МЕТОД ОПТИМІЗАЦІЇ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ МАСШТАБОВАНИХ У ПРОСТОРІ АНАЛІТИЧНИХ ВЕБ-СИСТЕМ ЗА КРИТЕРІЄМ ПОВНОТИ ЇХНЬОЇ ТОПОЛОГІЧНОЇ СПОСТЕРЕЖУВАНОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-159-6-131-141Ключові слова:
аналітична веб-система, топологічна спостережуваність, інформаційна модель, масштабованість просторових даних, проєктування веб-системАнотація
Розглянуто питання оптимізації інформаційних моделей масштабованих у просторі аналітичних веб-систем за критерієм повноти їхньої топологічної спостережуваності.
Охарактеризовано створену раніше, за участі частини співавторів, інформаційну технологію аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності багатозв'язних геоінформаційних систем, тобто — оптимізації моделі системи у вигляді біхроматичного графа, яка дозволяє за довільних вхідних змінних отримати значення змінних стану чи поточних параметрів режиму системи або забезпечує достатність інформації про поточний стан для синтезу закону керування ним. У такому біхроматичному графі одні вершини є змінними, а інші — залежностями між ними. У цій технології введено критерій спостережуваності, який може приймати значення від 0 до 1 і порівнювати різні моделі за рівнем їхньої спостережуваності та оптимізувати їх, вибираючи найспостережуваніший варіант. Запропоновано яким чином таку формалізацію моделі і цю технологію можна поширити на формалізацію масштабованих у просторі аналітичних веб-систем. А тоді запропоновано новий метод оптимізації інформаційних моделей таких систем за критерієм повноти їхньої топологічної спостережуваності, який дозволяє здійснити аналіз повноти цієї спостережуваності як на кожному рівні масштабування у просторі, на яких планується виконувати аналітичні операції у проєктованій веб-системі, так і для всієї системи загалом. Запропоновано оптимізовувати модель, за рахунок введення додаткових вершин-змінних і вершин-залежностей між різними рівнями. Тобто, за відсутності даних чи залежностей на певному рівні системи, іноді можна їх отримати з даних чи залежностей іншого рівня, і — навпаки, що підвищить спостережуваність системи в цілому. Метод дозволяє аналізувати рівень топологічної спостережуваності і аналізувати його вже після оптимізації. За результатами такого аналізу з’являється можливість введення програмних обмежень у функціональності веб-системи, щоб уникнути появи запитів чи залежностей, не забезпечених даними чи залежностями, з яких їх можна було б отримати, через неповну топологічну спостережуваність окремих (чи всіх) рівнів системи.
У роботі продемонстровано роботу методу на прикладі розроблення автоматизованої веб-системи розрахунку і прогнозування водогосподарського балансу басейну Дністра. Застосування розробленого підходу на етапі проектування цієї системи забезпечило уникнення появи запитів чи залежностей, не забезпечених даними. Систему розроблено та успішно впроваджено.
Розроблений метод оптимізації інформаційних моделей масштабованих у просторі аналітичних веб-систем за критерієм повноти їхньої топологічної спостережуваності може бути застосований для аналізу та проєктування систем, які відображають дані навколишнього середовища чи інфраструктури, розподілені у просторі та мають кілька рівнів деталізації. Це можуть бути кадастрові системи, системи моніторингу стану довкілля тощо.
Посилання
M. Bandara, A. Behnaz, F. A. Rabhi, and O. Demirors, “From Requirements to Data Analytics Process: An Ontology-Based Approach,” Business Process Management Workshops, vol. 342, pp. 543-552, 2019. https://doi.org/10.1007/978-3-030-11641-5_43 .
M. Shu, S. Tan, L. Fu, Y. Zeng, X. Cao, and Y. Zeng, “Application of Design Methodologies to Web System Design: A Case Study of JIDPS Editorial System,” Journal of Integrated Design and Process Science, vol. 21, no. 4, pp. 79-112, 2017. https://doi.org/10.3233/jid-2017-0020 .
