<<
>>

Введение

Актуальность диссертационной работы обусловлена развитием технологий органи­зации систем раннего предупреждения (СРП) в различных критических ситуациях. В от­личие от первых образцов СРП, в которых основной функцией было массовое оповеще­ние, современные системы активно используют методы DDA (Data Driven Approach), со­бирая и обрабатывая данные из различных источников, для того чтобы заблаговременно прогнозировать критическую ситуацию и главное - моделировать сценарии уменьшения связанного с ней ущерба.

Как следствие, для функционирования таких систем требуются технологии распределенных вычислений - т.н. экстренные вычисления (Urgent Computing, UC).

Технологии UC в основном ориентированы на сугубо инфраструктурные задачи, связанные собственно с использованием вычислительных ресурсов, и не ориентированы на работу с массовым пользователем. Однако современный человек не представляет свое­го существования без средств мобильной связи, таких как сотовый телефон. По статистике [1], на сто жителей Российской Федерации приходится около 155,5 устройства сотовой связи. При этом количество мобильных устройств, обладающих широкими мультимедий­ными возможностями, позволяющих пользователям полноценно работать в сети Интернет, растет. Так, по данным компании Gartner [2], во втором квартале 2013 г. объем продаж смартфонов по миру впервые превысил объем продаж обычных телефонов. Таким обра­зом, целесообразно ориентировать UC на персональную поддержку принятия решений в экстремальных ситуациях, в том числе адаптировать технологию массовых мобильных сервисов (ММС). Под ММС понимается услуга, предоставляемая пользователю при по­мощи персонального устройства через общую сеть мобильной связи и сеть Интернет. Пользователем сервиса является человек, имеющий персональное мобильное устройство, подключенное к поставщику или провайдеру услуги. Поставщик оказывает мобильную услугу на основе программно-аппаратной инфраструктуры инструментальной платформы, позволяющей гарантировать выполнение услуги в условиях ограниченного времени.

ММС в рамках концепции UC предназначены для персональной поддержки пользо­вателя при принятии решений в ситуациях, влекущих за собой риск ущерба для жизни, здоровья, благосостояния и имущества пользователя. ММС может быть применен в раз­личных по масштабу ситуациях: чрезвычайных, затрагивающих большое количество чело­век (наводнение, землетрясение); в критических, касающихся одного человека и влекущих ущерб жизни и здоровью (ограбление, риск болезни, попадания в аварию); в экстренных,

касающихся одного человека с возможным нанесением вреда его имуществу; в бытовых ситуациях с малым риском (опоздание на самолет).

Целью исследования является развитие подходов, методов и технологий экстрен­ных вычислений, ориентированных на персональную поддержку принятия решений мас­сового пользователя; с использованием исследованных методов разработан эксперимен­тальный образец инструментальной платформы для экстренных вычислений и индивиду­альной поддержки принятия решений в критических ситуациях (ИПЭВ).

Для достижения указанной цели решаются следующие задачи:

- обоснование требований к инфраструктурному обеспечению UC с учетом персональ­ной поддержки принятия решений массового пользователя;

- разработка базовых механизмов, расширяющих возможности современных техноло­гий UC в части персональной поддержки принятия решений массового пользователя.

- разработка и обоснование архитектуры ИПЭВ, детализация основных компонентов и обеспечение интеграции с существующими распределенными инфраструктурами UC;

- разработка экспериментального образца ИПЭВ, включая необходимый при выполне­нии экспериментальных исследований набор программных средств для моделирова­ния городской мобильности;

- разработка экспериментального образца мобильного сервиса персональной поддержки принятия решений при угрозе паводковых наводнений;

- экспериментальные исследования ИПЭВ и мобильного сервиса на примере ретро­спективной наводненческой ситуации в г. Крымск.

