Труды КНЦ (Технические науки вып. 3/2024(15))

которые задают особенности компьютерного моделирования этих элементов модели. Для процессов СКМ исполнители определяют интерфейс программного модуля - - имитатора процесса - - с подсистемой организации имитационного режима; у ресурсов с помощью исполнителя устанавливается способ получения последовательностей значений этих ресурсов во времени (обращение к соответствующим БД или генераторам значений); исполнитель некоторого объекта агрегирует цифровые двойники процессов, приписанных к этому объекту, и конкретизирует интерфейсы их взаимодействия с ГИС соответственно для использования графических характеристик объекта в расчетах или представления результатов расчетов на электронной карте. Если какие-либо ресурсы или процессы не имеют отдельных исполнителей, их быстрый прототип в рамках парадигмы искусственного интеллекта [12] создается назначением им исполнителя «ЭС», тогда значения этого ресурса или всех выходных ресурсов такого процесса должны вычисляться вызовом некоторого поднабора правил ЭС ССМ. Каждый шаг имитации состоит в подготовке исходных значений ресурсов и контроле их достаточности для срабатывания динамически формируемого набора исполнителей процессов, вызов которых согласно их текущим приоритетам моделирует одну итерацию решения упомянутого выше уравнения Коши и переводит СКМ из текущего состояния в следующее. Корректно сформированная последовательность шагов имитации на заданном интервале времени реализует некоторый сценарий поведения ППК на этом интервале. Имитация и интерпретация ее результатов происходит в обобщенном экспертном пространстве моделирования [13], допускающем любые типы переменных состояния, в котором опасные и критические (аварийные) значения переменных состояния располагаются по обе стороны диапазона допустимых значений каждой переменной, что обеспечивает интегральную экспертную оценку степени опасности состояния ППК и позволяет унифицировать методы обработки допустимых и опасных ситуаций, складывающихся в изучаемом ППК, т. е. строить модели нештатных и чрезвычайных ситуаций как расширения моделей нормального функционирования ППК. В общем случае при выходе значения некоторой переменной состояния за ее диапазон безопасных значений может потребоваться замена исполнителя ресурса или процесса, генерирующего значения этой переменной. Как следует из изложенного, в ССМ применяются специализированные цифровые двойники (далее будем их называть ситуационными цифровыми двойниками — СЦД [14]), технические требования к которым отличаются от общепринятых [11] и кратко сформулированы ниже. Естественно, основное требование состоит в адекватности СЦД некоторому процессу или объекту заданного ППК по тернарному соответствию «вход-состояние-выход». Здесь особую важность приобретает проблема идентификации начального состояния СЦД для исследуемого сценария. Методы ее решения зависят от типа оператора (передаточной функции) СЦД и должны включаться в программный модуль каждого двойника. Для ядра ССМ более существенна задача интеграции баз данных СЦД. С этой целью предлагается использовать расширенную концептуальную модель (РКМ), разработка которой начата в исследовании [15]. Основное отличие РКМ от СКМ состоит в том, что в РКМ детально проработан аппарат сопровождения характеристик, изменяющихся при проведении имитации. РКМ, как и СКМ, опирается на системные типы элементарных данных {integer, float, string}, но дополнительно описывает форматы представления данных на всех этапах моделирования, что создает основу для автоматической генерации БД СЦД как части системы баз данных моделирования (БДМ). Кроме того, в схеме РКМ явно указаны дополнительные отношения «вход-выход» по всем процессам и ресурсам, задействованным в СЦД, которые наиболее существенны для анализа корректности модели, а значит, и для анализа БДМ. Далее рассмотрим структуру разработанной РКМ более детально. Результаты и обсуждение Как и в СКМ [15], схема РКМ имеет следующий вид: S p ™ ::= <O, P, R, RP, PR, RO, OR, OA, H>, (1) где O, P — множества элементов (объектов, процессов), определяемые аналогично соответствующим элементам СКМ; R — множество ресурсов (соответствует D™ в СКМ); H ^ O х B(O) — отношения Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 3. С. 41-49. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 3. P. 41-49. © Фридман А. Я., Маслобоев А. В., 2024 44

RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz