Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток
Разработана информационная технология интеграции вычислительных моделей на основе распределенного объекта-обертки (РОО), который распределяет задачи во время их выполнения между различными компонентами системы и обеспечивает логическую, визуальную и техническую интеграцию математической модели в сис...
Saved in:
| Date: | 2014 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
2014
|
| Series: | Электронное моделирование |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101068 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток / Е.А. Евдин // Электронное моделирование. — 2014. — Т. 36, № 6. — С. 23-41. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101068 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1010682016-05-31T03:02:26Z Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток Евдин, Е.А. Информационные технологии Разработана информационная технология интеграции вычислительных моделей на основе распределенного объекта-обертки (РОО), который распределяет задачи во время их выполнения между различными компонентами системы и обеспечивает логическую, визуальную и техническую интеграцию математической модели в систему поддержки принятия решений. Приведена классификация функциональных подходов к интеграции вычислительных моделей, влияющих на логическую структуру РОО, типы и структуры данных, разработанные для построения РОО. Описан пошаговый процесс интеграции новых моделей с использованием РОО, позволяющий минимизировать возможность появления ошибок интеграции, своевременно их обнаружить и исправить. Розроблено інформаційну технологію інтеграції обчислювальних моделей на основі розподіленого об’єкта-обгортки (РОО), який розподіляє завдання під час їх виконання між різними компонентами системи і забезпечує логічну, візуальну і технічну інтеграцію математичної моделі в систему підтримки прийняття рішень. Наведено класифікацію функціональних підход ів до інтеграції обчислювальних моделей, які впливають на логічну структуру РОО, типи та структури даних, розроблені для побудови РОО. Описано покроковий процес інтеграції нових моделей з використанням РОО, який дозволяє мінімізувати можливість появи помилок інтеграції, своєчасно їх виявити і виправити. New information technology based on the distributed wrapper object (DWO) of integration of computational models is developed. DWO is communicational object between DSS and model, which is distributed at runtime between the different components of the system and provides a logical, visual and technical integration of mathematical models into the DSS. Data types developed for model integration are shown. Models are classified based on input/output requirements, which affects logical structure of the DWO. For each model type separate software template can be developed to facilitate model integration. Two types of model chain approaches are shown: pull and push-driven, which affects logical structure of DWOmanager. Step by step process of integrating newmodels using DWO is described, which minimizes the emergence of errors and permits finding and correcting them in time. 2014 Article Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток / Е.А. Евдин // Электронное моделирование. — 2014. — Т. 36, № 6. — С. 23-41. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 0204-3572 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101068 004.9:504:519.6 ru Электронное моделирование Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Информационные технологии Информационные технологии |
| spellingShingle |
Информационные технологии Информационные технологии Евдин, Е.А. Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток Электронное моделирование |
| description |
Разработана информационная технология интеграции вычислительных моделей на основе распределенного объекта-обертки (РОО), который распределяет задачи во время их выполнения между различными компонентами системы и обеспечивает логическую, визуальную и техническую интеграцию математической модели в систему поддержки принятия решений. Приведена классификация функциональных подходов к интеграции вычислительных моделей, влияющих на логическую структуру РОО, типы и структуры данных, разработанные для построения РОО. Описан пошаговый процесс интеграции новых моделей с использованием РОО, позволяющий минимизировать возможность появления ошибок интеграции, своевременно их обнаружить и исправить. |
| format |
Article |
| author |
Евдин, Е.А. |
| author_facet |
Евдин, Е.А. |
| author_sort |
Евдин, Е.А. |
| title |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| title_short |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| title_full |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| title_fullStr |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| title_full_unstemmed |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| title_sort |
технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток |
| publisher |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України |
| publishDate |
2014 |
| topic_facet |
Информационные технологии |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101068 |
| citation_txt |
Технология интеграции математических моделей в системы поддержки принятия решений в сфере экологической безопасности на основе распределенных объектов-оберток / Е.А. Евдин // Электронное моделирование. — 2014. — Т. 36, № 6. — С. 23-41. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| series |
Электронное моделирование |
| work_keys_str_mv |
AT evdinea tehnologiâintegraciimatematičeskihmodelejvsistemypodderžkiprinâtiârešenijvsfereékologičeskojbezopasnostinaosnoveraspredelennyhobʺektovobertok |
| first_indexed |
2025-07-07T10:23:27Z |
| last_indexed |
2025-07-07T10:23:27Z |
| _version_ |
1836983315898302464 |
| fulltext |
ÓÄÊ 004.9:504:519.6
Å.À. Åâäèí
Èí-ò ïðîáëåì ìàòåìàòè÷åñêèõ ìàøèí è ñèñòåì ÍÀÍ Óêðàèíû
(Óêðàèíà, 03680, Êèåâ, óë. Ãëóøêîâà, 42,
òåë. (044) 5261438, å-mail: yewgen@env.com.ua)
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé
â ñèñòåìû ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé
â ñôåðå ýêîëîãè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè íà îñíîâå
ðàñïðåäåëåííûõ îáúåêòîâ-îáåðòîê
Ðàçðàáîòàíà èíôîðìàöèîííàÿ òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè âû÷èñëèòåëüíûõ ìîäåëåé íà îñíîâå
ðàñïðåäåëåííîãî îáúåêòà-îáåðòêè (ÐÎÎ), êîòîðûé ðàñïðåäåëÿåò çàäà÷è âî âðåìÿ èõ âûïîë-
íåíèÿ ìåæäó ðàçëè÷íûìè êîìïîíåíòàìè ñèñòåìû è îáåñïå÷èâàåò ëîãè÷åñêóþ, âèçóàëüíóþ è
òåõíè÷åñêóþ èíòåãðàöèþ ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè â ñèñòåìó ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé.
Ïðèâåäåíà êëàññèôèêàöèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ ïîäõîäîâ ê èíòåãðàöèè âû÷èñëèòåëüíûõ ìî-
äåëåé, âëèÿþùèõ íà ëîãè÷åñêóþ ñòðóêòóðó ÐÎÎ, òèïû è ñòðóêòóðû äàííûõ, ðàçðàáîòàííûå
äëÿ ïîñòðîåíèÿ ÐÎÎ. Îïèñàí ïîøàãîâûé ïðîöåññ èíòåãðàöèè íîâûõ ìîäåëåé ñ èñïîëü-
çîâàíèåì ÐÎÎ, ïîçâîëÿþùèé ìèíèìèçèðîâàòü âîçìîæíîñòü ïîÿâëåíèÿ îøèáîê èíòåãðà-
öèè, ñâîåâðåìåííî èõ îáíàðóæèòü è èñïðàâèòü.
Ðîçðîáëåíî ³íôîðìàö³éíó òåõíîëîã³þ ³íòåãðàö³¿ îá÷èñëþâàëüíèõ ìîäåëåé íà îñíîâ³ ðîçïî-
ä³ëåíîãî îá’ºêòà-îáãîðòêè (ÐÎÎ), ÿêèé ðîçïîä³ëÿº çàâäàííÿ ï³ä ÷àñ ¿õ âèêîíàííÿ ì³æ ð³çíèìè
êîìïîíåíòàìè ñèñòåìè ³ çàáåçïå÷óº ëîã³÷íó, â³çóàëüíó ³ òåõí³÷íó ³íòåãðàö³þ ìàòåìàòè÷íî¿
ìîäåë³ â ñèñòåìó ï³äòðèìêè ïðèéíÿòòÿ ð³øåíü. Íàâåäåíî êëàñèô³êàö³þ ôóíêö³îíàëüíèõ ï³ä-
õîä³â äî ³íòåãðàö³¿ îá÷èñëþâàëüíèõ ìîäåëåé, ÿê³ âïëèâàþòü íà ëîã³÷íó ñòðóêòóðó ÐÎÎ, òèïè
òà ñòðóêòóðè äàíèõ, ðîçðîáëåí³ äëÿ ïîáóäîâè ÐÎÎ. Îïèñàíî ïîêðîêîâèé ïðîöåñ ³íòåãðàö³¿
íîâèõ ìîäåëåé ç âèêîðèñòàííÿì ÐÎÎ, ÿêèé äîçâîëÿº ì³í³ì³çóâàòè ìîæëèâ³ñòü ïîÿâè ïîìè-
ëîê ³íòåãðàö³¿, ñâîº÷àñíî ¿õ âèÿâèòè ³ âèïðàâèòè.
Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: èíòåãðàöèÿ ìîäåëåé, ñèñòåìà ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé,
êîììóíèêàöèÿ.
 çàäà÷àõ ýêîëîãè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè è ðàöèîíàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ïðè-
ðîäíûõ ðåñóðñîâ âñå øèðå âíåäðÿþòñÿ ñèñòåìû ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøå-
íèé (ÑÏÏÐ), îñíîâàííûå íà ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëÿõ äèíàìèêè îêðóæàþ-
ùåé ïðèðîäíîé ñðåäû. Àâòîìàòèçèðîâàâ ïðîöåññ çàïóñêà ðàñ÷åòîâ ìîäåëåé,
ñáîðà è àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ, ìîæíî ñîçäàòü ÑÏÏÐ, ïîëüçîâàòåëü êîòîðîé,
èìåþùèé çíàíèÿ â ïðåäìåòíîé îáëàñòè è çàèíòåðåñîâàííûé â ïîëó÷åíèè
ïðàêòè÷åñêè çíà÷èìûõ ðåçóëüòàòîâ, íå îáÿçàí çíàòü ñòðóêòóðó, óðàâíåíèÿ è
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 23
� Å.À. Åâäèí, 2014
������� ����
�
��
�������
àëãîðèòìû ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé, èíòåãðèðîâàííûõ â ÑÏÏÐ. Çàäà÷åé
ÑÏÏÐ ÿâëÿåòñÿ ïðåäîñòàâëåíèå óäîáíîãî ïîëüçîâàòåëüñêîãî èíòåðôåéñà
äëÿ èíèöèàëèçàöèè, óïðàâëåíèÿ õîäîì ðàñ÷åòà ìîäåëè, âèçóàëèçàöèè è
ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ. ×àñòü âõîäíûõ äàííûõ ìîæåò áûòü
íàñòðîåíà íà îïðåäåëåííûé ðåãèîí è áûòü íåäîñòóïíîé ïîëüçîâàòåëþ.
Ëþáàÿ ïðàêòè÷åñêàÿ çàäà÷à íàõîäèòñÿ íà ïåðåñå÷åíèè ðàçëè÷íûõ
ïðåäìåòíûõ îáëàñòåé. Íàïðèìåð, òàêèìè ÿâëÿþòñÿ çàäà÷è ýêîëîãè÷åñêîé
áåçîïàñíîñòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîäåëåé ìåòåîðîëîãè÷åñêèõ, ãèäðîëîãè-
÷åñêèõ, îêåàíîëîãè÷åñêèõ, ãèäðîãåîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ìîäåëåé ïåðå-
íîñà çàãðÿçíåíèé â îêðóæàþùåé ñðåäå, â áèîëîãè÷åñêèõ ýêîñèñòåìàõ è
ïèùåâûõ öåïÿõ. Ñëåäîâàòåëüíî, ñîâðåìåííûå ÑÏÏÐ, ñîäåðæàùèå ìíî-
æåñòâî âû÷èñëèòåëüíûõ ìîäåëåé, äîëæíû îðãàíèçîâûâàòü íåïðåðûâíûé
(ñ òî÷êè çðåíèÿ ïîëüçîâàòåëÿ) ïîòîê èíôîðìàöèè è ïåðåäà÷è óïðàâëåíèÿ
îò ñèñòåìû ê ìîäåëè è îò îäíîé ìîäåëè ê äðóãîé. ×àñòî ýòè ìîäåëè
ðàçðàáîòàíû íà ðàçëè÷íûõ ÿçûêàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ âíå ñâÿçè ñ ðàçðà-
áîòêîé ÑÏÏÐ, áåç ó÷åòà èõ ñîâìåñòèìîñòè ñ äðóãèìè ìîäåëÿìè [1].
Çàäà÷à èíòåãðàöèè ïðîãðàììíûõ ìîäóëåé, íàïèñàííûõ â ðàçëè÷íûõ
ïðîãðàììíûõ ñðåäàõ, âîçíèêàåò â ñàìûõ ðàçíûõ ïðèëîæåíèÿõ [2—5].
Èíòåãðàöèÿ ïîäðàçóìåâàåò íåñêîëüêî àñïåêòîâ: ñåìàíòè÷åñêèé, ìåòîäî-
ëîãè÷åñêèé è òåõíè÷åñêèé [6]. Òåõíè÷åñêèé àñïåêò èíòåãðàöèè ìîæåò
áûòü ðåàëèçîâàí ñ èñïîëüçîâàíèåì êîììåð÷åñêèõ èëè îòêðûòûõ ìîäåëè-
ðóþùèõ ôðåéìâîðêîâ — ïðîãðàììíûõ ñèñòåì äëÿ óïðàâëåíèÿ èíòåãðèðî-
âàííûìè ïðèëîæåíèÿìè. Íåêîòîðûå ôðåéìâîðêè òîëüêî îïðåäåëÿþò
ñòàíäàðòû è èíòåðôåéñû, òîãäà êàê äðóãèå ïðåäîñòàâëÿþò ðåøåíèå â âèäå
ãîòîâîãî ïðèëîæåíèÿ [1].
Àëüòåðíàòèâíûì ïîäõîäîì ê èíòåãðàöèè ìîäåëåé ÿâëÿåòñÿ âíåäðåíèå
â ñèñòåìó èíòåðïðåòàòîðà — ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííîãî ïðîáëåìíî-îðèåí-
òèðîâàííîãî ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ñåðâèñíûõ ñðåäñòâ íàïèñàíèÿ è
îòëàäêè ïðîãðàìì íà ýòîì ÿçûêå. Ïðè ýòîì äëÿ èíòåãðàöèè âíåøíèõ ìîäåëåé
òðåáóåòñÿ îïèñàíèå èåðàðõèè âõîäíûõ è âûõîäíûõ íàáîðîâ äàííûõ ìîäåëè è
èõ ïðåäñòàâëåíèå â èíòåðôåéñå ïîëüçîâàòåëÿ ñ ïîìîùüþ êëàññîâ äàííîãî
ÿçûêà. Òàêîé ïîõîä ðåàëèçîâàí äëÿ ðÿäà ÑÏÏÐ â îáëàñòè ýêîëîãè÷åñêîé
áåçîïàñíîñòè (Rodos-Hydro, MOIRA, COSYMA) ñ èñïîëüçîâàíèåì ÿçûêà
LIANA [7, 8].
Èç ìîäåëèðóþùèõ ôðåéìâîðêîâ ìîæíî óïîìÿíóòü Open Modelling In-
terface (OpenMI) [9] êàê ñòàíäàðò äëÿ äèíàìè÷åñêîãî îáúåäèíåíèÿ ìîäåëåé
âî âðåìÿ èñïîëíåíèÿ. OpenMI ìîæíî èñïîëüçîâàòü âî ìíîãèõ ïðåäìåòíûõ
îáëàñòÿõ, íî â íàñòîÿùåå âðåìÿ îí â îñíîâíîì ïðèìåíÿåòñÿ ê ãèäðîëî-
ãè÷åñêèì ìîäåëÿì. Ïåðâàÿ âåðñèÿ èíòåðôåéñà ïîçâîëÿëà îáúåäèíÿòü êîì-
ïîíåíòû, ðàçðàáîòàííûå ðàçëè÷íûìè ïîëüçîâàòåëÿìè, áåç èõ ïåðåêîìïè-
Å.À. Åâäèí
24 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
ëÿöèè, íî áàçèðîâàëàñü èñêëþ÷èòåëüíî íà ìåõàíèçìå îïðàøèâàíèÿ äàí-
íûõ (pull-based). Âòîðàÿ âåðñèÿ ñòàíäàðòà [10] îáëàäàåò ðàñøèðåííîé
ôóíêöèîíàëüíîñòüþ, ÷òî â öåëîì îáëåã÷èëî âîçìîæíîñòü åå èñïîëüçî-
âàíèÿ â ÑÏÏÐ è â ïðîãðàììàõ äëÿ êàëèáðîâêè, îïòèìèçàöèè è àññèìèëÿ-
öèè äàííûõ [5]. Íàïðèìåð, â íåé äîáàâëåíû âîçìîæíîñòü àêòèâíîé ïåðå-
äà÷è äàííûõ (push-based) è ïîääåðæêà ãåîïðèâÿçàííîé èíôîðìàöèè.
×àñòî èñïîëüçóþòñÿ è äðóãèå ìîäåëèðóþùèå ôðåéìâîðêè, íàïðèìåð
TIME [11] — äëÿ ïîñòðîåíèÿ è çàïóñêà ðàçëè÷íûõ ìåæäèñöèïëèíàðíûõ
ìîäåëåé, MODCOM [12] — äëÿ ìîäåëèðîâàíèÿ ðîñòà êóëüòóð â ðàñòåíèå-
âîäñòâå. Â [13] ïðåäëîæåí Common Modelling Protocol, ñôîêóñèðîâàííûé
íà äèíàìè÷åñêèõ è áèîôèçè÷åñêèõ ìîäåëÿõ, â êîòîðîì äèíàìè÷åñêèå
ìîäåëè ïîìåùåíû â èåðàðõèè ñ îáùèì èíòåðôåéñîì. Ôðåéìâîðê Kepler
[14] èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èíòåãðàöèè íàó÷íûõ ïðîãðàìì â îòêðûòûõ êîäàõ,
ïîääåðæèâàåò äèñêðåòíûå ñîáûòèÿ è äèíàìè÷åñêóþ èëè ïàðàëëåëüíóþ
êîíöåïöèþ ïîòîêà èíôîðìàöèè.
Èíòåãðàöèÿ ìîäåëåé, â çàâèñèìîñòè îò ôðåéìâîðêà, òðåáóåò ïîëíîãî
ïåðåïèñûâàíèÿ ìîäåëè èëè íåçíà÷èòåëüíûõ èçìåíåíèé, èëè ïîçâîëÿåò
îñòàâèòü êîä ìîäåëè íåòðîíóòûì, èñïîëüçóÿ äëÿ èíòåãðàöèè òàê íàçû-
âàåìûé îáúåêò-îáåðòêó (ÎÎ), ò.å. ïðîãðàììíûé êîìïîíåíò ôðåéìâîðêà,
òðàíñëèðóþùèé çàïðîñû ñèñòåìû ê èíòåãðèðóåìîìó ïðèëîæåíèþ. Îáúåêò-
îáåðòêà ðàçðàáàòûâàåòñÿ ïîä êîíêðåòíîå èíòåãðèðóåìîå (óíàñëåäîâàí-
íîå) ïðèëîæåíèå. Ñ îäíîé ñòîðîíû, ÎÎ ñëåäóåò âñåì òðåáîâàíèÿì ïî
ñòàíäàðòó è èíòåðôåéñó, êîòîðûå ïðåäúÿâëÿþòñÿ ôðåéìâîðêîì ê èíòåãðè-
ðóåìûì ïðèëîæåíèÿì, à ñ äðóãîé, — óïðàâëÿåò óíàñëåäîâàííûì ïðèëîæå-
íèåì ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîîòâåòñòâóþùèõ òåõíîëîãèé.
Ïðè èíòåãðàöèè ìîäåëåé â ÑÏÏÐ, à íå â ìîäåëèðóþùèé ôðåéìâîðê,
ôóíêöèîíàëüíîñòü îáåðòêè äîëæíà áûòü øèðå îáû÷íîãî òðàíñëÿòîðà.
Íàïðèìåð, ÎÎ ìîæåò îáåñïå÷èòü èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ, êîòîðûé â
óäîáíîé äëÿ ñåáÿ ôîðìå áóäåò ââîäèòü âõîäíûå äàííûå. Êðîìå òîãî,
îáåðòêà ìîäåëè äîëæíà îáåñïå÷èòü êîíòðîëü çà ïðîöåññîì ðàñ÷åòà, âû-
ïîëíèòü ïðÿìîå è îáðàòíîå ïðåîáðàçîâàíèå äàííûõ èç òèïîâ äàííûõ
ñèñòåìû â òèïû äàííûõ ìîäåëè, à òàêæå ðåàëèçîâàòü âîçìîæíîñòü îáúåäè-
íåíèÿ ìîäåëåé â âû÷èñëèòåëüíûå öåïî÷êè, ò.å. îáåñïå÷èòü ïåðåäà÷ó äàí-
íûõ îò îäíîé ìîäåëè ê äðóãîé.
 ðàáîòàõ [15, 16] îïèñàíà àðõèòåêòóðà ðàñïðåäåëåííîé êðîñïëàòôîð-
ìåííîé ÑÏÏÐ, îñíîâàííîé íà ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëÿõ, êîòîðûå èíòåãðè-
ðóþòñÿ â ñèñòåìó â âèäå íåçàâèñèìûõ ïðîãðàììíûõ êîìïîíåíò — ïëàãèíîâ.
Ïðîäîëæåíèåì ýòèõ èññëåäîâàíèé ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà èíôîðìàöèîííîé òåõ-
íîëîãèè èíòåãðàöèè ìîäåëåé â ÑÏÏÐ íà îñíîâå ðàñïðåäåëåííîãî îáúåêòà-
îáåðòêè (ÐÎÎ) äëÿ ñîçäàíèÿ è ôóíêöèîíèðîâàíèÿ òàêèõ ïëàãèíîâ.
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 25
Ðàñïðåäåëåííûé ÎÎ ìîäåëè — ýòî ïðîãðàììíûé îáúåêò êîììóíèêà-
öèè ÑÏÏÐ è ìîäåëè, ðàñïðåäåëÿåìûé âî âðåìÿ âûïîëíåíèÿ ìåæäó ðàçëè÷íû-
ìè êîìïîíåíòàìè ñèñòåìû è îáåñïå÷èâàþùèé ëîãè÷åñêóþ, âèçóàëüíóþ è
òåõíè÷åñêóþ èíòåãðàöèþ ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè â ÑÏÏÐ.
Ë î ã è ÷ å ñ ê à ÿ è í ò å ã ð à ö è ÿ îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîñðåäñòâîì ïðÿìîãî è
îáðàòíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ òèïîâ äàííûõ ñèñòåìû è ìîäåëè, ïðèåìà çàïðîñîâ
è êîìàíä êàê îò ñèñòåìû, òàê è îò ìîäåëè è îòïðàâêè îòâåòîâ íà íèõ.
 è ç ó à ë ü í à ÿ è í ò å ã ð à ö è ÿ ïðîèñõîäèò ïðè ïðåäîñòàâëåíèè
ïîëüçîâàòåëþ óäîáíîãî èíòåðôåéñà äëÿ âíåñåíèÿ äàííûõ â ìîäåëü, âåðè-
ôèêàöèè âõîäíûõ äàííûõ íà ýòàïå ââîäà, ïðåäîñòàâëåíèè ðåêîìåíäàöèé è
ïîìîùè ïîëüçîâàòåëþ îòíîñèòåëüíî ââåäåííûõ çíà÷åíèé, âèçóàëèçàöèè
ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ.
Ò å õ í è ÷ å ñ ê à ÿ è í ò å ã ð à ö è ÿ îçíà÷àåò îáåñïå÷åíèå ïîòîêîâ äàí-
íûõ ìåæäó ÐÎÎ è ñîáñòâåííî ìîäåëüþ è çàâèñèò îò ðåàëèçàöèè ìîäåëè â
âèäå êîíêðåòíîãî ïðîãðàììíîãî îáúåêòà.
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ êàæäîãî èç ïåðå÷èñëåííûõ òèïîâ èíòåãðàöèè â
îáåðòêå ìîäåëè ïðåäóñìîòðåí ñîîòâåòñòâóþùèé íåçàâèñèìûé êîìïîíåíò.
Äëÿ êàæäîãî èç ýòèõ êîìïîíåíòîâ ñóùåñòâóåò îòäåëüíàÿ òî÷êà äîñòóïà èç
ñèñòåìû. Ïîýòîìó êîìïîíåíòû ðàñïðåäåëÿþòñÿ ìåæäó ÷àñòÿìè ñèñòåìû,
âûïîëíÿåìûìè â ðàçëè÷íûõ ïðîöåññàõ. Ðàññìîòðèì âçàèìîäåéñòâèå êîì-
ïîíåíòîâ ÐÎÎ ñ ñèñòåìîé è ìåæäó ñîáîé (ðèñ. 1).
