CC BY
10INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
СУНЪИЙ ИНТЕЛЛЕКТ АЛГОРИТМЛАРИ АСОСИДА ФАВЦУЛОДДА ВАЗИЯТЛАРНИ ПРОГНОЗЛАШ ВА МОНИТОРИНГ ЦИЛИШ Цорабошев Ойбек Зокирович
Ракамли технологиялар ва сунъий интеллектни ривожлантириш илмий-тадкикот
институти таян докторанти https://doi.org/10.5281/zenodo.7854280
Аннотация. Ушбу мацолада мураккаб бошцарув объектларининг ишлаши ва ривожланиши %олатларининг таснифи берилган. Фавцулодда вазиятларни бошцаришнинг стандарт усуллари, шунингдек, мавжуд вазиятга цараб бошцарув царорини цабул цилишга таъсир цилувчи асосий омиллар куриб чицилган. Урганилаётган объектни та%лил цилиш асосида фавцулодда вазиятларни автоматик бошцариш тизимида амалга ошириладиган турли хил режимлар учун янги бошцарув функциялари таклиф этилган.
Калит сузлар: модел, мониторинг, ба%олаш, алгебраик ёндашув, процедура, оптималлаштириш, прогнозлаш.
Турли объектларни эксплуатация килиш ва ривожлантириш учун зарур булган хавфсизлик даражасини таъминлаш ва ёнгин тахдидларни амалга ошириш окибатларини камайтиришга каратилган самарали назорат чоралари ва профилактика чораларини танлаш оркали амалга оширилади (масалан, таъсирлар интенсивлигини пасайтириш). Х,ар хил турдаги фавкулодда вазиятларнинг окибатларини юмшатиш буйича ишлар мажмуасини режалаштириш ва амалга ошириш самарадорлиги сезиларли даражада объектнинг хатти-харакатларини урганиш сифатига боглик булиб, улар асосида профилактика чоралари ва тезкор карорлар шакллантирилади ва амалга оширилади. Фавкулодда вазиятларни бошкаришнинг туртта асосий усули мавжуд булиб, уларга куйидагилар киради: кундалик фаолият режими - фавкулодда вазиятлар хавфининг аник белгилари хакида маълумот мавжуд эмаслиги билан тавсифланади; юкори огохлантириш режими - фавкулодда вазиятларнинг мумкин булган тахдид белгилари тугрисидаги маълумотларнинг мавжудлиги билан тавсифланади; фавкулодда вазият режими - мавжуд меъёрий хужжатларга мувофик жами фавкулодда холат сифатида белгиланган холатлар билан тавсифланади; фавкулодда вазиятлар окибатларини бартараф этиш тартиби - фавкулодда вазиятларда фаол зарар етказувчи омилларнинг мавжуд эмаслиги билан тавсифланади. Куриб чикилаётган бошкарув функцияларини амалга ошириш вазиятнинг узгариши динамикасини тавсифловчи динамик моделини куриш асосида объектнинг хатти-харакатларини урганишга асосланади [1].
Фавкулодда вазиятларнинг ривожланишини урганишнинг амалий вазифаларида мураккаб тизимларнинг, шу жумладан техноген, экологик, ижтимоий-иктисодий ва бошкаларнинг хатти-харакатларини урганиш талаб этилади. Керакли маълумотларнинг элементлари, шунингдек, кайта ишлаш ва кабул килиш усуллари, тадкикот максади ва аппаратига боглик булади. Х,ар холда, тизимнинг намунавий куриниши урганилади ва улчовларнинг дискретлиги туфайли унинг ажратилган дискрет холатлари хакида маълумот олинади. Бинобарин, хулк-атворнинг хар кандай прогнози аслида тадкикотчи таянадиган шартлар билан белгиланадиган тизим ривожланишининг маълум бир сценарийсидир. Автоматлаштирилган фавкулодда вазиятларни бошкариш
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
тизимларида (автоматлаштирилган бошкарув тизимлари) турли максадлар учун сценарийларни яратиш сценарий х,исоби элементларига асосланган расмийлаштирилган сценарий тах,лили доирасида амалга оширилиши мумкин. Объектни ривожлантиришнинг х,ар бир сценарийси вазиятни узгартириш учун моделларнинг синтезидир. Ута мух,им ва хавфли объектларни мониторинг килиш - бу, объектнинг белгиланган параметрларини кечаю кундуз автоматлаштирилган ускуналар ёрдамида кузатиш жараёнидир. Мониторинг максади, тизим хдракати динамикасини кузатишдан иборат. Кундалик фаолият режимида мониторинг - параметрларнинг жорий кийматларини кузатиш ва уларнинг белгиланган кийматлардан огишларини аниклаш, яъни объектнинг белгиланган тизим элементларининг ишлашида номувофикликни урнатиш х,исобланади [2].
^уйидаги расмда турли объектларининг ёнгин хавфсизлигини бошкариш тизимини куллаб-кувватлашнинг структуравий схемаси берилган.
1-расм. Турли объектларининг ёнгин хавфсизлигини бошкариш тизимини куллаб-кувватлашнинг структуравий схемаси
Вакт утиши билан узгарувчан х,ар кандай параметрнинг кийматларини ифодаловчи {хг, х2, ■■■, хп] кийматлар туплами вакт катори деб аталади. Х,ар бир киймат маълум бир вакт ^^ ...,1п параметридаги кийматга мос келади. Прогнозлашнинг вазифаси 1п+1,1п+2,... вактидаги х улчанган кийматнинг кийматини аниклашдан иборат, яъни прогноз килишни амалга ошириш учун бу вакт каторининг конуниятини аниклаш зарур. Алгоритмик композициянинг умумий таърифи Журавлёвнинг алгебраик ёндашувида жуда яхши ёритиб берилган. Биз бах,олар майдони деб аталадиган Я тупламини киритамиз ва суперпозиция шаклига эга А(х) = С(В(х)) алгоритмларни куриб чикамиз, бунда В-Х^И функция алгоритмик оператор, С: И ^ У функция эса карор коидаси дейилади.
Алгоритмларнинг тузилиши хдкидаги бу тахмин х,еч кандай тарзда чекловчи эмас. Эътибор беринг, И тупламининг тузилиши хдли х,еч кандай тарзда урнатилмаган. Иккинчидан, Я = У ни белгилаш ва С (В) = В идентификация харитасини олиш оркали карор кабул килиш коидасидан фойдаланишдан х,ар доим воз кечиш мумкин. Одатда, бу регрессияни тиклаш ва прогнозлаш муаммоларида амалга оширилади. В^.Х ^ = 1, ...,Т алгоритмик операторларидан тузилган алгоритмик композиция, коррекция операцияси Р: И ^ И ва карор коидаси С:Я ^ У - шаклнинг А: X ^ У номли алгоритми булади ва у куйидагича куринишга эга:
А(х) = с(р(в1(х),...,вр(х))), хЭХ (1)
Умумий х,олатда алгоритмик таркибни ташкил этувчи В^ операторлари х,ам асосий алгоритмлар деб аталади. ^оида тарикасида айтиш мумкинки, фавкулодда вазиятлар
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
KyTH^MaraHga ro3ara KenagH. Ey KHCM.ap, MexaHH3M.ap, MamHHanap Ba arperaTnapHHHr TycaTgaH HmgaH HHKHmH HaTH^acHga ro3ara KenagH Ba Hmnaö HHKapum «apaeHHga ähaahh 6y3H.nHm.nap, nopT.nam.nap, x,a.noKaT.nH cyB TomKHHH, eHFHH.napHHHr naMgo 6y.nHmH, xyflyflHHHr pagHoaKTHB, KHMeBHM H^nocnaHHmH Ba öomKanap öunaH öupra öy.HmH MyMKHH [3].
^уйидаги жадвалда фавкулодда вазиятларнинг классификацияси тулик курсатиб утилган.
Фавкулодда вазиятлар гурухлари Фавкулодда вазиятлар турлари Фавкулодда вазиятлар куринишлари
Литосферадаги фавкулодда вазиятлар Геофизик (эндоген) фавкулодда вазиятлар ер кимирлаши, вулкон отилиши
Геологик (экзоген) фавкулодда вазиятлар кучки, сел, кор кучкиси, вайроналар, тошларнинг чукиши, эрозия
Табиий ёнгинлар урмон, дашт, торф
Атмосферадаги фавкулодда вазиятлар Шамол (метеорологик) фавкулодда вазиятлар буронлар, тулкинлар, торнадолар
Аномал (агрометеорологик) фавкулодда вазиятлар Кучли ёмгир, кургокчилик, хаддан ташкари иссиклик ва совук, кор ёгиши ва бурон
Гидросферадаги фавкулодда вазиятлар Денгиздаги гидросферадаги фавкулодда вазиятлар туфонлар, цунамилар, кучли тулкинлар ва денгиз сатхининг тебранишлари, денгизлардаги музлар
^урукликдаги гидросферавий фавкулодда вазиятлар (гидрологик фавкулодда вазиятлар) сув тошкинлари, юкори сув, тирбандликлар, шамол кучайиши, паст сув, ер ости сувларининг аномал даражаси
Биологик фавкулодда вазиятлар Одамларнинг оммавий касаллиниши гурух булиб касалланиш, эпидемия, пандемия
Х,айвонларнинг оммавий касаллиниши энзоотик, эпиоозотик, панзоотик
Усимлик касалликлари ва зараркунандалари эпифитотиялар, панфитотиялар, усимлик зараркунандаларининг оммавий таркалиши
1-жадвал. г Фавкулодда в "абиий характердаги фавкулодда вазиятларнинг классификацияси вазиятлар мониторинги сохасида ахборот-коммуникация
технологияларини ривожлантиришдан ташкари, сунъий интеллектни жорий килиш хам долзарб булиб бормокда. Катта маълумотлар массивларини тахлил килиш асосида у тезда аник вазиятни бахолашни шакллантириши ва унинг ривожланишининг прогнозини бериши мумкин. Бу тахлилчилар ишига мукобил булиши мумкин, улар факат тизим натижаларини текширишлари ва муайян фавкулодда вазиятни бартараф килиш амалиётига мувофик уз тузатишларини киритишлари керак булади.
Бундан ташкари, сунъий интеллект алгоритмлари асосида аник ходисаларга жавоб беришнинг яхлит сценарийларини шакллантириш хам истикболли сценарийлар Фавкулодда вазиятлар вазирлиги фаолиятини бошкаришнинг энг мухим элементи хисобланади, чунки улар аник ишларни бажариш тартибини, асбоб-ускуналардан фойдаланишни ва хоказоларни белгилайди. Улар сунъий интеллект ёрдамида курилганда, хатто илгари содир булмаган вазиятларни хам тасвирлаш мумкин булади, бу эса
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
мутахассисларни фавкулодда вазиятларда ишлашга "жойида" самаралирок тайёрлаш имконини беради.
Шуни таъкидлаш керакки, сунъий интеллект маълум худудларда фавкулодда вазиятларнинг бошланишини энг эхтимолли прогнозлаш муаммосини хам хал килади. Турли худудий хусусиятларини хисобга олиб, сунъий интеллект технологиясидан фойдаланган холда мониторинг ва прогнозлаш натижаларига кура асбоб-ускуналар ва механизмларни самарали кайта гурухлаш одамларнинг курбон булиш хавфини бартараф килади, шунингдек, уз вактида жавоб бериш оркали фавкулодда вазиятларнинг пайдо булишининг олдини олиш имкониятини яратади. (масалан, газ куйиш шахобчалари, урмон ёнгинларининг тезкор локализацияси) [4-5].
Моделлар куйидагиларга эга булиши керак: ходисаларнинг юзага келиши ва олдини олиш шартларини аниклаш; уларнинг пайдо булиш эхтимолини хисоблаш. Бунда дастлабки маълумотлар: кимёвий хавфли объектнинг параметрлари (X), инсон ресурслари (L), фавкулодда вазиятларни бартараф этиш кучлари ва воситалари (С), шунга ухшаш фавкулодда вазиятларнинг эхтимоли (Q(t)). Моделлаштирилган ходисага оид дастлабки фаразлар ва шартлар куйидагилар булиши мумкин: фавкулодда вазиятни мураккаб тизимлардаги тасодифий жараёнлар назарияси конунларига мувофик тасвирлаш мумкин; моделлаштириш объекти кимёвий хавфли объектда содир буладиган ва ходисалар (авариялар ёки фавкулодда вазиятлар) содир булиши билан якунланадиган тасодифий жараён булиши керак; бундай ходисалар окимини энг оддий деб хисоблаш мумкин, яъни. стационарлик, одатийлик ва кейинги таъсирнинг мавжуд эмаслиги шартларини кондириш; хар бир ходиса маълум технологик операцияларни бажариш жараёнида тасодифий инсон хатолари, асбоб-ускуналарнинг носозликлари чикиши ва кутилмаган ташкари ташки таъсирлар туфайли юзага келиши мумкин. Юкоридагиларни хисобга олиб, биз моделлаштириш муаммосининг концептуал баёнотини куйидагича шакллантиришимиз мумкин: фавкулодда вазиятнинг ривожланиш жараёнини шаклда ифодалайди, аник кимёвий хавфли объектлар учун кулланмалар окимини (t) тасодифий ходисаларнинг чикиш окимига уларнинг t вактида юзага келиш эхтимоли Q(t) билан скрининг жараёни; ушбу жараённи окимлар шаклида тасвирлаш (алохида бинолардан келиб чикадиган сабаблар занжирининг пайдо булишини изохловчи график).