H.-M. Chen, R. Kazman, and S. Haziyev, “Agile Big Data Analytics for Web-Based Systems: An Architecture-Centric Approach,” IEEE Transactions on Big Data, vol. 2, pp. 234-248, 2016. https://doi.org/10.1109/tbdata.2016.2564982 .
L. F. F. G. Assis, et al., “TerraBrasilis: A Spatial Data Analytics Infrastructure for Large-Scale Thematic Mapping,” ISPRS International Journal of Geo-Information, vol. 8, no. 11, рp. 513, 2019. https://doi.org/10.3390/ijgi8110513 .
K. S. Duisebekova, D. K. Kozhamzharova, S. B. Rakhmetulayeva, F. A. Umarov, and M. Zh. Aitimov, “Development of an information-analytical system for the analysis and monitoring of climatic and ecological changes in the environment,” Procedia Computer Science, vol. 170, pp. 578-583, 2020. https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.03.128 .
D. Y. Paramartha, A. L. Fitriyani, and S. Pramana, “Development of Automated Environmental Data Collection System and Environment Statistics Dashboard,” Indonesian Journal of Statistics and Its Applications, vol. 5, no. 2, pp. 314-325, 2021. https://doi.org/10.29244/ijsa.v5i2p314-325 .
A. Fruhling, M. Hall, S. Medcalf, and A. Yoder, “Designing a Real-Time Integrated First Responder Health and Environmental Monitoring Dashboard,” Designing for Digital Transformation. Co-Creating Services with Citizens and Industry, vol. 12388, pp. 28-34, 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64823-7_3 .
В. Б. Мокін, І. І. Овчаренко, А. М. Лучко, і О. М. Давидюк, «Побудова масштабованої інформаційно-пошукової системи для управління річковим басейном на основі реєстрів та онтологічних моделей,» Математичне моделювання в економіці, № 2 (15), с. 45-56, 2019.
В. Б. Мокін, І. В. Варчук, і Є. М. Крижановський, Інформаційна технологія аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності багатозв’язних геоінформаційних систем, моногр. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2019, 121 с.
А. З. Гамм, И. И. Голуб, и Г. Н. Ополева, «Некоторые задачи анализа режима электроэнергетических систем по данным измерений,» Электричество, № 6, с. 1-6, 1984.
A. N. Montanari, and L. A. Aguirre, “Observability of Network Systems: A Critical Review of Recent Results,” Journal of Control, Automation and Electrical Systems, № 31, pp. 1348-1374, 2020. [Online]. Available:
https://doi.org/10.1007/s40313-020-00633-5 .
Б. Либерт и др., Днестр без границ: результаты проекта «Трансграничное сотрудничество и устойчивое управление в бассейне реки Днестр: фаза III – реализация программы действий» ("Днестр-III"). Киев, Украина: Ваитэ, 2013, 172 с. ISBN 978-966-2310-13-9.
В. Б. Мокін, Є. М. Крижановський, Л. М. Скорина, і В. В. Гребінь, «Технологія оптимізації управління водними ресурсами басейну р. Дністер шляхом автоматизації складання його водогосподарського балансу,» на XIV Міжнародна науково-практична конференція: Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях: Київ, 2015, с. 131-134.
В. Б. Мокін та ін., «Розробка моделі водогосподарського балансу української частини районів басейнів річок Дунай, Західний Буг та суббасейну річки Десна. Верифікація та адаптація водогосподарських балансів української частини районів басейнів річок Дон, Дністер, району басейну річки Південний Буг та суббасейну річки Прип’ять до вимог нормативно-правових актів Мінприроди,» звіт про НДР: № 2853. Вінницький національний технічний університет; Київ, Україна, 2017, 108 с. № ДР 0117U005018. Інв. № 0217U002783.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 109
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
