Control of Mathematical Modeling Process of Dynamics of Harmful Substances Concentrations on the Basis of Ontological Approach

Abstract

Розглянуто проблему побудови математичної моделі динаміки концентрацій діоксиду азоту на різних ділянках міста, особливості побудови таких моделей на основі періодичного вимірювання концентрацій шкідливих речовин та ідентифікації на підставі отриманих вимірювань. У статті також запропоновано онтологічний підхід як інструмент управління, що дає змогу значно спростити систематичні стандартизовані методи зберігання моделей, процес їх побудови та відповідного використання у практичних ситуаціях. Використання онтологічної моделі дає змогу формалізувати процес отримання, зберігання та використання відповідних знань та підходить для інтелектуалізованіших систем, забезпечує визначення завідомо хибних розв’язків на основі моделі, прогнозного контролю моделі, оптимізації процесу прийняття рішень на основі знань та моделювання відповідної технологічної схеми. Описано також особливості побудови відповідної онтологічної моделі, схему вибору нелінійної моделі з “перемиканнями” на різні умови. В роботі висвітлено також відповідні експериментальні дослідження, які дають змогу підтвердити ефективність запропонованого підходу.

The problem of building a mathematical model of the dynamics of nitrogen dioxide concentrations at different parts of the city is considered in the paper. The peculiarities of the construction of such models on the basis of periodic measurement of concentrations of harmful substances and identification on the basis of the measurements obtained are considered. This paper also proposes an ontological approach as a control tool that greatly simplifies the systematic standardized methods of the models storage, the process of their construction and appropriate usage in practice. The use of the ontological model allows formalizing the process of obtaining, storing and using relevant knowledge and is suitable for more intelligent systems, such as identification of obviously erroneous solutions based on the model, predictive control of the model, optimization of the decision-making process based on knowledge and modeling of an appropriate technological flow chart. This paper also describes the features of the construction of the corresponding ontological model, the pattern of choice of a nonlinear model with “switching” to different conditions. Relevant experimental studies have also been conducted to confirm the effectiveness of the proposed approach.