Кимёвий хавфли объектнинг ишлаши учун талаблар окимининг энг оддий табиати хакидаги гипотезани хисобга олган холда ва кимёвий жихатдан хавфли объектдан фойдаланган холда алгебраик тенгламалар тизими шаклида моделлаштириш муаммосини шакллантириш ва математик муносабатларнинг тугрилигини текшириш. богликликларни олиш учун ходисаларни истисно килиш туфайли камдан-кам холларда унинг узгармаслик хусусияти куйидаги шаклда ифодаланиши мумкин:
Q(t)=f(X,L,C,T,t) (2)
Кейинчалик, аналитик моделнинг хар бир параметрини олдиндан бахолаш учун процедура ишлаб чикилади ва барча тегишли коидалар ёрдамида олинган барча математик муносабатларнинг тугрилиги текширилади. Фавкулодда вазиятларни бошкаришнинг вазифалари вазиятга тезкор жавоб бериш ва фавкулодда вазият окибатларини камайтириш ёки тулик бартараф этиш буйича харакатларни ишлаб чикишдир. Тугатиш чоралари комбинациясини танлаш алгоритми куйидагиларга имкон беради: фавкулодда вазиятларда
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
харакат килишни оптималлаштириш; олинган прогнозлар ва йукотишлар асосида тугатиш режасини самарали ва окилона танлаш; фавкулодда вазиятнинг зарар етказувчи омилларини бартараф этиш учун куч ва воситаларни оптимал жойлаштиришни бошкариш; пайдо буладиган зарар етказувчи омиллар уртасидаги сабабий муносабатларни моделлаштириш ва бошкалар булиши мумкин [6].
Юкоридаги маълумотларидан фойдаланган холда техник объектлар холатини мониторинг килиш ва прогнозлаш муаммоларини хал килишда таксимланган ахборот ресурсларини интеграциялашнинг мавжуд ва истикболли технологияларини тахлил килишнинг сунъий интеллект алгоритмлари асосида автоматлаштирилган мониторинг тизими хамда прогнозлаш тизимини яратишда асосий ёндашув сифатида турли ходисаларга йуналтирилган архитектурадан фойдаланиш максадга мувофиклигини курсатади. Синов натижалари шуни курсатадики, ушбу ёндашувни куллашнинг зарур функцияларини тулик амалга оширишни ва бундай тизимларга куйиладиган асосий талабларнинг бажарилишини таъминлайди.
REFERENCES
1. Хасанов И.М., Пономарев Р.О. Управление в чрезвычайных ситуациях: существующие и перспективные подходы к исследованию // Проблемы управления безопасностью сложных систем: Труды 25-й Междунар. науч. конф. Москва, 2017. М.: РГГУ, 2017. С. 521-526.
2. М.Х.Худайбердиев, О.ЗДорабошев. Прогнозлашни бир синфли алгоритмлари учун турли усулларнинг киёсий тахлили //"Современное состояние и перспективы развития цифровых технологий и искусственного интеллекта" Сборник докладов Республиканской научно-технической конференции Самарканд, 26-27 октября 2022 г. ЧАСТЬ 2. 371-375 б.
3. Камилов М.М., Худайбердиев М.Х., Хамроев А.Ш. Тимсолларни аниклаш масаласида декомпозицион модуллар комбинацияси// Инновацион ёндашувлар илм-фан тараккиёти калити сифатида: ечимлар ва истикболлар: республика илмий-техник анжумани. -Жиззах, 2020 йил 8-10 октябрь. - 183 б.
4. А.А. Горюнкова. Разработка методов оценки, прогнозирования и предупреждения развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. № 4-2. С. 259-265.
5. Кононов Д.А., Лепе Н.Л., Пономарев Р.О. Управление чрезвычайными ситуациями в региональных системах методами ситуационного анализа // Вестник РГГУ. Серия «Экономика. Управление. Право». 2016. № 4 (6). С. 58-70.
6. Микони С. В., Соколов Б. В., Юсупов Р. М. Применение алгебраического подхода в квалиметрии моделей и полимодельных комплексов // Имитационное моделирование. Теория и практика (IMM0D-2013). Сб. докладов VI научно-практической конференции (г. Казань, 16-18 октября 2013 г.). Т. 1. Казань: Фэн, 2013. С. 68-79.