Îñíîâíûì è îáÿçàòåëüíûì êîìïîíåíòîì ÐÎÎ ìîäåëè ÿâëÿåòñÿ åå îáî-
ëî÷êà (ModelWrapper). Ýòî åäèíñòâåííûé êîìïîíåíò, äëÿ êîòîðîãî âèäè-
Å.À. Åâäèí
26 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
Âû÷èñëèòåëüíàÿ
ìîäåëü
ModelEntryPoint
ModelWrapper
IModelWrapper
IModelWrapperListener
ModelUserInterface
POO
IUserInterface
IClientApplication
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðà ÐÎÎ ìîäåëè
ìûìè ÿâëÿþòñÿ óíèôèöèðîâàííûå òèïû äàííûõ ñèñòåìû (äàòàèòåìîâ) è
äàííûå â ôîðìàòå ìîäåëè. Êðîìå òîãî, îí ðåàãèðóåò íà çàïðîñû ñèñòåìû,
èìïëåìåíòèðóÿ èíòåðôåéñ IModelWrapper, íåîáõîäèìûé êëàññó Task ñèñ-
òåìû. Ýòîò èíòåðôåéñ ñîäåðæèò îñíîâíûå êîìàíäû óïðàâëåíèÿ ðàñ÷åòîì
ìîäåëè ñî ñòîðîíû ñèñòåìû: èíèöèàëèçàöèÿ, çàïóñê ðàñ÷åòà, îñòàíîâêà
ðàñ÷åòà, ïîëó÷åíèå ðåçóëüòàòîâ â âèäå äåðåâà äàòàèòåìîâ. Äëÿ îáðàòíîé
ñâÿçè êëàññó ModelWrapper òðåáóåòñÿ èíòåðôåéñ IModelWrapperListener,
ïðåäîñòàâëÿåìûé êëàññîì Task.
Âòîðûì êîìïîíåíòîì ÐÎÎ ìîäåëè ÿâëÿåòñÿ êëàññ ModelEntryPoint,
îáåñïå÷èâàþùèé òåõíè÷åñêóþ ÷àñòü ðàáîòû ïî èíòåãðàöèè âíåøíåé ìî-
äåëè. Ýòîò êîìïîíåíò ðåàëèçóåò âûçîâ ôóíêöèé ìîäåëè êàêèì-ëèáî ñïî-
ñîáîì. Ñïîñîá âûçîâà, â ïåðâóþ î÷åðåäü, çàâèñèò îò ðåàëèçàöèè ìîäåëè â
âèäå ïðîãðàììíîãî îáúåêòà (àâòîíîìíàÿ ïðîãðàììà, äèíàìè÷åñêè ïîäêëþ-
÷àåìàÿ áèáëèîòåêà, âåá-ñåðâèñ, ïðîãðàììà, çàãðóæåííàÿ íà êëàñòåð, è äð.).
Ïðè ñîâìåñòíîé ðàçðàáîòêå, êîãäà ðàçðàáîò÷èêàì îáåðòêè ìîäåëè äîñ-
òóïíû åå èñõîäíûå êîäû, ìîäåëü ìîæåò áûòü èìïëåìåíòèðîâàíà â âèäå
ïðîãðàììíîãî îáúåêòà, íàèáîëåå óäîáíîãî äëÿ åãî äàëüíåéøåãî èíòåã-
ðèðîâàíèÿ ñ ñèñòåìîé. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ðàçðàáîòàòü ïðîãðàììíûå
ñðåäñòâà äëÿ âåðèôèêàöèè ìîäåëè âíå ñèñòåìû âî èçáåæàíèå íàêîïëåíèÿ
îøèáîê èíòåãðàöèè.
Âûäåëåíèå ModelEntryPoint èç êëàññà ModelWrapper ñäåëàíî äëÿ ñîç-
äàíèÿ íîâîãî ïðîöåññà, îáåñïå÷èâàþùåãî ðàáîòó òî÷êè äîñòóïà ìîäåëè,
êîòîðàÿ âûïîëíÿåò îïåðàöèè ñ ìîäåëüþ â îòäåëüíîì îò ñèñòåìû ïðîöåññå.
Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ çàùèòû ñèñòåìû îò êðèòè÷åñêèõ îøèáîê ìîäåëè
(óòå÷êà ïàìÿòè, íåïåðåõâà÷åííûå èñêëþ÷åíèÿ, íåïðåäóñìîòðåííîå ïðå-
ðûâàíèå èñïîëíåíèÿ è äð.). Ïðè ýòîì ðàáîòà ìîäåëè íå âëèÿåò íà ñîñ-
òîÿíèå ïðîöåññà îñíîâíîé ñèñòåìû.
 îáùåì ñëó÷àå ââîä âõîäíûõ äàííûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ìîäåëåé îñó-
ùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç ãðàôè÷åñêèé èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ.  íåêîòîðûõ
ñëó÷àÿõ ðàçðàáàòûâàåòñÿ èñêóññòâåííûé ÿçûê ñîçäàíèÿ èíòåðôåéñà. Èí-
òåðïðåòàòîð òàêîãî ÿçûêà ñòðîèò èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ, ñîçäàâàÿ ïî
ìåòàäàííûì (íàçâàíèå, òèï, ðàçìåðíîñòü è äð.) ïîäõîäÿùèé ýëåìåíò èí-
òåðôåéñà äëÿ ââîäà äàííûõ. Òàêèå ÿçûêè äàþò âîçìîæíîñòü ãðóïïèðîâàòü
îáúåêòû ââîäà äàííûõ è ðàçìåùàòü èõ íà îñíîâíîé ïàíåëè â îïðåäåëåí-
íîì ïîðÿäêå.
Åñëè âûáðàí ïóòü ñîçäàíèÿ ÿçûêà èíòåðôåéñà, òî ÎÎ ìîäåëè áóäåò
ñîäåðæàòü ôàéë-ïðîãðàììó íà ýòîì ÿçûêå. Òàêîé ïîäõîä èìååò ïðåèìó-
ùåñòâî â ñêîðîñòè ðàçðàáîòêè èíòåðôåéñà, íî îãðàíè÷èâàåò åãî ôóíêöèî-
íàëüíîñòü çàðàíåå îïðåäåëåííûìè òèïàìè âõîäíûõ ïàðàìåòðîâ. Ïðè èíòåã-
ðèðîâàíèè áîëüøîãî êîëè÷åñòâà âíåøíèõ ïðèëîæåíèé ìîæåò âñòðåòèòüñÿ
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 27
ìîäåëü ñ íåïðåäóñìîòðåííûì òèïîì ïàðàìåòðîâ èëè ñ òðåáîâàíèÿìè ïî
ñîçäàíèþ áîëåå ñëîæíîãî èíòåðôåéñà (íàïðèìåð, ââîä ãåîïðèâÿçàííîé
èíôîðìàöèè, âàëèäàöèÿ ïàðàìåòðîâ èëè çàïðîñ ê áàçå äàííûõ). Â ýòîì
ñëó÷àå âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü äîðàáîòêè ÿçûêà èíòåðôåéñà è ðåäàêòè-
ðîâàíèÿ êîäà ñèñòåìû, îáåñïå÷èâàþùåãî èíòåðïðåòàöèþ ÿçûêà èíòåð-
ôåéñà. Ïðè ýòîì öåëåñîîáðàçåí âûíîñ âñåé ëîãèêè ïî ñîçäàíèþ èíòåð-
ôåéñà â ÎÎ ìîäåëè, ÷òî ñíèìàåò áîëüøóþ ÷àñòü îãðàíè÷åíèé ïî ôóíêöèî-
íàëüíîñòè èíòåðôåéñà ïîëüçîâàòåëÿ ìîäåëè.
Èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ ðåàëèçóåòñÿ êîìïîíåíòîì ModelUserInter-
face, êîòîðûé èìïëåìåíòèðóåò èíòåðôåéñ IModelUserInterface, ñîäåðæà-
ùèé ìåòîäû ïîëó÷åíèÿ äåðåâà âõîäíûõ äàííûõ, âîçâðàòà îáíîâëåííûõ
âõîäíûõ äàííûõ, à òàêæå ìåòîäû ïîëó÷åíèÿ îáúåêòà — ïàíåëè äëÿ âñòðàè-
âàíèÿ â ãðàôè÷åñêîå îêíî ïîëüçîâàòåëÿ. Âõîäíûå äàííûå ìîãóò áûòü
ââåäåíû âî âðåìÿ ïðåäûäóùåãî çàïóñêà èëè â âèäå ïàðàìåòðîâ ïî óìîë-
÷àíèþ. Êîìïîíåíòó ModelUserInterface ïðåäîñòàâëÿåòñÿ èíòåðôåéñ äëÿ
îáðàòíîé ñâÿçè ñ ñèñòåìîé (íàçîâåì åãî IClientApplication).
ModelUserInterface èìååò äîñòóï òîëüêî ê ïîääåðåâó âõîäíûõ äàííûõ,
êîòîðîå ìîæåò ñîäåðæàòü òàêæå äàííûå ñ äâîéíîé âõîäíîé è âûõîäíîé
íàïðàâëåííîñòüþ. Ïðè íåîáõîäèìîñòè ÷åðåç ïðåäîñòàâëÿåìûé èíòåðôåéñ
IClientApplication ìîæåò çàïðîñèòü âûõîäíûå äàííûå òåêóùåé ìîäåëè, ÷òî
öåëåñîîáðàçíî â ñëó÷àå ðàáîòû ñî ñëîæíûìè (èíòåðàêòèâíûìè) ìîäåëÿìè.
Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ïðè èçìåíåíèè âõîäíûõ äàííûõ âñå âûõîäíûå äàííûå,
âèäèìûå ïîëüçîâàòåëþ, àâòîìàòè÷åñêè óäàëÿþòñÿ. Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ îáåñ-
ïå÷åíèÿ öåëîñòíîñòè äàííûõ.  ñëîæíûõ ìîäåëÿõ óäàëÿþòñÿ òîëüêî ðåçóëü-
òàòû, èìåþùèå íåïîñðåäñòâåííîå îòíîøåíèå ê èçìåíåííûì ïàðàìåòðàì.
Êðîìå îáû÷íûõ ÐÎÎ ìîäåëåé ñóùåñòâóþò òàêæå ñóïåðìîäåëè, ñîäåð-
æàùèå âíóòðè äðóãèå èíòåãðèðîâàííûå ìîäåëè. Â îñíîâíîì ýòî êîìïî-
çèòíûå ìîäåëè, ðåàëèçóþùèå äîïîëíèòåëüíóþ ëîãèêó íàä îáû÷íûìè ìî-
äåëÿìè, êîòîðûå íåâèäèìû äëÿ ñèñòåìû, òàê êàê âåñü èõ æèçíåííûé öèêë
Å.À. Åâäèí
28 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
ÐÎÎ ïîäìîäåëèÐÎÎ ñóïåðìîäåëè
I WrapperModel
ModelWrapper
IModelWrapperListenerModelWrapper
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÐÎÎ ñóïåðìîäåëè è åå âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ïîäìîäåëüþ
ïðîèñõîäèò âíóòðè ñóïåðìîäåëè. Â ModelWrapper ñóïåðìîäåëè ðåàëè-
çóåòñÿ èíòåðôåéñ IModelWrapperListener, ÷òî ïîçâîëÿåò îáðàáàòûâàòü ðå-
çóëüòàòû ðàñ÷åòà ïîäìîäåëåé. Âàæíî çàìåòèòü, ÷òî ïîäìîäåëè ÿâëÿþòñÿ
íå ÷àñòüþ ñóïåðìîäåëè, à ñàìîñòîÿòåëüíûìè, íåçàâèñèìî îò ñóïåðìîäåëè
èíòåãðèðîâàííûìè, êîìïîíåíòàìè, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ ñóïåðìîäåëüþ
òàê, êàê èñïîëüçîâàëèñü áû ñèñòåìîé ïðè ñèìóëÿöèè è ðàñ÷åòå. Íà ðèñ. 2
ïðèâåäåíà ñõåìà êîìïîíåíòîâ ñóïåðìîäåëè è åå âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ïîä-
ìîäåëüþ, ãäå äëÿ óïðîùåíèÿ èç âñåõ êîìïîíåíòîâ ÐÎÎ óêàçàíû òîëüêî
îáîëî÷êè ìîäåëè (ModelWrapper).
Îðãàíèçàöèÿ ââîäà (âûâîäà) äàííûõ â ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè. Â
ñèñòåìå âû÷èñëèòåëüíàÿ ìîäåëü ÿâëÿåòñÿ «÷åðíûì ÿùèêîì», ïðåîáðà-
çóþùèì âõîäíûå ïàðàìåòðû â âûõîäíûå çíà÷åíèÿ. Ïðè ýòîì âõîäíûå
ïàðàìåòðû äîëæíû ïîñòóïàòü â ìîäåëü â îïðåäåëåííîì ôîðìàòå, èìåòü
îïðåäåëåííóþ ñòðóêòóðó, ðàçìåðíîñòü, åäèíèöû èçìåðåíèÿ. Çàäà÷à ïðå-
îáðàçîâàíèÿ äàííûõ, ïîñòóïàþùèõ îò ïîëüçîâàòåëüñêîãî èíòåðôåéñà, è
áàç äàííûõ, âîçëîæåíà íà ÐÎÎ ìîäåëè. Ýòîò ïðîöåññ, â îáùåì ñëó÷àå
âêëþ÷àþùèé èíòåðïîëÿöèþ è ãåîïðîñòðàíñòâåííûé àíàëèç, ìîæåò îêà-
çàòüñÿ ñëîæíûì è íàóêîåìêèì. Àíàëîãè÷íàÿ ñèòóàöèÿ íàáëþäàåòñÿ ñ ïðå-
îáðàçîâàíèåì ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà ìîäåëåé â óäîáî÷èòàåìûé äëÿ ïîëü-
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 29
Âçàèìîäåéñòâèå
ïîëüçîâàòåëÿ è ìîäåëè
Òîëüêî àâòîìàòè÷åñêèå
èñòî÷íèêè äàííûõ
Èñòî÷íèêè äàííûõ
Ââîä äàííûõ ïîëüçîâàòåëåì
Èíèöèàëèçàöèÿ
Çàïóñê
Ðàñ÷åò ìîäåëè
Àíàëèç, ïîäãîòîâêà
äàííûõ äëÿ ìîäåëè
Ðèñ. 3. Ñõåìà ñîñòîÿíèé ïðîñòîé ìîäåëè
çîâàòåëÿ ôîðìàò èëè â ôîðìàò, ñîîòâåòñòâóþùèé ñõåìå áàçû äàííûõ, â êî-
òîðîé íåîáõîäèìî ñîõðàíèòü ðåçóëüòàò. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ìîäåëü íà ýòàïå
ðàñ÷åòà íå ñîâåðøàåò íèêàêèõ äåéñòâèé, ïðèâîäÿùèõ ê íåâîçìîæíîñòè ïðî-
äîëæèòü ðàñ÷åò áåç âìåøàòåëüñòâà ïîëüçîâàòåëÿ. Íàïðèìåð, ìîäåëü îæèäàåò
ââîäà íåêîòîðîé èíôîðìàöèè â êîíñîëü. Âñå ïîäîáíûå îáðàùåíèÿ äîëæíû
áûòü ïðîâåäåíû ÷åðåç îáåðòêó ìîäåëè íà ýòàïå èíòåãðèðîâàíèÿ.
 çàâèñèìîñòè îò îðãàíèçàöèè ââîäà-âûâîäà äàííûõ â âû÷èñëèòåëü-
íóþ ìîäåëü è, ñîîòâåòñòâåííî, ôóíêöèîíàëüíîãî ïîäõîäà ê èíòåãðèðîâà-
íèþ ìîäåëè â ñèñòåìó ñóùåñòâóåò òðè òèïà ìîäåëåé.
1. Ï ð î ñ ò û å ì î ä å ë è (ðèñ. 3).  òàêèõ ìîäåëÿõ ñíà÷àëà âûïîë-
íÿåòñÿ èíèöèàëèçàöèÿ âõîäíûõ ïàðàìåòðîâ, çàòåì âûçîâ îäíîé èëè íå-
ñêîëüêèõ ôóíêöèé, îáåñïå÷èâàþùèõ ðàñ÷åò ìîäåëè. Ïîñëå çàâåðøåíèÿ
ðàñ÷åòà ðåçóëüòàòû ââîäÿòñÿ â ÐÎÎ ìîäåëè è äàëåå òðàíñëèðóþòñÿ â
ñèñòåìó. Ïðè ýòîì ðàñ÷åò ìîæåò âûïîëíÿòüñÿ ïîøàãîâî, ñ çàïðîñîì
ðåçóëüòàòîâ ïîñëå ðàñ÷åòà îïðåäåëåííîãî ÷èñëà øàãîâ. Îñíîâíûì ñâîéñò-
âîì ïðîñòûõ ìîäåëåé ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå çàâèñèìîñòè óïðàâëåíèÿ ðàñ-
÷åòîì îò ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ, ò.å. ÐÎÎ ìîäåëè ñàìà îäíîçíà÷íî îïðå-
äåëÿåò ïî âõîäíûì çíà÷åíèÿì ïîðÿäîê âûçîâà ìåòîäîâ è ïåðåäàâàåìûå
ïàðàìåòðû.
Å.À. Åâäèí
30 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
Âçàèìîäåéñòâèå
ïîëüçîâàòåëÿ è ìîäåëè
Òîëüêî àâòîìàòè÷åñêèå
èñòî÷íèêè äàííûõ
Èñòî÷íèêè äàííûõ
Ââîä äàííûõ ïîëüçîâàòåëåì
Èíèöèàëèçàöèÿ
ÇàïóñêÈòåðàöèÿ
Ðàñ÷åò ìîäåëè
Àíàëèç, ïîäãîòîâêà
äàííûõ äëÿ ìîäåëè
Ïðåäñòàâëåíèå
ðåçóëüòàòîâ
ïîëüçîâàòåëþ
Ðèñ. 4. Ñõåìà ñîñòîÿíèé ñëîæíîé (èíòåðàêòèâíîé) ìîäåëè
2. È ò å ð à ö è î í í û å ì î ä å ë è. Â òàêèõ ìîäåëÿõ óïðàâëåíèå ïî-
ðÿäêîì âûïîëíåíèÿ ðàñ÷åòà ñ îïðåäåëåííîãî ìîìåíòà çàâèñèò îò ðåçóëü-
òàòîâ ðàñ÷åòà ìîäåëè. Ñëåäîâàòåëüíî, ÐÎÎ ìîäåëè íå ìîæåò îïðåäåëèòü
òîëüêî ïî âõîäíûì äàííûì ïîðÿäîê âûïîëíåíèÿ è çíà÷åíèÿ ïåðåäàâàå-
ìûõ â ìîäåëü ïàðàìåòðîâ. Íî àíàëèç ðåçóëüòàòîâ, çàïðîñû â áàçû äàííûõ
(ïðè íåîáõîäèìîñòè) è äàëüíåéøèé ïîðÿäîê ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ìîäåëè
âûïîëíÿåòñÿ ÐÎÎ ìîäåëè àâòîìàòè÷åñêè áåç âìåøàòåëüñòâà ïîëüçîâàòåëÿ
ñèñòåìû.  îòëè÷èå îò ïðîñòîé ìîäåëè â ñõåìå ñîñòîÿíèé èòåðàöèîííîé
ìîäåëè ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ïåðåõîäà èç áëîêà ðàñ÷åòà â áëîê
àíàëèçà è ïîäãîòîâêè äàííûõ.
3. Ñ ë î æ í û å è ë è è í ò å ð à ê ò è â í û å ì î ä å ë è (ðèñ. 4). Â ýòèõ
ìîäåëÿõ õîä âûïîëíåíèÿ ðàñ÷åòà ñ îïðåäåëåííîãî ìîìåíòà òàêæå çàâèñèò
îò ðåçóëüòàòîâ ìîäåëè, íî ïðè ýòîì îæèäàþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå âõîäíûå
äàííûå îò ïîëüçîâàòåëÿ. Îáåðòêà ìîäåëè ïîëó÷àåò ðåçóëüòàòû îïðåäå-
ëåííîãî ýòàïà ðàñ÷åòà ìîäåëè, è ñèñòåìà ïðåäñòàâëÿåò èõ ïîëüçîâàòåëþ,
êîòîðûé íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ äàííûõ ââîäèò äîïîëíèòåëüíûå âõîäíûå
ïàðàìåòðû. Ïîñëå èõ îáðàáîòêè ÐÎÎ âûçûâàåò îñòàëüíûå ôóíêöèè ìî-
äåëè äî ìîìåíòà îêîí÷àíèÿ ðàáîòû ìîäåëè èëè ïîâòîðíîé íåîáõîäèìîñòè
ïðèíÿòü ðåøåíèå â àâòîìàòè÷åñêîì èëè èíòåðàêòèâíîì ðåæèìå.
 çàâèñèìîñòè îò òèïà ìîäåëè èçìåíÿåòñÿ ëîãè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà ðàç-
ðàáàòûâàåìîãî ÐÎÎ. Ïðè ýòîì äëÿ êàæäîãî èç óïîìÿíóòûõ òèïîâ ìîäåëè
ìîæíî ðàçðàáîòàòü øàáëîí îáåðòêè, ñîäåðæàùèé îñíîâíóþ ëîãèêó óïðàâ-
ëåíèÿ ðàçëè÷íûìè êîìïîíåíòàìè ÐÎÎ.
Ïîñêîëüêó ðàñ÷åòíûå ìîäåëè îïèñûâàþò ïðîöåññû îäíîãî ïðèðîä-
íîãî ÿâëåíèÿ, ÷àñòî â êà÷åñòâå íåêîòîðûõ âõîäíûõ äàííûõ èñïîëüçóþòñÿ
ðåçóëüòàòû äðóãèõ (ïðåäøåñòâóþùèõ) ìîäåëåé. Ïîýòîìó ìîäåëè îáúåäè-
íÿþòñÿ â ðàñ÷åòíûå öåïî÷êè, â êîòîðûõ íåêîòîðûå ìîäåëè (íèæåñòîÿùèå)
çàâèñÿò îò ïðåäûäóùèõ (âûøåñòîÿùèõ) ìîäåëåé. Îäíîé èç çàäà÷ ñèñòåìû
ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé ÿâëÿåòñÿ îðãàíèçàöèÿ öåïî÷åê ìîäåëåé è
îáåñïå÷åíèå ïîòîêîâ äàííûõ îò âûøåñòîÿùåé ìîäåëè ê íèæåñòîÿùåé. Ïî-
ñêîëüêó ìîäåëè ïðîåêòèðóþòñÿ â îñíîâíîì áåç ó÷åòà ïðèìåíåíèÿ èõ â
öåïî÷êå, îñíîâíàÿ ðàáîòà ïî îáåñïå÷åíèþ ïåðåäà÷è äàííûõ âûïîëíÿåòñÿ â
îáåðòêå íèæåñòîÿùåé ìîäåëè.
Ñóùåñòâóåò äâà ôóíêöèîíàëüíûõ ïîäõîäà ê ïîñòðîåíèþ âû÷èñëè-
òåëüíîé öåïî÷êè.
1.  î ñ õ î ä ÿ ù è å â û ç î â û. Ìîäåëü, íàõîäÿùàÿñÿ âíèçó öåïî÷êè,
îòïðàâëÿåò çàïðîñ â âûøåñòîÿùóþ ìîäåëü äëÿ ïîëó÷åíèÿ íåîáõîäèìîãî
ïàðàìåòðà. Âûøåñòîÿùàÿ ìîäåëü âûïîëíÿåò ðàñ÷åò è âîçâðàùàåò ðåçóëü-
òàò â íèæíþþ ìîäåëü.  ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè âûøåñòîÿùàÿ ìîäåëü
âûçûâàåò èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ äëÿ ââîäà ïàðàìåòðîâ èëè îòïðàâëÿåò
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 31
çàïðîñ äðóãîé âûøåñòîÿùåé ìîäåëè. Äëÿ îïòèìèçàöèè âðåìåíè èñïîëíå-
íèÿ ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ìîãóò áûòü êýøèðîâàíû, ÷òîáû ïðè ïîâòîðíîì
îáðàùåíèè áûëè ïîëó÷åíû óæå ðàññ÷èòàííûå ðåçóëüòàòû. Òàêîé ïîäõîä
èñïîëüçóåòñÿ â ñòàíäàðòå èíòåãðàöèè OpenMI [9].
2. Í è ñ õ î ä ÿ ù è å â û ç î â û. Äëÿ ðàñ÷åòà íèæåñòîÿùåé ìîäåëè íå-
îáõîäèìî âûïîëíèòü ðàñ÷åò âñåõ âûøåñòîÿùèõ, îò êîòîðûõ ìîäåëü çàâè-
ñèò ïðÿìî èëè êîñâåííî. Ïîñëå ýòîãî ÎÎ ìîäåëè ïðåîáðàçóåò ðåçóëüòàòû
ïðåäûäóùåé ìîäåëè ïî àíàëîãèè ñ îñòàëüíûìè âõîäíûìè äàííûìè, ïî-
ñòóïàþùèìè èç áàçû äàííûõ èëè èíòåðôåéñà ïîëüçîâàòåëÿ. Ïðåèìóùåñò-
âàìè òàêîãî ïîäõîäà ÿâëÿþòñÿ áîëüøàÿ àâòîíîìíîñòü ìîäåëåé, êîòîðûå
ðàáîòàþò òîëüêî ñ óæå ïîëó÷åííûìè âõîäíûìè äàííûìè èç ðàçëè÷íûõ
èñòî÷íèêîâ, à òàêæå âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü ïîëó÷åííûå ðàíåå ðåçóëü-
òàòû. Íåäîñòàòêè íèñõîäÿùèõ âûçîâîâ—èçáûòî÷íîñòü è èçëèøíèé îáúåì
ïàìÿòè, íåîáõîäèìûé äëÿ õðàíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ âûøåñòîÿùèõ ìîäåëåé,
êîòîðûå íå áóäóò èñïîëüçîâàíû â íèæåñòîÿùèõ.
Îáà ñïîñîáà îðãàíèçàöèè öåïî÷åê ñîèçìåðèìû ïî âðåìåíè èñïîëíåíèÿ è
îáúåìó èñïîëüçóåìîé ïàìÿòè, åñëè ïðè çàïðîñå îò íèæåñòîÿùåé ìîäåëè
ïîëíîñòüþ ðàññ÷èòûâàþòñÿ âñå âîçìîæíûå ðåçóëüòàòû âûøåñòîÿùåé ìîäåëè
è ïðè äàëüíåéøèõ îáðàùåíèÿõ âîçâðàùàþòñÿ óæå ðàññ÷èòàííûå ðåçóëüòàòû.
Åñëè â ñëó÷àå âîñõîäÿùèõ âûçîâîâ ìîäåëü è åå îáåðòêà âîçâðàùàþò òîëüêî
çàïðàøèâàåìûé ðåçóëüòàò, òî, âîçìîæíî, âûøåñòîÿùóþ ìîäåëü ïðèäåòñÿ
çàïóñêàòü íåñêîëüêî ðàç ïðè çàïðîñàõ ðàçíîðîäíûõ âåëè÷èí. Íàïðèìåð, òàêàÿ
ñèòóàöèÿ âîçìîæíà, åñëè îò îäíîé ìîäåëè çàâèñÿò íåñêîëüêî ìîäåëåé, ðàñ-
ñ÷èòûâàþùèõ íåñîèçìåðèìûå âåëè÷èíû.
Âûáîð ñïîñîáà îðãàíèçàöèè âû÷èñëèòåëüíûõ öåïî÷åê òàê æå, êàê è
òèï ìîäåëè âëèÿåò íà ëîãè÷åñêóþ ñòðóêòóðó ÐÎÎ. Íî äëÿ öåïî÷åê íà ýòàïå
ïðîåêòèðîâàíèÿ ìîæíî âûáðàòü îäèí, íàèáîëåå óäîáíûé, ñïîñîá îðãàíè-
çàöèè è ðàçðàáàòûâàòü ñèñòåìó è øàáëîíû ÐÎÎ òîëüêî èñõîäÿ èç âûáðàí-
íîãî âàðèàíòà.
Òèïû äàííûõ äëÿ ðàáîòû ñ ìîäåëÿìè. Ðàññìîòðèì êëàññû ñèñòåìû,
ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ðåàëèçóåòñÿ óïðàâëåíèå ìîäåëÿìè è öåïî÷êàìè ìî-
äåëåé â ðàìêàõ îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííîãî ïîäõîäà. Ìîäåëè ïðåäñòàâ-
ëåíû â ñèñòåìå ñ ïîìîùüþ êëàññà Task (çàäàíèå), êîòîðûé ñîäåðæèò
âõîäíûå è âûõîäíûå äàííûå, ìåòàäàííûå (íàçâàíèå, ñîñòîÿíèå, òèï), à
òàêæå ññûëêó íà ÎÎ ìîäåëè. Êàæäîå çàäàíèå ñîîòâåòñòâóåò îäíîé ìîäåëè,
îïðåäåëÿþùåé åãî òèï. Ïðè ýòîì äëÿ ìîäåëåé ìîæíî ñîçäàòü íåîãðàíè-
÷åííîå ÷èñëî çàäàíèé, îòëè÷àþùèõñÿ îäíî îò äðóãîãî âõîäíûìè è âû-
õîäíûìè çíà÷åíèÿìè. Äëÿ çàäàíèé îïðåäåëåíû îïåðàöèè óïðàâëåíèÿ ðàñ-
÷åòîì ìîäåëè (èíèöèàëèçàöèÿ, çàïóñê, îñòàíîâêà) ÷åðåç ÎÎ.
Äëÿ ðàáîòû ñ äàííûìè ìîäåëè (âõîäíûìè è âûõîäíûìè) ðàçðàáîòàí
óíèôèöèðîâàííûé òèï äàííûõ — ñòðóêòóðà êëàññîâ äàòàèòåìîâ (Data-
Å.À. Åâäèí
32 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
Item) [15], â êîòîðûõ õðàíÿòñÿ ñîáñòâåííî ÷èñëåííûå äàííûå, ìåòàäàííûå
(ðàçìåðíîñòü, åäèíèöû èçìåðåíèÿ, ñóáñòàíöèÿ) è îòíîøåíèÿ ìåæäó íèìè.
Äëÿ äàòàèòåìîâ ðåàëèçîâàíû ïðîöåäóðû õðàíåíèÿ è ïåðåäà÷è äàííûõ,
ñîçäàíû ðàçëè÷íûå âèçóàëèçàòîðû, ïîçâîëÿþùèå îòîáðàæàòü äàííûå â
ãðàôè÷åñêîì èíòåðôåéñå ïîëüçîâàòåëÿ. Äàííûå èç âñåõ âîçìîæíûõ
èñòî÷íèêîâ óíèôèöèðóþòñÿ è íàïðàâëÿþòñÿ â òå èëè èíûå êîìïîíåíòû
ñèñòåìû â çàâèñèìîñòè îò íåîáõîäèìûõ äåéñòâèé.
Êëàññû äàòàèòåìîâ ðåàëèçóþò êîìïîçèòíûé øàáëîí ïðîãðàììèðî-
âàíèÿ, îáúåäèíÿþùèé îáúåêòû â äðåâîâèäíóþ ñòðóêòóðó è ïîçâîëÿþùèé
ñèñòåìå îáðàùàòüñÿ ê îòäåëüíûì îáúåêòàì è ãðóïïå îáúåêòîâ åäèíî-
îáðàçíî. Òàêèì îáðàçîì, ðàññìàòðèâàåìàÿ ñèñòåìà êëàññîâ ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé èåðàðõè÷åñêóþ ñòðóêòóðó, ëèñòüÿìè êîòîðîé ÿâëÿþòñÿ äàòàèòåìû ñ
êîíêðåòíûìè ÷èñëåííûìè äàííûìè, à ïðîìåæóòî÷íûìè âåðøèíàìè —
êîìïëåêñíûå äàòàèòåìû. Âõîäíûå è âûõîäíûå äàííûå îðãàíèçîâàíû â
äðåâîâèäíóþ ñòðóêòóðó, êîðåíü êîòîðîé ïðèíàäëåæèò îáúåêòó-çàäàíèþ.
Êàæäûé ýëåìåíò äåðåâà äàííûõ îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåòñÿ îòíîñèòåëüíî
êîðíÿ äåðåâà äàòàèòåìîâ.
Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíà UML äèàãðàììà êëàññîâ äàòàèòåìîâ. Åñëè ñó-
ùåñòâóþùèõ êëàññîâ íåäîñòàòî÷íî äëÿ îïèñàíèÿ ïðåäìåòíîé îáëàñòè,
ìîæíî äîáàâëÿòü íîâûå òèïû äàòàèòåìîâ, íå ìåíÿÿ ñóùåñòâóþùóþ ñòðóê-
òóðó. Êàæäûé äàòàèòåì ðåàëèçóåò èíòåðôåéñ IDataItem, îïðåäåëÿþùèé
îïåðàöèè, ïîääåðæèâàåìûå âñåìè äàòàèòåìàìè. Àáñòðàêòíûé êëàññ
AbstractDataItem ñîäåðæèò ïîëÿ ìåòàèíôîðìàöèè, à òàêæå ðåàëèçóåò îá-
ùèå ôóíêöèè èíòåðôåéñà, êîòîðûå, ïðè íåîáõîäèìîñòè, ìîãóò áûòü ïåðå-
îïðåäåëåíû â åãî ïîòîìêàõ. Êîìïëåêñíûé äàòàèòåì (ComplexDataItem)
ïðåäíàçíà÷åí äëÿ îðãàíèçàöèè äàòàèòåìîâ â èåðàðõè÷åñêóþ ñòðóêòóðó,
ñîäåðæèò ññûëêè íà äî÷åðíèå ýëåìåíòû è íå èñïîëüçóåòñÿ äëÿ õðàíåíèÿ
÷èñëåííûõ äàííûõ. Îäíàêî îí ìîæåò èìåòü äðóãèå îáùèå äëÿ âñåõ ïî-
òîìêîâ õàðàêòåðèñòèêè, òàêèå êàê îïèñàíèå, ñóáñòàíöèÿ, åäèíèöû èçìå-
ðåíèÿ. Îñòàëüíûå êëàññû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ õðàíåíèÿ ðàçëè÷íîé èíôîð-
ìàöèè: ñêàëÿðà, âåêòîðà, ãåîïðèâÿçàííîé ñåòêè, ãðàôèêà è äð.
Îñîáîãî âíèìàíèÿ çàñëóæèâàåò äàòàèòåì-ññûëêà (LinkDataItem), êî-
òîðûé â êà÷åñòâå çíà÷åíèÿ ñîäåðæèò ññûëêó íà äðóãîé äàòàèòåì è ïåðå-
îïðåäåëÿåò èåðàðõè÷åñêèå îïåðàöèè è îïåðàöèè âîçâðàòà çíà÷åíèÿ íà
ñîîòâåòñòâóþùèå ôóíêöèè ñ äàòàèòåìîì-çíà÷åíèåì.
Äëÿ îáúåäèíåíèÿ ìîäåëåé â öåïî÷êè èñïîëüçóåòñÿ íèñõîäÿùèé ïîòîê
âûçîâîâ: ñíà÷àëà ïîëíîñòüþ ðàññ÷èòûâàþòñÿ âåðõíèå ìîäåëè, à ïîòîì
íèæíèå. Ïðè îáúåäèíåíèè ìîäåëåé â öåïî÷êè óñòàíîâëåíèå ñîîòâåòñòâèÿ
âûõîäîâ ïðåäûäóùåé ìîäåëè âõîäàì ñëåäóþùåé ìîäåëè çàìåíÿåòñÿ îïå-
ðàöèÿìè ñ äàòàèòåìàìè. Íèæåñòîÿùàÿ ìîäåëü â êà÷åñòâå íåêîòîðûõ âõîä-
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 33
íûõ äàííûõ èìååò äàòàèòåìû-ññûëêè, êîòîðûå õðàíÿò ïóòè ê çíà÷åíèÿì â
äåðåâå äàòàèòåìîâ çàäàíèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ âûøåñòîÿùèì ìîäåëÿì.
Ïîñëå óêàçàíèÿ ïîëüçîâàòåëåì ñèñòåìû ñâÿçåé ìåæäó çàäàíèÿìè ýòè
ññûëêè ñòàíîâÿòñÿ óêàçàòåëåì íà îäèí èç äàòàèòåìîâ ïðåäøåñòâóþùåé
ìîäåëè. Äëÿ íèæíåé ìîäåëè îáðàùåíèå ê äàòàèòåìó âûøåñòîÿùåé ìîäåëè
íå îòëè÷àåòñÿ îò ìàíèïóëÿöèé ñ ëîêàëüíûì îáúåêòîì óíèôèöèðîâàííîãî
òèïà äàííûõ.
Çàäàíèÿ îáúåäèíÿþòñÿ â ïðîåêòû.  îáùåì ñëó÷àå ìîæíî îáúåäèíÿòü
ðàçëè÷íîå ÷èñëî çàäàíèé ïðîèçâîëüíîãî òèïà. Êðîìå òîãî, ïðåäóñìàòðè-
âàåòñÿ ñîçäàíèå ïðîåêòà íà îñíîâå çàðåãèñòðèðîâàííîé öåïî÷êè ìîäåëåé,
÷òî ïîçâîëÿåò óñòàíîâèòü ñâÿçè ìåæäó çàäàíèÿìè â àâòîìàòè÷åñêîì ïî-
ðÿäêå. Ïðè ðàáîòå ñ ñîçäàííûì ïðîåêòîì ïîëüçîâàòåëü ìîæåò ïåðåíàïðà-
âèòü ïîòîê äàííûõ íà ìîäåëè èç ëþáûõ ïðîåêòîâ ïðîèçâîëüíûì, íî ôè-
çè÷åñêè è ëîãè÷åñêè âåðíûì ñïîñîáîì.
Äëÿ ñîõðàíåíèÿ äîñòîâåðíîñòè äàííûõ çàäàíèå ðàññìàòðèâàåòñÿ â
ñèñòåìå êàê åäèíèöà õðàíåíèÿ èíôîðìàöèè. Ïðè èçìåíåíèè âõîäíûõ ïà-
ðàìåòðîâ ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà óäàëÿþòñÿ àâòîìàòè÷åñêè. Çàäàíèå ìîæåò
ïðèíàäëåæàòü òîëüêî îäíîìó ïðîåêòó, ÷òîáû èçáåæàòü îäíîâðåìåííîãî
ðåäàêòèðîâàíèÿ çàäàíèé èç íåñêîëüêèõ ïðîåêòîâ (ðèñ. 6).
Å.À. Åâäèí
34 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
GeometryElementSeries
ElementSeries
RiverElementSeries
VectorGridSeries PlumeGridSeries
�branches
�points
�grid
�grid: ElementSeries
GridSeries TimeSeries1 *
�jtsClass
�crs
�external: IDataItem
LinkDataItem
SimpleDataItem
IDataItem
AbstractDataItem
MessegeDataItem
�externalPath: string
Series
�value �rows
�columns
�children
Compl xDataItemå
�children 1�parent
*
�
�
�
�
�
name: string
description: string
parent: IDataItem
substanoe: string
unit
Ðèñ. 5. UML äèàãðàììà êëàññîâ äàòàèòåìîâ
Æèçíåííûé öèêë (ÆÖ) èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé.
Ïðîöåäóðó èíòåãðàöèè íîâîé ìîäåëè â ãîòîâóþ ÑÏÏÐ ìîæíî ðàññìàò-
ðèâàòü êàê îòäåëüíûé ïðîåêò ïî ðàçðàáîòêå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.
Äåéñòâèòåëüíî, äîëæíû áûòü îïðåäåëåíû çàäà÷è è öåëè èíòåãðèðîâàíèÿ,
æåëàåìàÿ ôóíêöèîíàëüíîñòü, ñîçäàí ïðîãðàììíûé ïðîäóêò (ÐÎÎ ìîäåëè,
ìîäèôèöèðîâàííûé êîä ðàñ÷åòíîé ìîäåëè), ïðîòåñòèðîâàíî êà÷åñòâî èí-
òåãðàöèè. Çàòåì ìîäåëü â âèäå ïëàãèíà äîëæíà áûòü âíåäðåíà â ñèñòåìó.
Ïðè ýòîì ïðîöåäóðà èíòåãðàöèè èìååò ñâîè îñîáåííîñòè, íà îñíîâå êîòî-
ðûõ ìîæíî ïðåäëîæèòü ìîäåëü ÆÖ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé,
êîòîðàÿ àäàïòèðîâàíà ê óñëîâèÿì çàäà÷è è äîëæíà ïîìî÷ü ðàçðàáîò÷èêàì,
èíòåãðèðóþùèì ìîäåëü, ñïðàâèòüñÿ ñ çàäà÷åé â êîðîòêèå ñðîêè.
Ìîäåëü ÆÖ èíòåãðàöèè ÿâëÿåòñÿ âàðèàíòîì èòåðàöèîííîé ìîäåëè [17],
êîòîðûé ñîñòîèò â ðàçäåëåíèè ïðîöåññà íà ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ýòàïîâ èëè
èòåðàöèé. Íà êàæäîì èç ýòàïîâ ñîçäàåòñÿ ðàáîòîñïîñîáíûé ïðîòîòèï, ïî-
ñëåäîâàòåëüíî ïðèáëèæàþùèéñÿ ïî ôóíêöèîíàëüíîñòè ê òðåáóåìîìó ïðî-
äóêòó. Èòåðàöèîííûé ïðîöåññ ïîçâîëÿåò ëîêàëèçîâàòü è èñïðàâëÿòü îøèáêè
èíòåãðàöèè ïîñëåäîâàòåëüíî, ïî ìåðå óãëóáëåíèÿ èíòåãðàöèè ñèñòåìû è
ìîäåëè. Îñíîâíóþ ðàáîòó, êîòîðóþ íåîáõîäèìî ïðîâåñòè íà êàæäîì ýòàïå,
ìîæíî ñôîðìóëèðîâàòü çàðàíåå. Îïèñàííûå íèæå ýòàïû èíòåãðàöèè èìåþò
íåêîòîðóþ èçáûòî÷íóþ, îòáðàñûâàåìóþ íà ïîñëåäíåì ýòàïå ôóíêöèî-
íàëüíîñòü, ñâÿçàííóþ ñ ïîääåðæêîé ïðåäîïðåäåëåííûõ íàáîðîâ âõîäíûõ
äàííûõ. Îäíàêî èìåííî òàêàÿ î÷åðåäíîñòü øàãîâ äàåò âîçìîæíîñòü ïî-
ñëåäîâàòåëüíî óâåëè÷èâàòü ãëóáèíó èíòåãðàöèè, ïîëó÷àÿ íà êàæäîì øàãå
ãîòîâûé ê èñïîëüçîâàíèþ ñèñòåìîé ïðîòîòèï ìîäåëè. Ýòî ïîçâîëÿåò ëåãêî
âûÿâëÿòü õàðàêòåðíûå äëÿ êàæäîãî ýòàïà îøèáêè èíòåãðàöèè.
Èñõîäíîé òî÷êîé äëÿ íà÷àëà ïðîöåññà èíòåãðàöèè ìîäåëåé ÿâëÿåòñÿ
íàëè÷èå ðàáîòîñïîñîáíîé âåðèôèöèðîâàííîé âåðñèè êîäà ðàñ÷åòíîé ìî-
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 35
�rootDataItem
Instantiate
Çàäàíèå
�children
�children
1 * 1 1
1
1
1
*
*
1
Ïðîåêò
Ìîäåëü
Êîðíåâîé
äàòàèòåì
Âûõîäíîé
äàòàèòåì
Âõîäíîé
äàòàèòåì
Îáåðòêà
ìîäåëè
Ðèñ. 6. Äèàãðàììà êëàññîâ ñèñòåìû, îòâå÷àþùèõ çà ðàáîòó ñ ìîäåëÿìè
äåëè (íàïðèìåð, â âèäå àâòîíîìíîãî ïðîãðàììíîãî ïðîäóêòà, ÷èòàþùåãî
âõîäíûå è ôîðìèðóþùåãî âûõîäíûå ôàéëû), ÷òî ïîçâîëèò òåñòèðîâàòü
ïðàâèëüíîñòü èíòåãðàöèè ìîäåëè ïîñðåäñòâîì ñðàâíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ èí-
òåãðèðîâàííîé ìîäåëè è èñõîäíîé ïðîãðàììû.
Íà ïåðâîì ýòàïå âûïîëíÿåòñÿ èíòåãðàöèÿ ìîäåëè íà íèçêîì óðîâíå, à
èìåííî òåõíè÷åñêàÿ îðãàíèçàöèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ñèñòåìà — ìîäåëü, ò.å.
ïðîèñõîäèò ñîçäàíèå ÐÎÎ ìîäåëè (ðåàëèçóþòñÿ äâà êîìïîíåíòà — Model-
Wrapper è ModelEntryPoint) íà îñíîâå ðàçðàáîòàííûõ øàáëîíîâ, îïðåäå-
ëåíèå ñïîñîáà òåõíè÷åñêîé èíòåãðàöèè ðàñ÷åòíîãî êîäà è POO ìîäåëè,
ìîäèôèêàöèÿ (ïðè íåîáõîäèìîñòè) êîäà ðàñ÷åòíîé ìîäåëè äëÿ îáåñïå÷å-
íèÿ ýòîé èíòåãðàöèè è ðåàëèçàöèÿ ñâÿçè ñèñòåìà — ìîäåëü äëÿ ïîäòâåðæ-
äåíèÿ ïðàâèëüíîñòè âûáðàííîãî ðåøåíèÿ. Ðåêîìåíäóåòñÿ ðåàëèçîâàòü
ôóíêöèîíàëüíîñòü çàïóñêà ðàñ÷åòà ìîäåëè íà îñíîâå ïðåäîïðåäåëåííûõ
âõîäíûõ äàííûõ ñ ôîðìèðîâàíèåì âûõîäíûõ äàííûõ â èçíà÷àëüíîì âèäå.
Ýòî ïîçâîëèò ïðîòåñòèðîâàòü ïðàâèëüíîñòü èíòåãðàöèè ïîñðåäñòâîì ñðàâ-
íåíèÿ ñ ðåçóëüòàòàìè èñõîäíîé âåðñèè ìîäåëè.
Íà âòîðîì ýòàïå â ñèñòåìó èíòåãðèðóþòñÿ âûõîäíûå äàííûå ìîäåëè.
Îïðåäåëÿþòñÿ èñõîäÿùèå äàííûå, èõ ñòðóêòóðà, òèïû è ôîðìû ïðåäñòàâ-
ëåíèÿ ïîëüçîâàòåëþ, ðåàëèçóåòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå èñõîäÿùèõ äàííûõ ìî-
äåëè â òèïû äàííûõ ñèñòåìû (â óíèôèöèðîâàííûé òèï äàííûõ) è ôîðìè-
ðóåòñÿ äåðåâî ðåçóëüòàòîâ. Êàê è íà ïåðâîì ýòàïå, ìîäåëü çàïóñêàåòñÿ íà
îñíîâå ïðåäîïðåäåëåííûõ âõîäíûõ äàííûõ, íî ðåçóëüòàò îòîáðàæàåòñÿ
ñðåäñòâàìè ñèñòåìû. Ýòî ÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìàöèåé äëÿ àíà-
ëèçà è âåðèôèêàöèè ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòà àâòîðàìè ìîäåëè, ÷òî îñîáåííî
âàæíî, åñëè ìîäåëü âñå åùå íàõîäèòñÿ â ðàçðàáîòêå.
Íà òðåòüåì ýòàïå ïðîèñõîäèò èíòåãðèðîâàíèå âõîäíûõ äàííûõ ìîäå-
ëè. Îïðåäåëÿþòñÿ âñå íåîáõîäèìûå âõîäíûå äàííûå (ïðè ðàçëè÷íûõ âà-
ðèàíòàõ íàáîðîâ âõîäíûõ äàííûõ — âñå âåòêè âõîäíûõ äàííûõ), èõ òèïû
è ñòðóêòóðà. Îòäåëüíîé çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå èñòî÷íèêîâ âõîä-
íûõ äàííûõ, íàïðèìåð èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ, äàííûå èç áàçû äàííûõ
èëè èç ïðåäøåñòâóþùåé ìîäåëè. Ôîðìèðóåòñÿ äåðåâî âõîäÿùèõ äàííûõ è
ðåàëèçóåòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå ýòèõ äàííûõ â ôîðìàò ìîäåëè. Äîïîëíè-
òåëüíî ðåàëèçóåòñÿ ëîãèêà óïðàâëåíèÿ ðàñ÷åòîì ìîäåëè â çàâèñèìîñòè îò
âõîäíûõ äàííûõ è ïðîìåæóòî÷íûõ ðåçóëüòàòîâ. Ïðè ýòîì âõîäíûå äàí-
íûå âñå åùå ìîãóò ôîðìèðîâàòüñÿ èç íàáîðà ïðåäîïðåäåëåííûõ äàííûõ,
îäíàêî óæå â êîìïîíåíòå ModelWrapper îíè çàïèñûâàþòñÿ â ôîðìàòå
óíèôèöèðîâàííîãî òèïà äàííûõ, êîòîðûé ïîçæå áóäåò ñ÷èòûâàòüñÿ â êîì-
ïîíåíòå ModelEntryPoint. Òàêèì îáðàçîì, öåëüþ òðåòüåãî ýòàïà ÿâëÿåòñÿ
ïîëó÷åíèå çàêîí÷åííîé ôóíêöèîíàëüíîñòè êîìïîíåíòà ModelEntryPoint.
Íà ÷åòâåðòîì ýòàïå ðåàëèçóåòñÿ ôóíêöèîíàëüíîñòü íàïîëíåíèÿ âõîä-
íûõ äàííûõ: ñîçäàåòñÿ èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ, áàçû äàííûõ è çàïðîñû ê
Å.À. Åâäèí
36 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
íèì, âûïîëíÿåòñÿ ïðåäâàðèòåëüíàÿ îáðàáîòêà âõîäíûõ äàííûõ, åñëè â
ýòîì åñòü íåîáõîäèìîñòü. Ðåçóëüòàòîì ÷åòâåðòîãî ýòàïà äîëæåí ñòàòü
ïîëíîôóíêöèîíàëüíûé ïðîòîòèï èíòåãðèðîâàííîé ìîäåëè, êîòîðûé ìî-
æåò ïîäâåðãàòüñÿ ðàñøèðåííîìó òåñòèðîâàíèþ. Çàìåòèì, ÷òî ÷åòâåðòûé
ýòàï ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî òðóäîåìêèì, åãî ìîæíî âûïîëíÿòü ïàðàëëåëüíî
ñ ïðåäûäóùèìè ýòàïàìè. Åäèíñòâåííîé îáùåé òî÷êîé ÿâëÿåòñÿ ðàçðà-
áîòêà äåðåâà âõîäíûõ äàííûõ (è âñåõ åãî âåòîê), êîòîðóþ íåîáõîäèìî
îäèí ðàç âûïîëíèòü â íà÷àëå òðåòüåãî èëè ÷åòâåðòîãî ýòàïà.
Íà ïÿòîì ýòàïå ïî ðåçóëüòàòàì òåñòèðîâàíèÿ ïðîòîòèïà âíîñÿòñÿ èç-
ìåíåíèÿ â ëþáóþ ÷àñòü ÐÎÎ ìîäåëè (äîáàâëåíèå íîâîãî ðåçóëüòàòà, íî-
âûõ âõîäíûõ ïàðàìåòðîâ, ïîñòîáðàáîòêà äàííûõ è äð.). Ýòîò ýòàï ïîâ-
òîðÿåòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà íå áóäåò ïðèíÿòî ðåøåíèå î âíåäðåíèè èíòåãðè-
ðîâàííîé ìîäåëè â ñèñòåìó.
Ïðèìåíåíèå ðàçðàáîòàííîé òåõíîëîãèè. Îïèñàííàÿ òåõíîëîãèÿ èí-
òåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ÑÏÏÐ óñïåøíî èñïîëüçîâàíà â Åâðî-
ïåéñêîé ÑÏÏÐ ïðè ðàäèàöèîííûõ àâàðèÿõ ÐÎÄÎÑ [16, 18]. Ýòà ñèñòåìà
âêëþ÷àåò ðàçðàáîòàííûå (áîëåå ÷åì â 20 åâðîïåéñêèõ èíñòèòóòàõ) ìàòå-
ìàòè÷åñêèå ìîäåëè, áàçû äàííûõ, ãåîèíôîðìàöèîííóþ ïîäñèñòåìó äëÿ
ïðîãíîçèðîâàíèÿ è îöåíêè ïîñëåäñòâèé âîçìîæíûõ ðàäèàöèîííûõ àâà-
ðèé. ÐÎÄÎÑ èñïîëüçóåò èíôîðìàöèþ ñèñòåì ñòàíöèîííîãî ðàäèîëîãè-
÷åñêîãî ìîíèòîðèíãà, îïåðàòèâíîãî ìåòåîðîëîãè÷åñêîãî ïðîãíîçà (èëè
ñöåíàðèÿ ðàçâèòèÿ ãèäðîìåòåîðîëîãè÷åñêîé ñèòóàöèè) äëÿ ðàñ÷åòà äîç
âíóòðåííåãî è âíåøíåãî îáëó÷åíèÿ ïåðñîíàëà è íàñåëåíèÿ â çîíå àâàðèè, à
òàêæå ïëàíèðîâàíèÿ íåîòëîæíûõ è äîëãîñðî÷íûõ êîíòðìåð. Ñèñòåìà
ÐÎÄÎÑ èñïîëüçóåòñÿ â Óêðàèíå, Ãåðìàíèè, Íèäåðëàíäàõ, Øâåéöàðèè è
äðóãèõ ñòðàíàõ â öåíòðàõ àâàðèéíîãî ðåàãèðîâàíèÿ è ðåãóëèðóþùèõ îðãà-
íàõ êàê ñèñòåìà ïðîãíîçèðîâàíèÿ, à òàêæå äëÿ ïîâûøåíèÿ àâàðèéíîé
ãîòîâíîñòè ïðè ôîðìèðîâàíèè ïëàíîâ àâàðèéíîãî ðåàãèðîâàíèÿ.
Ðàçðàáîòêà ñèñòåìû ÐÎÄÎÑ íà÷àëàñü â 90-õ ãîäàõ â ñðåäå UNIX. Â
íà÷àëå 2000-õ ñîçäàíà åå ìóëüòèïëàòôîðìåííàÿ âåðñèÿ JRODOS [16, 18,
19]. Äëÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â JRODOS áûëè ðàçðàáî-
òàíû øàáëîíû ÐÎÎ ìîäåëè è åå ñîñòàâëÿþùèõ äëÿ êàæäîãî èç òèïîâ ìî-
äåëåé (ïðîñòûõ, èòåðàöèîííûõ è ñëîæíûõ). Áîëüøèíñòâî ìîäåëåé èìåþò
ãðàôè÷åñêèé èíòåðôåéñ â âèäå íàáîðà âçàèìîñâÿçàííûõ ïàíåëåé ñ òèïè÷-
íûìè ãðàôè÷åñêèìè êîìïîíåíòàìè äëÿ ââîäà äàííûõ (ñòðîêà ââîäà, âû-
ïàäàþùèé ñïèñîê, ïåðåêëþ÷àòåëü è äð.). Êðîìå òîãî, íåñêîëüêî ìîäåëåé
òðåáóþò âçàèìîäåéñòâèÿ ïîëüçîâàòåëÿ ñ ãåîèíôîðìàöèîííîé ïîäñèñòå-
ìîé ÐÎÄÎÑ äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîíòðîëüíûõ òî÷åê, âûäåëåíèÿ ïîäîáëàñòåé
ðàñ÷åòíîé îáëàñòè è óñòàíîâëåíèÿ ñîîòâåòñòâèÿ ïîäîáëàñòåé ðàçëè÷íûì
êëàññàì, êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî â ïàíåëÿõ ïîëüçîâàòåëüñ-
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 37
êîãî èíòåðôåéñà, íàïðèìåð êëàññó, îïðåäåëÿþùåìó íàáîð êîíòðìåð è ïàðà-
ìåòðîâ ïðèìåíåíèÿ, êëàññó, îïðåäåëÿþùåìó õàðàêòåð ìåñòíîñòè.
Ñ èñïîëüçîâàíèåì îïèñàííîé ìåòîäèêè â ñèñòåìó èíòåãðèðîâàíû òðè
ìîäåëè àòìîñôåðíîãî ïåðåíîñà (ATSTEP, RIMPUFF, DIPCOT), ìîäåëü
ðàííèõ êîíòðìåð (EmerSIM), ìîäåëè ðàñ÷åòà êðàòêîñðî÷íûõ è äîëãîñðî÷-
íûõ äîç âíóòðåííåãî è âíåøíåãî îáëó÷åíèÿ ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè, áëîê
ãèäðîëîãè÷åñêèõ ìîäåëåé (ìîäåëü ñìûâà, ïåðåíîñà ïî ðå÷íûì ñåòÿì,
ìîðñêàÿ ìîäåëü), ìîäåëè ïîçäíèõ êîíòðìåð è ìîíèòîðèíãà äëÿ íàñå-
ëåííûõ ïóíêòîâ (ERMIN, IAMM), ìîäåëü ïîçäíèõ êîíòðìåð â ñåëüñêîì
õîçÿéñòâå (AgriCP) è äð. Ïî çàïðîñàì Ìåæäóíàðîäíîé ãðóïïû ïîëüçîâà-
òåëåé ñèñòåìû ÐÎÄÎÑ ðàçðàáîòàíû ñóïåðìîäåëè, îáúåäèíÿþùèå íåñêîëüêî
óæå èíòåãðèðîâàííûõ ìîäåëåé äëÿ ñïåöèàëüíûõ çàäà÷ êîìïëåêñíîé îöåí-
êè ñèòóàöèè â àâòîìàòè÷åñêîì ðåæèìå, íàïðèìåð ñóïåðìîäåëü Emergency,
ñîñòîÿùàÿ èç ìîäåëåé àòìîñôåðíîãî ïåðåíîñà, ðàííèõ êîíòðìåð è îöåíêè
êðàòêîñðî÷íûõ è äîëãîñðî÷íûõ äîç îáëó÷åíèÿ îò ðàçëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ,
â òîì ÷èñëå è îò ïðîäóêòîâ ïèòàíèÿ.
Ðàçðàáîòàííûå øàáëîíû ïðèìåíåíû òàêæå äëÿ ñîçäàíèÿ ñèñòåìû
ïðîãíîçèðîâàíèÿ çîí çàòîïëåíèÿ ïðè ïàâîäêàõ íà ð. Äíåïð â ðàéîíå ã. Êèåâà
[20]. Ñèñòåìà ïåðåäàíà äëÿ îïåðàòèâíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ â îòäåë ãèäðîëî-
ãè÷åñêèõ ïðîãíîçîâ Óêðàèíñêîãî ãèäðîìåòåîöåíòðà.
Âûâîäû
Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííîãî àíàëèçà òåõíîëîãèé ðàçðàáîòêè ÑÏÏÐ, îñíîâàí-
íûõ íà èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé ýêîëîãè÷åñêèõ è äðóãèõ ïðî-
öåññîâ ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî, íåñìîòðÿ íà àêòèâíîå ðàçâèòèå ìîäå-
ëèðóþùèõ ôðåéìâîðêîâ è ñòàíäàðòîâ èíòåãðàöèè ïðîãðàììíûõ ìîäóëåé,
íàïèñàííûõ â ðàçëè÷íûõ ïðîãðàììíûõ ñðåäàõ, àêòóàëüíûì îñòàåòñÿ ñîç-
äàíèå íîâûõ ãèáêèõ ñîâðåìåííûõ èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé èíòåãðà-
öèè ìîäåëåé â ÑÏÏÐ. Ðàçðàáîòàííàÿ èíôîðìàöèîííàÿ òåõíîëîãèÿ èíòå-
ãðàöèè âû÷èñëèòåëüíûõ ìîäåëåé íà îñíîâå ÐÎÎ, îáåñïå÷èâàÿ âàæíåéøèå
àñïåêòû èíòåãðàöèè, ïîçâîëÿåò ïðåâðàòèòü òåõíîëîãè÷åñêèé ôðåéìâîðê
ïî óïðàâëåíèþ èíòåãðèðîâàííûìè ìîäåëÿìè â ÑÏÏÐ â ñôåðå ýêîëîãè-
÷åñêîé áåçîïàñíîñòè ñ óäîáíûì èíòåðôåéñîì äëÿ èíèöèàëèçàöèè, óïðàâ-
ëåíèÿ õîäîì ðàñ÷åòà ìîäåëè, âèçóàëèçàöèè è ïîñòîáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ.
Ïîëüçîâàòåëè òàêîé ñèñòåìû íå îáÿçàíû áûòü çíàêîìûìè ñ äåòàëÿìè
ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé è âû÷èñëèòåëüíûõ àëãîðèòìîâ.
Èíôîðìàöèîííàÿ òåõíîëîãèÿ ÐÎÎ âíåäðåíà â Åâðîïåéñêóþ ÑÏÏÐ ïî
ðåàãèðîâàíèþ íà ðàäèàöèîííûå àâàðèè ÐÎÄÎÑ è ÑÏÏÐ ïî ïîääåðæêå
ïðîãíîçèðîâàíèÿ çàòîïëåíèé ïðè ýêñòðåìàëüíûõ ïàâîäêàõ.
Å.À. Åâäèí
38 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Jagers B. Linking Data, Models and Tools: an Overview//Intern. Congress on Environmen-
tal Modelling and Software. Fifth Biennial Meeting. — Intern. Environmental Modelling
and Software Society. Ottawa, Canada, July 2010. — P. 1150—1157.
2. Ëàâðèùåâà Å.Ì. Ñáîðî÷íîå ïðîãðàììèðîâàíèå. Òåîðèÿ è ïðàêòèêà//Êèáåðíåòèêà è
ñèñòåìíûé àíàëèç. — 2009. — ¹ 6. — Ñ. 3—12.
3. Ëèòâèíîâ Â.Â., Êàçèìèð Â.Â., Ãàâñèåâè÷ È.Á. Ðàñïðåäåëåííàÿ ñèñòåìà èìèòàöèîííîãî
ìîäåëèðîâàíèÿ íà îñíîâå àðõèòåêòóðû CORBA //Ìàòåìàòè÷åñêèå ìàøèíû è ñèñ-
òåìû. — 2000. — ¹ 2, 3. — Ñ.76—87.
4. Äîðîøåíêî À.Þ., Êîòþê Ì.Â., ͳêîëàºâ Ñ.Ñ. Ïðîãðàìíà ïëàòôîðìà äëÿ íàóêîâèõ
äîñë³äæåíü // Ïðîáëåìè ïðîãðàìóâàííÿ. — 2007. — ¹ 4. — Ñ 49—59.
