління інформаційною системою можна звести до мінімізації часу затримки в наданні критично важливої інформації. У результаті проведеного дослідження вста- новлено, що для великої інформаційної системи, яка включає більше сорока субблоків і сателітних систем, ви- користання запропонованого підходу забезпечує змен- шення затримки відповіді на інформаційний запит до часу, що не перевищує хвилини. Наукова новизна. Для запобігання затримок у роботі інформаційної системи управління ліквідацією забруд- нення акваторій запропоновано науково-прикладний підхід оптимізації інформаційної системи, що викорис- товує теорію графів і Ant Colony Optimization Algorithm та реалізує ефективне управління інформаційним потоком. Розроблена математична модель і оригінальний алго- ритм, що дозволяють зменшити затримки в роботі й за- безпечити коефіцієнт використання ресурсів краще, ніж наявні аналоги.Практична значимість. Представлений підхід дозво- лить збільшити ефективність і надійність інформацій- них систем управління техногенним навантаженням на акваторії за кризових ситуацій, зменшити час надання потрібної інформації і, тим самим, зменшити наслідки забруднення й витрати, що пов’язані з їх нейтралізаці- єю. Отримані під час дослідження дані апроксимовані поліноміальним рівнянням, що надає можливість оці- нити ефективність використання запропонованого ме- тоду в залежності від кількості вузлів інформаційної системи та вимог до обмеження часу затримки інфор- мації.
Дослідження спрямоване на оптимізацію та зменшення затримок у кризових ситуаціях роботи сис- тем підтримки прийняття рішень щодо ліквідації наслід- ків забруднення акваторій. Методика. У представленому дослідженні використа- ні фундаментальні положення сучасної науки щодо по- шуку оптимального рішення у кризових ситуаціях. Ме- тоди абстрагування й математичної формалізації були використані для вирішення задачі мінімізації часу за- тримки інформаційних пакетів у наданні критично важ- ливої інформації за умов перевантаження інформацій- них каналів. Результати. Доведено, що зменшення обсягів збитків можливе у разі ефективного управління ліквідацією за- бруднення, оперативної мінімізації його наслідків. Уста- новлено, що ефективність керування по мінімізації на- слідків аварії обумовлюється ефективністю інформацій- ної системи, значною мірою залежить не тільки від реле- вантної інформації, але й від своєчасності її отримання суб’єктом прийняття рішень. Створена математична мо- дель і алгоритм оптимізації інформаційних потоків, що забезпечують мінімальні затримки в отриманні інформа- ції навіть в умовах надзвичайного навантаження інфор- маційної системи. Доведено, що задачу ефективного управління інформаційною системою можна звести до мінімізації часу затримки в наданні критично важливої інформації. У результаті проведеного дослідження вста- новлено, що для великої інформаційної системи, яка включає більше сорока субблоків і сателітних систем, ви- користання запропонованого підходу забезпечує змен- шення затримки відповіді на інформаційний запит до часу, що не перевищує хвилини. Наукова новизна. Для запобігання затримок у роботі інформаційної системи управління ліквідацією забруд- нення акваторій запропоновано науково-прикладний підхід оптимізації інформаційної системи, що викорис- товує теорію графів і Ant Colony Optimization Algorithm та реалізує ефективне управління інформаційним потоком. Розроблена математична модель і оригінальний алго- ритм, що дозволяють зменшити затримки в роботі й за- безпечити коефіцієнт використання ресурсів краще, ніж наявні аналоги.Практична значимість. Представлений підхід дозво- лить збільшити ефективність і надійність інформацій- них систем управління техногенним навантаженням на акваторії за кризових ситуацій, зменшити час надання потрібної інформації і, тим самим, зменшити наслідки забруднення й витрати, що пов’язані з їх нейтралізаці- єю. Отримані під час дослідження дані апроксимовані поліноміальним рівнянням, що надає можливість оці- нити ефективність використання запропонованого ме- тоду в залежності від кількості вузлів інформаційної системи та вимог до обмеження часу затримки інфор- мації.
Опис
Ключові слова
техногенне навантаження, морське середовище, управління, інформаційна система, алгоритм, man-caused load, marine environment, management, information system, algorithm
Бібліографічний опис
Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu