Введение к работе
Актуальность работы.
Автоматизация проектирования - неотъемлемая составляющая современного научно-технического прогресса. Она значительно сни- / жает длительность, трудоемкость и стоимость создания математического обеспечения систем сбора и обработки информации при одновременном повышении его качественного уровня. Учитывая то, что на создание программно-алгоритмического обеспечения уходит больше средств, чем на создание всей системы, снижение трудоемкости разработки и, следовательно, ее стоимости является очень важным аргументом на пути применения систем автоматизированного проектирования (САПР) при разработке математического обеспечения.
Работы В.М. Курейчика, И.П. Норенкова, Л.С. Понтрягина оказали существенное влияние на развитие САПР и послужили базой для создания новых подходов в совершенствовании систем автоматизированного проектирования (АП).
Одной из областей применения САПР является сбор и обработка данных, связанных с ультранизкочастотными (УНЧ, F=0.001 - 1Гц) возмущениями, разработка математических моделей (ММ) и автоматизированных проектных решений с целью создания систем прогнозирования сильных землетрясений.
Анализ особенностей поведения градиентов и фазовых скоростей УНЧ вариаций в сейсмоактивных зонах показали, что задолго до первого форшока на большом расстоянии от магнитных градиентометров (три трехкомпонентные магнитовариационные станции, установленные треугольником на небольшом расстоянии друг от друга) можно определять локальные области аномальной проводимости в
земной коре, которые приурочены к очагу предстоящего сильного землетрясения. Поэтому проектирование методов для фазово-гради-ентных исследований УНЧ электромагнитных предвестников имеют большое значение для прогноза сильных землетрясений.
Построение и исследование ММ генерации УНЧ литосферньгх геомагнитных вариаций позволяет подтвердить возможность генерации этих электромагнитных излучений, связанных с гипоцентром будущего сильного землетрясения.
САПР автоматизированных методов расчета коэффициентов корреляции УНЧ электромагнитных сигналов позволяют задолго до землетрясения оптимизировать и принимать проектные решения относительно необходимости подключения более высокочастотных датчиков, а также определять при необходимости удаленные датчики, вышедшие из строя.
Анализ показал, что создание САПР комплекса прогноза землетрясений позволяет автоматизировать процесс прогноза сильных землетрясений даже в отсутствии форшоковой активности.
Таким образом, исходя из вышесказанного, тема диссертационной работы является актуальной.
Цель диссертационной работы.
Целью работы является разработка алгоритмов автоматизированного выбора проектных решений для САПР прогноза землетрясений.
Задачи диссертационной работы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Разработать систему автоматизированного проектирования комплекса прогноза сильных землетрясений.
Разработать САПР автоматизированных методов расчета коэффициентов корреляции. УВД сигналов на разнесенных магнитных датчиках перед сильным землетрясением.
Разработать автоматизированные методы анализа аномального поведения градиентов и фазовых скоростей УНЧ геомагнитных возмущений перед, во время и после сейсмоактивного периода.
Разработать ММ генерации литосферных УНЧ геомагнитных вариаций и разработать алгоритм реализации этой модели. Методы исследования.
Для решения поставленных задач использованы: теория САПР, методы обработки сигналов, фазово-градиентный метод, методы математического моделирования, методы теории вероятности. Программное обеспечение (ПО) разработано с применением методов объектно-ориентированного программирования.
Научные положения, выносимые на защиту:
Автоматизированный метод выбора проектного решения построения САПР прогноза сильных землетрясений.
ММ генерации литосферных УНЧ геомагнитных вариаций
Методы анализа корреляции УНЧ сигналов на разнесенных магнитных датчиках перед сильным землетрясением Научная новизна работы.
Разработана САПР прогноза сильных землетрясений.
Разработаны автоматизированные методы анализа аномального
поведения градиентов и фазовых скоростей УНЧ геомагнитных возмущений перед, во время и после сейсмоактивного периода.
Разработана ММ генерации литосферных УНЧ геомагнитных вариаций, разработан алгоритм реализации этой модели.
Разработаны автоматизированные методы расчета коэффициентов корреляции УНЧ сигналов на разнесенных магнитных датчиках перед сильным землетрясением.
Исследовано аномальное поведение коэффициентов корреляции УНЧ сигналов на разнесенных магнитных датчиках перед сильным землетрясением.
Практическая ценность работы.
Разработана автоматизированная процедура выбора проектного решения построения САПР прогноза землетрясений.
Создана САПР комплекса прогноза землетрясений, разработаны соответствующие алгоритмы и ПО.
Внедрение результатов работы. Результаты работы были внедрены в Санкт-Петербургском филиале Институте Земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Российской академии наук, а также в учебный процесс Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, что подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в период 2002-2007 г.г. на международных, всероссийских конференциях и семинарах. Среди них: XXVII European Geophysical Society General
Assembly Nice, France, 21-26 April 2002, European Geosciences Union ; General Assembly 2005, Vienna, Austria, 24 - 29 April 2005, Ш-я межвузовская конференция молодых ученых, Санкт-Петербург, 10-13 апреля 2006 года, семинарах кафедры ПКС СПб ГУ ИТМО, конференции ППС 2007 СПб ГУ ИТМО.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе входящие в список рекомендованных ВАК для защиты кандидатских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 67 наименований. Основная часть работы изложена на 136 стр. машинописного текста. Работа содержит 40 рисунков и 1 таблицу. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