Научная новизна исследования определяется комплексным подходом к организации инфраструктуры UC на основе распределенных облачных сред, с ориентацией на предо­ставление массовых мобильных сервисов поддержки принятия решений в критических ситуациях, включая:

- мониторинг доступности функциональных характеристик ресурсов UC на основе предметно-ориентированного тестирования;

- учет обратной связи с абонентами при моделировании сценариев развития критиче­ской ситуации;

- динамическое выделение ресурсов UC для обработки данных и моделирования исходя из текущего числа абонентов и их поведения.

Практическую значимость работы определяют:

- программный комплекс ИПЭВ (включающий систему предметно-ориентированного мониторинга UC-инфраструктуры, сервер интерактивных мобильных приложений и

фреймворк для интеграции облачных ресурсов моделирования и обработки данных), интегрированный в платформу CLAVIRE;

- программная система - мобильный сервис персональной поддержки принятия реше­ний при угрозе паводковых наводнений.

Достоверность научных результатов и выводов обусловлена обоснованным приме­нением математического аппарата, результатами тестирования алгоритмов и программного обеспечения, экспериментальными исследованиями производительности, выполненными на основе платформы CLAVIRE, а также практическим внедрением (опытной эксплуата­цией) разработанных программных средств для индивидуальной поддержки принятия ре­шений населения при угрозе наводнения.

Личный вклад автора в выполненных в соавторстве работах заключается в обосно­вании и формализации требований к инфраструктурам экстренных вычислений на основе распределенных облачных сред; разработке архитектуры и детализации компонентов, свя­занных с обеспечением надежности функционирования инфраструктуры UC, поддержки массовых мобильных сервисов, а также сопряжения с распределенными источниками дан­ных и вычислительными моделями, функционирующими на облачных ресурсах; выполне­нии экспериментальных исследований производительности предложенных решений, а также проектировании, разработке и исследовании функционирующего на основе инфра­структуры UC экспериментального мобильного сервиса индивидуальной поддержки при­нятия решений при угрозе наводнения. Из работ, выполненных в соавторстве, в диссерта­цию включены результаты, которые соответствуют личному участию автора.

Диссертация состоит из четырех глав. В первой главе выполнен обзор предметной области, включая существующие системы раннего оповещения, системы СРП, а также мо­бильные технологии для поддержки действий в критических ситуациях. Во второй главе изложены теоретические основы, в целом расширяющие существующие подходы к орга­низации инфраструктуры UC для персональной поддержки решений массового пользова­теля на основе мобильных технологий, а также представлена и обоснована архитектура ИПЭВ. В третьей главе рассматривается подсистема ИПЭВ, связанная с использованием моделей городской мобильности как основы для расчетных сценариев действий в крити­ческих ситуациях. В четвертой, заключительной, главе обсуждаются результаты экспери­ментальных исследований ИПЭВ на основе экспериментального образца мобильного сер­виса персональной поддержки принятия решений при угрозе паводковых наводнений (для ситуации г. Крымск).

<< | >>
Источник: Карбовский Владислав Александрович. ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В КРИТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЯХ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург - 2014. 2014

Еще по теме Введение:

  1. ВВЕДЕНИЕ
  2. Введение
  3. ВВЕДЕНИЕ
  4. ВВЕДЕНИЕ
  5. ВВЕДЕНИЕ
  6. ВВЕДЕНИЕ
  7. Введение
  8. ВВЕДЕНИЕ
  9. Введение
  10. ВВЕДЕНИЕ
  11. ВВЕДЕНИЕ
  12. ВВЕДЕНИЕ
  13. Введение
  14. Раздел 1 «Введение в административное право»
  15. 1. Введение в курс административного права
  16. Тема 1. Введение в курс административного права
  17. Твердость порошковых алюмокомпозитов системы А1-3масс.%М- 1масс.%Cu, АМмасс^^ и A1-4масс.%Mg с наномодификаторами
  18. Предел прочности на растяжение порошковых алюмокомпозитов с наномодификаторами