vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2020-47-2-30-39vdgtu-806Research ArticleИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕCOMPUTER SCIENCE, COMPUTER ENGINEERING AND MANAGEMENTИнтеллектуальная система моделирования изменчивости климатических явленийIntelligent system for modelling climate variabilityАсалхановП. Г.AsalkhanovP. G.

Асалханов Петр Георгиевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра информатики и математического моделирования.

664038, Иркутская обл., Иркутский р-н., п. Молодежный, 1/1.

Peter G. Asalkhanov - Cand. Sci. (Technical), Ass. Prof., Department of Informatics and Mathematical Modeling.

1/1 Str., Irkutsk region, Molodezhny village 664038.

asalkhanov@mail.ruБендикН. В.BendikN. V.

Бендик Надежда Владимировна - кандидат технических наук, доцент, кафедра информатики и математического моделирования.

664038, Иркутская обл., Иркутский р-н., п. Молодежный, 1/1.

Nadezhda V. Bendik - Cand. Sci. (Technical), Ass. Prof., Department of Informatics and Mathematical Modeling.

1/1 Str., Irkutsk region, Molodezhny village 664038.

starkovan@list.ruИваньоЯ. М.IvanyoYa. M.

Иваньо Ярослав Михайлович - доктор технических наук, профессор, кафедра информатики и математического моделирования.

664038, Иркутская обл., Иркутский р-н., п. Молодежный, 1/1.

Yaroslav M. Ivan'o - Dr. Sci. (Technical), Prof., Department of Informatics and Mathematical Modeling.

1/1 Str., Irkutsk region, Molodezhny village 664038. 

iymex@rambler.ruИркутский государственный аграрный университет имени А.А. ЕжевскогоРоссияA.A. Ezhevsky Irkutsk State Agrarian UniversityRussian Federation2020070820204723039Copyright © Асалханов П.Г., Бендик Н.В., Иваньо Я.М., 20202020Асалханов П.Г., Бендик Н.В., Иваньо Я.М.Asalkhanov P.G., Bendik N.V., Ivanyo Y.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/806

Цель. В публикации описан проект интеллектуальной системы моделирования изменчивости климатических событий на основе базы данных многолетних рядов, а также базы знаний исторических свидетельств. Интеллектуальная система позволит моделировать климатические события по следующим направлениям: одно явление в одной точке; одно явление в пространстве; множество явлений в одной точке и множество явлений в пространстве. Метод. Методы обработки данных связаны со свойствами исходной информации и их объемом: ряды наблюдений за длительный, выборки за короткий период, историко-архивные материалы и т.д. Результат. В статье приведены основные функции интеллектуальной системы, расширяющие возможности оценки изменчивости климатических характеристик благодаря сочетанию количественной и качественной информации в виде историко-архивных свидетельств. К основным функциям системы относятся: формирование потоков событий; оценка вероятности появления события; физическая реконструкция данных с использованием геоинформационных систем; определение периода между двумя редкими событиями; управление аграрным производством в условиях рисков. Вывод. Преимуществом такой системы является увеличение информации об экстремальных событиях и повышение эффективности управления за счет снижения рисков.

Aim. The study describes a prototype of an intelligent system for modelling climate variability based on a database of multi-year series and historical evidence. The presented intelligent system allows climate events to be simulated as follows: one phenomenon at one point; one phenomenon in space; many phenomena at one point and many phenomena in space. Methods. The choice of research methods was determined by the properties of source information and its volume: a series of observations over a long period, sampling over a short period, historical and archival materials, etc. Results. The article describes the main functions of the presented intelligent system, which expand the possibility of assessing the variability of climate characteristics by combining quantitative and qualitative information in the form of historical and archival evidence. The main functions of the system include the generation of event flows; estimation of the event probability; physical reconstruction of data using geoinformation systems; determination of the period between two rare events; and management of agricultural production under risk conditions. Conclusion. The advantage of the proposed system consists in increasing information about extreme events and improving the management efficiency by means of reducing risks.

интеллектуальная системабаза данныхбаза знанийклиматическое событиеintelligent systemdatabaseknowledgebaseclimate eventReferencesAsalkhanov P.G. Management of the agro-industrial enterprise: optimization, uncertainty, expert assessments / P.G. Asalkhanov, N.V. Bendik, Ya.M. Ivan'o // International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies 2019 (FarEastCon 2019), 1-4 October 2019.P.G. Asalkhanov, N.V. Bendik, and Ya.M. Ivanyo, “Management of the agro-industrial enterprise: optimization, uncertainty, expert assessments”, in International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies 2019 (FarEastCon 2019), 1-4 October 2019.Борисенков Е.П., Пасецкий В.М. Экстремальные природные явления в русских летописях XI-XVII вв. [Текст] - Л.: Гидрометеоиздат, 1983 г. 240 с.E.P. Borisenkov and V.M. Pasetskiy. “Extreme natural phenomena in Russian chronicles of the XI-XVII centuries”. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1983, 240 p [“Ekstremal'nyye prirodnyye yavleniya v russkikh letopisyakh XI-XVII vv.”, Leningrad, Gidrometeoizdat, 1983, 240 p(In Russ)].Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы [Текст] - М.: Гидрометеоиздат, 1986. - 159 с.M.I. Budyko, G.S. Golitsyn, and Yu.A. Israel, “Global Climate Disasters”, Moscow: Gidrometeoizdat, 1986, 159 p [“Global'nyye klimaticheskiye katastrofy”, Moscow, Gidrometeoizdat, 1986, 159 p] (In Russian).Vasil'ev V.I., Il'jasov B.G. “Intellectual control systems. The theory and practice”: the manual // The radio engineering, Moscow: 2009, 392 p.V.I. Vasil'ev and B.G. Il'jasov, “Intellectual control systems. The theory and practice: the manual”, The radio engineering, Moscow: 2009, 392 p [“Intellektual'nyye sistemy upravleniya. Teoriya i praktika: uchebnoye posobiye”, Radiotekhnika, Moscow, 2009, 392 p.(In Russ)].Вашукевич Е.В. Математические модели аграрного производства с вероятностными характеристиками засух и гидрологических событий / Е.В. Вашукевич, Я.М. Иваньо. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2012. - 150 с.E.V. Vashukevich, and Y.M. Ivanyo, “Mathematical models of agricultural production with probabilistic characteristics of droughts and hydrological events”, Irkutsk: Publishing House of the Irkutsk State Agricultural Academy, 2012, 150 p [“Matematicheskiye modeli agrarnogo proizvodstva s veroyatnostnymi kharakteristikami zasukh i gidrologicheskikh sobytiy”, Irkutsk: Izd-vo IrGSKHA, 2012, 150 p. (In Russ)].Дружинин, И.П. Динамика многолетних колебаний речного стока [Текст] / И.П. Дружинин, В.Р. Смага, А.Н. Шевнин. - М: Наука, 1991.- 176 с.I.P. Druzhinin, V.R. Smaga, and A.N. Chevnin, “Dynamics of long-term fluctuations of river flow”, Moscow: Nauka, 1991, 176 p [“Dinamika mnogoletnikh kolebaniy rechnogo stoka”, Moscow: Nauka, 1991, 176 p. (In Russ)].Dursun Delen, Ramesh Sharda, “Artificial Neural Networks in Decision Support Systems”. In Handbook on Decision Support Systems 1. SpringerVerlag, 2008, pp 557-580D. Dursun and Sh. Ramesh, “Artificial Neural Networks in Decision Support Systems”, in Handbook on Decision Support Systems, SpringerVerlag, 2008, pp 557-580.Иваньо Я.М. Информация об экстремальных природных явлениях в управлении производственными объектами / Я.М. Иваньо, Н.В. Старкова // Научно-практический журнал «Вестник ИрГСХА». - Иркутск. ИрГСХА. - 2010. - №39 - С.49-53.Ya.M. Ivanyo, “Information on extreme natural phenomena in the management of production facilities”, Scientific and practical journal “Bulletin of the Irkutsk State Agricultural Academy”. Irkutsk: IRGSHA, 2010, №. 39, pp. 4953 [“Informatsiya ob ekstremal'nykh prirodnykh yavleniyakh v upravlenii proizvodstvennymi ob'yektami”, Nauchno-prakticheskiy zhurnal “Vestnik IrGSKHA”, Irkutsk: IrGSKHA, 2010, № 39, pp. 49-53] (In Russian).Ivan'o Y.M. Model of formation of a database about the extreme phenomen on the basis of the hydrometeorological and historical-archival information / Y.M. Ivan'o N.V. Starkova // The 11th International Workshop on Computer Science and Informatio Technologies (CSIT'2009). - Crete, Greece, 2009. - P. 187-191.Ya.M. Ivanyo and N.V. Starkova, “Model of formation of a database about the extreme phenomen on the basis of the hydrometeorological and historical-archival information”, in The 11th International Workshop on Computer Science and Informatio Technologies (CSIT'2009), Crete, Greece, 2009, pp. 187-191.Иваньо, Я.М. Моделирование природных событий для управления региональными народнохозяйственными объектами [Текст] / Я.М. Иваньо, Н.В. Старкова. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2011. - 160 с.Ya.M. Ivanyo and N.V. Starkova, “Modeling of natural events for the management of regional national economic objects”, Irkutsk: Publishing House of the Irkutsk State Agricultural Academy, 2011, 160 p [“Modelirovaniye prirodnykh sobytiy dlya upravleniya regional'nymi narodno-khozyaystvennymi ob'yektami”, Irkutsk: Izd-vo IrGSKHA, 2011, 160 p. (In Russ)].Иваньо Я.М. Экстремальные природные явления: методология, моделирование и прогнозирование [Текст] / Я.М. Иваньо. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2007. -266 с.Ya.M. Ivanyo, “Extreme natural phenomena: methodology, modeling and forecasting”, Irkutsk: Publishing House of the Irkutsk State Agricultural Academy, 2007, 266 p [“Ekstremal'nyye prirodnyye yavleniya: metodologiya, modelirovaniye i prognozirovaniye”, Irkutsk: Izd-vo IrGSKHA, 2007, 266 p. (In Russ.)].Иваньо Я.М. Экстремальные природные явления исторического прошлого на территории Иркутской области [Текст]. - Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1997. - 96с.Ya.M. Ivanyo, “Extreme natural phenomena of the historical past in the territory of the Irkutsk region”, Irkutsk: Publishing house Irkut. University, 1997, 96 p [“Ekstremal'nyye prirodnyye yavleniya istoricheskogo proshlogo na territorii Irkutskoy oblasti”, Irkutsk: Izd-vo Irkut. un-ta, 1997, 96 p. (In Russ)].Калинин, Г.П. Расчет повторяемости гидрологических явлений на основе анализа их формирования / Г.П. Калинин, З.И. Дарман // Метеорология и гидрология. - 1953. - №1. - С. 46-50.G.P. Kalinin and Z.I. Darman, “The calculation of the frequency of hydrological phenomena based on the analysis of their formation”, Meteorology and Hydrology, 1953, № 1, pp. 46-50 [“Raschet povtoryayemosti gidro-logicheskikh yavleniy na osnove analiza ikh formirovaniya”, Meteorologiya i gidrologiya, 1953, № 1, pp. 46-50. (In Russ)].Klimenko A.V., Bobrjakov A.V., Zernov M.M. «The Basic classes of fuzzy models and kinds of knowledge used in them» // Magazine " Neurocomputers ", №8, 2011, PP. 10-17.A.V. Klimenko, A.V. Bobrjakov, and M.M. Zernov, “The Basic classes of fuzzy models and kinds of knowledge used in them”, Magazine "Neurocomputers", № 8, 2011, pp. 10-17 [“Osnovnyye klassy nechetkikh modeley i ispol'zuyemyye v nikh vidy znaniy”, Zhurnal «Neyrokomp'yutery», № 8, 2011, pp. 10-17.(In Russ)].Кренке А.Н. Изменчивость климата Европы в историческом прошлом [Текст] /А.Н. Кренке, М.И. Чер-навская, Р. Браздил и др. - Москва: Наука, 1995. - С.224.A.N. Krenke, M.I. Chernavskaya, and R. Brezdil, “European climate variability in the historical past”, Moscow: Nauka, 1995, 224 p [“Izmenchivost' klimata Yevropy v istoricheskom proshlom”, Moskva, Nauka, 1995, 224 p. (In Russ)].Кремер, Л.К. Микроклиматические закономерности [Текст] / Л.К. Кремер // Природные режимы и то-погеосистемы Приангарской тайги. - Новосибирск: Наука, 1975. - С.71-108L.K. Kremer, “Microclimatic laws”, Natural regimes and topographic systems of the Angara taiga, Novosibirsk: Nauka, 1975, pp. 71-108 [Prirodnyye rezhimy i topogeosistemy Priangarskoy taygi. - Novosibirsk: Nauka, 1975, pp. 71-108. (In Russ)].Крицкий С.Н. Гидрологические основы управления речным стоком. /С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель. -М.: Наука, 1981. - 255 с.S.N. Kritsky, M.F. Menkel, “Hydrological basics of river flow management”, Moscow: Nauka, 1981, 255 p [“Gidrologicheskiye osnovy upravleniya rechnym stokom”, Moscow: Nauka, 1981, 255 p] (In Russian).Курзаева Л. В. К вопросу об актуальности разработки базы знаний интеллектуальной системы поддержки управления требованиями к результатам обучения ИТ -специалистов // Фундаментальные исследования. -2016. - № 12-3. - С. 513-517L.V. Kurzaeva, “On the relevance of developing a knowledge base of an intellectual system for supporting the management of requirements for the learning outcomes of IT specialists”, Basic Research, 2016, №. 12-3, pp. 513-517 [“K voprosu ob aktual'nosti razrabotki bazy znaniy intellektual'noy sistemy podderzhki upravleniya trebovaniyami k rezul'ta-tam obucheniya IT-spetsialistov”, Fundamental'nyye issledovaniya, 2016, №. 12-3, pp. 513-517. (In Russ)].Мардиа, К. Статистический анализ угловых наблюдений / К. Мардиа. - М.: Наука, 1978. - 239 с.K. Mardia, “Statistical analysis of angular observations”, Moscow: Nauka, 1978, 239 p [“Statisticheskiy analiz uglovykh nablyudeniy”, Moscow: Nauka, 1978, 239 p. (In Russ)].L.V. Massel, A.G. Massel, “Technologies and tools for intelligent support of decision-making in extreme situations in energy”, Computational Technologies, Vol. 18, No. S1, 2013, pp. 37-44.L.V. Massel, A.G. Massel, “Technologies and tools for intelligent support of decision-making in extreme situations in energy”, Computational Technologies, Vol. 18, №. S1, 2013, pp. 37-44.Оптимизационные модели аграрного производства в решении задач оценки природных и техногенных рисков. Монография /Я.М. Иваньо, С.А. Петрова. Иркутск: Изд-во Иркутского ГАУ, 2015. - 180 с.Ya.M. Ivanyo and S.A. Petrova, “Optimization models of agricultural production in solving the problems of assessing natural and technological risks. Monograph”, Irkutsk: Publishing house of the Irkutsk State Agrarian University, 2015, 180 p [“Optimizatsionnyye modeli agrarnogo proizvodstva v reshenii zadach otsenki prirodnykh i tekhnogennykh riskov. Monografiya”, Irkutsk: Izd-vo Irkutskogo GAU, 2015, 180 p] (In Russian).Раунер, Ю.Л. Динамика экстремумов увлажнения за исторический период [Текст] / Ю.Л. Раунер. - Изв. АН СССР Сер. геогр. 1981. N 6. - С.5-22.Yu.L Rauner, “The dynamics of the extremes of humidification over the historical period”, Izv. USSR Academy of Sciences Ser. geo, 1981, № 6, pp. 5-22 [“Dinamika ekstremumov uvlazhneniya za istoricheskiy period”, Izv. AN SSSR Ser. geogr. 1981, № 6, pp. 5-22 . (In Russ)].Смирнов С.В. Онтологический анализ предметных областей моделирования/ С.В. Смирнов // Известия Самарского научного центра РАН. 2001. Т.3. No1. -С. 62-70.S.V. Smirnov, “Ontological analysis of subject areas of modeling”, Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2001, vol. 3, № 1, pp. 62-70 [“Ontologicheskiy analiz predmetnykh oblastey modeliro-vaniya/ S.V. Smirnov”, Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN, 2001, vol. 3, № 1, pp. 62-70] (In Russ)].СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территории от затопления и подтопления [Текст] /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 20 с.“SNiP 2.01.14-83. Determination of calculated hydrological characteristics”, Moscow: Stroyizdat, 1985, 36 p [“SNiP 2.01.14-83. Opredeleniye raschetnykh gidrologicheskikh kharakteristik”, Moscow: Stroyizdat, 1985, 36 p] (In Russ.)].СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик [Текст] - М.: Стройиздат, 1985,. - 36 c.“SNiP 2.06.15-85. Engineering protection of the territory from flooding and flooding”, Gosstroy of the USSR, Moscow: TsITP Gosstroy of the USSR, 1986, 20 p [“SNiP 2.06.15-85. Inzhenernaya zashchita territorii ot zatopleniya i podtopleniya”, Gosstroy SSSR, Moscow: TSITP Gosstroya SSSR, 1986. 20 p. (In Russ)].Старкова Н.В. Информация и база знаний об экстремальных природных явлениях / Н.В. Старкова // Труды XII Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. -Ч. 3.- С.100-105.N.V. Starkova, “Information and knowledge base about extreme natural phenomena”, Proceedings of the XII Baikal All-Russian Conference “Information and Mathematical Technologies in Science and Management”, Irkutsk: ISEM SB RAS, 2007, № 3, pp. 100-105 [“Informatsiya i baza znaniy ob ekstremal'nykh prirodnykh yavleniyakh, Trudy XII Baykal'skoy Vserossiyskoy konferentsii “Informatsionnyye i matematicheskiye tekhnologii v nauke i upravlenii”, Irkutsk, ISEM SO RAN, 2007, № 3, pp. 100-105 (In Russ)].Stylios, C. Knowledge based decision support system for flood risk assessment. / C. Stylios, V. Reppa, P. Groumpos// The 11th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2009). Crete, Greece, 2009. P. 7-12.C. Stylios, V. Reppa, and P. Groumpos, “Knowledge based decision support system for flood risk assessment”, in The 11th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2009), Crete, Greece, 2009, pp. 7-12.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.