5. Knapen R., Janssen S., Roosenschoon O. et al. Evaluating OpenMI as a model integration plat-
form across disciplines // Environmental Modelling & Software. — 2013. — Vol. 39. —
P. 274—282.
6. Rizzoli A.E., Donatelli M., Athanasiadis J.N. et al. Semantic links in integrated modelling
frameworks // Mathematics and Computers in Simulation. — 2008. — Vol. 78. — P. 412—
423.
7. Ãîôìàí Ä.Ñ. Çàñòîñóâàííÿ ïðîãðàìíî-³íñòðóìåíòàëüíî¿ ñèñòåìè LIANA äëÿ ³íòå-
ãðàö³¿ ïðèêëàäíèõ çàäà÷, Ã²Ñ ³ áàç äàíèõ ó ñèñòåìè ï³äòðèìêè ïðèéíÿòòÿ ð³øåíü,
çàñíîâàí³ íà ìîäåëÿõ // Ìàòåìàòè÷í³ ìàøèíè ³ ñèñòåìè. — 1998. — ¹ 1. — Ñ. 75 — 88.
8. Hofman D., Krause P., Kralisch S., Fl��ugel W. LIANA Model Integration System—architec-
ture, user interface design and application in MOIRA DSS// Advances in geosciences. —
2005. — No 4. — Ð. 9—16.
9. Moore R.V., Tindall C.I. An overview of the open modelling interface and environment (the
OpenMI)//Environmental Science and Policy. — 2005. — Vol. 8, Issue 3. — P. 279—286.
10. Donchyts G., Hummel S., Vanecek S. et al. OpenMI 2.0 - What’s new? // Intern. Congress on
Environmental Modelling and Software. Fifth Biennial Meeting. — Intern. Environmental
Modelling and Software Society. Ottawa, Canada, July 2010. — P. 1177—1184.
11. Rahman J.M., Perraud S.P., Hotham H. et al. Evolution of TIME. Eds. A. Zerger and R. Ar-
gen. — Intern.Congress on Modelling and Simulation (MODSIM 2005). — Modelling and
Simulation Society of Australia and New Zealand, December, 2005. — P. 697—703.
12. Hillyer C., Bolte J., van Evert F., Lamaker A. The ModCom modular simulation system// Eu-
ropean Journal of Agronomy. 2003. — Vol. 18, Issues 3—4. — P. 333—343.
13. Moore A.D., Holzworth D.P., Herrmann N.I. et al. The common modelling protocol: a hier-
archical framework for simulation of agricultural and environmental systems// Agricultural
Systems. — 2007. — Vol. 95, Issues 1—3. — P. 37—48.
14. Altintas I., Berkley C., Jaeger E. et al. Kepler: an Extensible System for Design and Execu-
tion of Scientific Workflows // Proc. of the 16 Intern. Conf. on Scientific and Statistical Da-
tabase Management (SSDBM 2004). — IEEE Computer Society Washington, DC, USA. —
2004. — P. 423—424.
15. ªâä³í ª.Î. Ðîçðîáêà àðõ³òåêòóðè êðîñïëàòôîðìíèõ ðîçïîä³ëåíèõ ñèñòåì ï³äòðèìêè
ïðèéíÿòòÿ ð³øåíü, îñíîâàíèõ íà ìàòåìàòè÷íèõ ìîäåëÿõ // Ìàòåìàòè÷í³ ìàøèíè ³
ñèñòåìè. — 2011. — ¹ 1. — Ñ. 72 — 81.
16. ªâä³í ª.Î., Æåëåçíÿê Ì.É., Òðèáóøíèé Ä.Ì. Ðîçðîáêà êðîñïëàòôîðìåíî¿ âåðñ³¿ ñèñòå-
ìè ï³äòðèìêè ïðèéíÿòòÿ ð³øåíü ïðè ðàä³àö³éíèõ àâàð³ÿõ JRODOS //Òàì æå. — 2012. —
Ò. 1. — ¹ 1. — Ñ. 45—59.
17. Ëèòâèíîâ Â.Â., Ãîëóá Ñ.Â., Ãðèãîð’ºâ Ê.Ì., Æèãóëüñüêà Â.Þ. Îáºêòíî-îð³ºíòîâíå
ìîäåëþâàííÿ ïðè ïðîåêòóâàíí³ âáóäîâàíèõ ñèñòåì ³ ñèñòåì ðåàëüíîãî ÷àñó. Íàâ÷. ïî-
ñ³áíèê «Ñèñòåìíèé àíàë³ç òà ïðîåêòóâàííÿ êîìï’þòåðíèõ ³íôîðìàö³éíèõ ñèñòåì». —
×åðêàñè: Âèä. â³ä. ×ÍÓ ³ì. Á. Õìåëüíèöüêîãî, 2011. — 376 ñ.
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 39
18. Ievdin Ie., Trybushnyi D., Zheleznyak M., Raskob W. RODOS reengineering: aims and im-
plementation details // Radioprotection — 2010. — Vol. 45, No 5. — P. 181—189.
19. Raskob W., Trybushnyi D., Ievdin Ie., Zheleznyak M. JRODOS: Platform for improved long
term countermeasures modeling and management // Radioprotection. — 2011. — Vol. 46,
No 6. — P. 731—736.
20. Êîëî쳺öü Ï.Ñ., ªâä³í ª.Î., Äçþáà Í.Ì. òà ³í. Ñèñòåìà ïðîãíîçóâàííÿ òà êàðòîãðàôó-
âàííÿ çîí çàòîïëåíü ïðè ïîâåíÿõ íà îñíîâ³ ÷èñåëüíîãî ðîçâ’ÿçêó äâîâèì³ðíèõ ð³âíÿíü
ì³ëêî¿ âîäè // Ñá. òðóäîâ êîíôåðåíöèè «Ìîäåëèðîâàíèå 2012», 16—18 ìàÿ 2012. —
Êèåâ: ÈÏÌÝ èì. Ã.Å. Ïóõîâà ÍÀÍ Óêðàèíû, 2012. — Ñ. 224—227.
E.A. Ievdin
TECHNOLOGY OF INTEGRATING MATHEMATICAL
MODELS INTO THE DECISION SUPPORT SYSTEMS IN THE SPHERE
OF ENVIRONMENT SAFETY BASED ON THE DISTRIBUTIED WRAPPER OBJECT
New information technology based on the distributed wrapper object (DWO) of integration of com-
putational models is developed. DWO is communicational object between DSS and model, which is
distributed at runtime between the different components of the system and provides a logical, visual
and technical integration of mathematical models into the DSS. Data types developed for model inte-
gration are shown. Models are classified based on input/output requirements, which affects logical
structure of the DWO. For each model type separate software template can be developed to facilitate
model integration. Two types of model chain approaches are shown: pull and push-driven, which af-
fects logical structure of DWO manager. Step by step process of integrating new models using DWO
is described, which minimizes the emergence of errors and permits finding and correcting them in
time.
K e y w o r d s : model integration, decision support system, communication.
REFERENCES
1. Jagers B. Linking Data, Models and Tools: an Overview//Intern. Congress on Environmen-
tal Modelling and Software. Fifth Biennial Meeting. — Intern. Environmental Modelling
and Software Society. Ottawa, Canada, July 2010. — P. 1150—1157.
2. Lavrischeva Ê. Assembly programming. Theory and practice // Cybernetics and Systems
Analysis. — 2009. — No 6. — P. 3—12 (in Russian).
3. Litvinov V., Kazimir V., Gavsievich I. Distributed simulation system based on the CORBA
architecture // Mathematical Machines and Systems. — 2000. — No 2, 3. — P. 76—87 (in
Russian).
4. Doroshenko A., Kotiuk M., Nikolaev S. Software platform for scientific research // Problems
in Programming. — No 4. — P. 49—59 (in Russian).
5. Knapen R. et al. Evaluating OpenMI as a model integration platform across disciplines // En-
vironmental Modelling & Software. — 2013. — Vol. 39. — P. 274—282 .
6. Rizzoli A. E. et al. Semantic links in integrated modelling frameworks // Mathematics and
Computers in Simulation. — 2008. — Vol. 78. — P. 412—423.
7. Hofman D. Application of the software system LIANA for integrating applications, GIS and
databases in a model based decision support system // Mathematical Machines and Systems. —
1998. –— No 1. — P. 75—88.
8. Hofman D., Krause P., Kralisch S., Fl��ugel W. LIANA Model Integration System — archi-
tecture, user interface design and application in MOIRA DSS // Advances in Geosciences. —
2005. — No 4. — P. 9—16.
Å.À. Åâäèí
40 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2014. V. 36. ¹ 6
9. Moore R.V., Tindall C.I. An overview of the open modelling interface and environment (the
OpenMI) // Environmental Science and Policy. — 2005. — Vol. 8, Issue 3. — P. 279—286.
10. Donchyts G., Hummel S., Vanecek S. et al. OpenMI 2.0 - What’s new? // Intern. Congress on
Environmental Modelling and Software. Fifth Biennial Meeting. — Intern. Environmental
Modelling and Software Society. Ottawa, Canada, July 2010. — P. 1177—1184.
11. Rahman J.M., Perraud S.P., Hotham H. et al. Evolution of TIME. Eds. A. Zerger and R. Ar-
gen. — Intern.Congress on Modelling and Simulation (MODSIM 2005). — Modelling and
Simulation Society of Australia and New Zealand, December, 2005. — P. 697—703.
12. Hillyer C. Bolte J., van Evert F., Lamaker A. et al. The ModCom modular simulation system //
European Journal of Agronomy. 2003. — Vol. 18, Issues 3—4. — p. 333—343.
13.
Moore A.D., Holzworth D.P., Herrmann N.I. et al. The common modelling protocol: a hier-
archical framework for simulation of agricultural and environmental systems // Agricultural
Systems. — 2007. — Vol. 95, Issues 1—3. — P. 37—48.
14.
Altintas I., Berkley C., Jaeger E. et al. Kepler: an Extensible System for Design and Execu-
tion of Scientific Workflows // Proc. of the 16 Intern. Conf. on Scientific and Statistical Da-
tabase Management (SSDBM 2004). — IEEE Computer Society Washington, DC, USA. —
2004. — P. 423—424.
15. Ievdin Ie. Development of architecture of the cross-platform distributed decision support
systems based on mathematical models // Mathematical Machines and Systems. — 2011. —
No 1. — P. 72—81 (in Russian).
16. Ievdin Ie., Zheleznyak M., Trybushnyi D. Development of the cross-platform version of the
decision support system for radiation accidents JRODOS // Ibid. — 2012. — No 1. — P. 45—
59 (in Russian).
17. Litvinov V. et al. Object-oriented modeling in the design of embedded and real-time systems //
System Analysis and Design of Computer Information Systems. — Cherkasy: Bohdan
Khmelnytsky National University at Cherkasy, 2011. — 376 p. (in Russian).
18.
Ievdin Ie., Trybushnyi D., Zheleznyak M., Raskob W. RODOS reengineering: aims and im-
plementation details // Radioprotection — 2010. — Vol. 45, No 5. — P. 181 — 189. (in Rus-
sian).
19.
Raskob W., Trybushnyi D., Ievdin Ie., Zheleznyak M. JRODOS: Platform for improved long
term countermeasures modeling and management // Radioprotection. — 2011. — Vol. 46,
No 6. — P. 731 — 736. (in Russian).
20. Kolomiets P. et al. Forecasting and mapping flooding floods areas system based on numeri-
cal solution of two-dimensional shallow water equations // Proc. of the Int. Conf. Model-
ling-2012— Kiev, Ukraine, 2012. — P. 224—227 (in Russian).
Ïîñòóïèëà 29.04.14;
ïîñëå äîðàáîòêè 15.09.14
ÅÂÄÈÍ Åâãåíèé Àëåêñàíäðîâè÷, íàó÷. ñîòð. îòäåëà ìîäåëèðîâàíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû Èí-òà
ïðîáëåì ìàòåìàòè÷åñêèõ ìàøèí è ñèñòåì ÍÀÍ Óêðàèíû.  2008 ã. îêîí÷èë Êèåâñêèé íàöèî-
íàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Òàðàñà Øåâ÷åíêî. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — ñèñòåìû
ïîääåðæêè ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé, ãåîèíôîðìàöèîíûå ñèñòåìû.
Òåõíîëîãèÿ èíòåãðàöèè ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé â ñèñòåìû ïîääåðæêè
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2014. Ò. 36. ¹ 6 41
|