CC BY
66
ФИЛОСОФИЯ
Вестн. Ом. ун-та. 2015. № 1. С. 94-97.
УДК 631.621 Н.А. Клейн
КАТЕГОРИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ТДИС В ИССЛЕДОВАНИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕЛИОРАТИВНОГО ДРЕНАЖА
Приведены результаты работы по систематизации и анализу научного материала в исследовании моделирования мелиоративного дренажа с использованием категориальных схем теории динамических информационных систем (ТДИС). С применением ТДИС были оптимизированы задачи научных исследований, получена наглядная систематизация материала, найдены пути решения поставленных задач.
Ключевые слова: взаимосвязь, дешифровка, дренаж, мелиорация земель, мутация, орошение, свертка, ТДИС.
Исследование моделирования мелиоративного дренажа представляет собой разработку практической применимости метода конечных разностей с помощью компьютерной технологии электронных таблиц в области мелиорации. Этот метод был разработан и успешно применяется для городских застроек [1], а также с его помощью были произведены исследования с целью прогнозирования подтопления на мелиорируемых территориях. Для дальнейших решений в исследовании следует проанализировать имеющиеся исходные данные с помощью категориальной схемы теории динамических информационных систем (ТДИС) [2].
Динамическая информационная система (ДИС) выражается общей категорией, а также в форме триады. ДИС представляет собой инструмент описания реального объекта в ранге моделей-прототипов и взаимодействия качественного и количественного аспектов функционирования исследования как самоподдерживающегося процесса. Использование системного аппарата при описании исследуемого процесса в ранге ДИС позволяет дать определение: ДИС - система, состоящая из ориентированного графа (орграфа) с двумя типами ребер, на котором осуществляется процесс информационного функционирования как последовательность из трех типов актов перераспределения информации по категориям, выступающим вершинами орграфа. Сам орграф конкретной ДИС выступает носителем информации. Вершины такой ДИС отражают локализацию информации в реальном объекте посредством номинации точки дислокации информации, ребра представляют собой направленные каналы, по которым осуществляется обмен информацией [2; 3].
Преимущество ТДИС как методологии состоит в том, что в рамках орграфов ДИС согласуются формально-математические и смыслово-содержательные аспекты функционирования реального объекта, независимо от его качества и масштаба [2; 3].
В целях настоящего исследования применена категориальная схема ДИС в виде девятивершинника (рис. 1) [2; 3].
Рис. 1. Представление объекта исследования в категориальной схеме ДИС: 0 - орошение; 1 - дренаж; 2 - взаимосвязь (баланс)
© Н.А. Клейн, 2015
Категориальные схемы ТДИС в исследовании моделирования мелиоративного дренажа
95
Для обработки знаний о предмете исследования на базе ТДИС в рассматриваемом здесь случае достаточно трех операций: дешифровки, мутаций, свертки [2; 3].
Дешифровка представляет собой детализацию с помощью тройки категорий исходной категории, осуществляемой в конструкции, и формируется на основе триад. То есть в наших исследованиях главной исходной категорией представляется искомое исследование моделирования мелиоративного дренажа. Под категориями 0, 1, 2 обозначаем понятия - орошение, дренаж и их взаимосвязь (баланс). Стрелки показывают информационные связи. Необходимо проанализировать, каким образом одно понятие согласовано с другим. Так наглядно вырисовывается постановка основных исследовательских задач. Ведущие ребра главной триады (ход по часовой стрелке) показывают нам прямые задачи: стрелка от «Орошения» (0) к «Дренажу» (1) логически обозначает моделирование дренажной системы с учетом потребностей технологии орошения; стрелка от «Дренажа» (1) к «Взаимосвязи» (2) обозначает соответствие дренажной системы балансу между двумя системами; переход от «Взаимосвязи» (2) к исходной позиции «Орошению» (0) является проверкой работоспособности системы. Если рассматривать связи категорий против часовой стрелки, двигаясь по контролирующим рёбрам, то получается, что «Орошение» (0) к «Взаимосвязи» (2) - проверка баланса с точки зрения соблюдения норм орошения, а «Взаимосвязь» (2) к «Дренажу» (1) - проверка и коррекция параметров, т. е. обратная задача моделирования.
Анализируя исследуемый процесс на базе ДИС, мы обозначили ключевые понятия и выявили две задачи: прямую и обратно направленную. Соответственно, в прямом направлении мы задаем параметры, а в обратном проводим проверку или корректировку.
Для дальнейшего описания исследовательских задач эти три категории детализируются, и производится дешифровка следующего уровня [2] (рис. 2).
В таком виде детализации не менее важно понимать, в чем выражается то или иное понятие. Для этого вводятся единицы измерения или допустимые значения определенной категории. Тогда конкретизируется ожидаемый результат в качественном или количественном выражении. Например, техническая часть как орошения, так и дренажа должна отвечать строительным нормам и правилам. Нормы орошения зависят от вида выращиваемых культур, климатических условий объекта, так же как и параметры дренажа, такие как пропускная способность дрены, напор воды над дреной, уровень грунтовых вод и их динамика, коэффициент фильтрации грунтов. В свою очередь, долговечность взаимосвязи выражается во временных единицах, а эффективность - в денежных. Важным шагом применения ДИС-технологии, позволяющим увидеть и оценить возможности исследования, является процедура мутации триад категорий и анализ её результатов [2].
Мутация - перестановки категорий по формальному алгоритму, в результате чего образуются новые комбинации категорий. При дешифровке второго уровня используют следующие шаблоны (рис. 3) [2; 3].
Перестановки категорий по алгоритму, разработанному в ТДИС, позволили получить нетривиальные для анализа исследуемой темы комбинации. Это послужило аргументом в пользу применения к анализу полученных новых триад операций свёрток.
Свертка подразумевает обобщение полученных в ходе мутаций деталей в новые категории - имена образованных триад, в данном случае они будут результирующими.
На рис. 4 приведена схема «Свертка».
Рис. 2. Схема «Дешифровка»
96
Н.А. Клейн
При анализе мутации и свертки видно, насколько с помощью простых операций возможно осуществление решения многих вопросов. В наших исследованиях моделирования мелиоративного дренажа сформировались новые образования, необходимые для рассмотрения: модификации технологии орошения, составляющие исследовательской задачи, разработка технического
задания, результата, коррекции методики и разработки технического решения. С этими понятиями мы будем работать в дальнейшем. Таким образом, с применением категориальных схем ТДИС в исследовании моделирования мелиоративного дренажа формируется наглядная схема диссертационного исследования и прикладных решений. Категориальные схемы позволяют наглядно
Категориальные схемы ТДИС в исследовании моделирования мелиоративного дренажа
97
систематизировать материал и находить оптимальные решения поставленных задач. Поэтому данная методика работы с материалом представляет собой интерес, так как с её помщью можно не только анализировать, но и прогнозировать результат научных исследований.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Сологаев В. И. Фильтрационные расчеты и компьютерное моделирование при защите от
подтопления в городском строительстве : монография. Омск : СибАДИ, 2002. 416 с.
[2] Разумов В. И., Сизиков В. П. Основы теории динамических информационных систем: монография. Омск : Изд-во Ом. гос. ун-та, 2005. 214 с.
[3] Козлова К. С. Влияние сферы услуг на формирование типа постиндустриального общества (социально-философский анализ) : дис. ... канд. филос. наук / ОмГУ им. Ф. М. Достоевского. Омск, 20l2. 183 с.
