Что такое варианты
Понятие "вариант" относится либо к самой выборке, либо к способу ее обсчета. Пакет вариантов формируется пользователем на этапе задания входной и выходной информации. Это дерево, в которое варианты входят как ветви. У каждого блока свой независимый пакет вариантов.
Пакет вариантов выборки - это набор ветвей координатного дерева, имеющих одинаковую структуру, но состоящих из разных координатных интервалов (рис. 1) либо из одинаковых интервалов, но с разной "начинкой" данными (рис. 2).
Пакет вариантов критерия - это дерево, каждая ветвь которого содержит полный набор параметров, задающих один из критериев. Блок, использующий этот пакет, ссылается на него, а не на какой-либо конкретный критерий.
Пакет вариантов модели - это дерево, каждая ветвь которого содержит полный набор параметров, определяющих ту или иную модель (исключая параметры, задаваемые по умолчанию). См. рис. 3. Поскольку модели-варианты могут быть разнотипными, ветви не обязаны быть изоморфными.
Независимо от типа пакета, система обрабатывает варианты по одному и тому же алгоритму:
- производит для каждого варианта обсчет выборки;
- применяет к результату критерий;
- в зависимости от полученного пакета значений критерия, переформирует пакет вариантов;
- передает новый пакет дальше по конвейеру обработки либо возвращается с ним к началу цикла.
Для чего применяются варианты
Система воспринимает пакет вариантов как характеристику неопределенности информации и одновременно как допустимый диапазон поиска при оптимизации критериев. В процессе обсчета выборки происходит взаимодействие разброса вариантов внутри пакета с разбросом данных внутри каждого варианта. В результате пакет переформируется так, чтобы минимизировать отношение второго (внутригруппового) разброса к первому (межгрупповому). Это означает, что варианты, различие между которыми в пределах "шума", объединяются, и наоборот, горячие точки некоторого варианта могут превращаться в самостоятельный вариант. Кроме того, возможно порождение новых вариантов путем "скрещивания" координатных интервалов от нескольких базовых вариантов. Т.о., число вариантов в пакете может меняться по мере прохода расчета от одного блока к другому.
Обсчет пакета вариантов дает следующие результаты:
- определение устойчивости результатов к вариациям исходных данных и способа расчета;
- меру неопределенности результатов, порожденной статистическим разбросом данных;
- выявление экстремальных ситуаций, с точки зрения пользовательских критериев, в заданном диапазоне вариантов.
Целесообразно создавать пакет вариантов выборки в следующих случаях:
- когда нет уверенности в достоверности исходных данных (напр., могут быть занижены отчетные данные о выбросах предприятий);
- когда измерения не улавливают какие-либо вариации данных, которые могут существенно сказаться на результатах расчета (напр., в 6-часовом интервале между метеоизмерениями направление ветра проскакивает "опасный" угол);
- когда решается задача модельного прогноза в режиме "что будет, если..." (следует задать несколько вариантов "вводных").
Целесообразно создавать пакет вариантов модели в следующих случаях:
- когда имеется несколько принципиально различных моделей, решающих одну и ту же задачу (напр., модели распространения выброса ISC3 и ОНД-86);
- когда в модели есть параметры, задаваемые экспертом, и они установлены разными экспертами по-разному (напр., разные подходы к заданию сценария экспозиции при оценке риска);
- когда в режиме отладки модели решается, необходимо ли, и как именно, детализировать некоторую общую модель (напр., уточнить параметры потребления воздуха, воды и пр. в задаче оценки риска, конкретизировав их для рассматриваемой территории);
- когда статистическая ошибка коэффициентов обученной эмпирической модели такова, что вносит существенный вклад в неопределенность модельного прогноза.
Целесообразно создавать пакет вариантов критерия в следующих случаях:
- в задачах поиска связей и горячих точек, а также в обратных задачах, чтобы выделить из набора результатов те, что нечувствительны к разумным вариациям критериев оптимальности (напр., к замене среднеквадратичного отклонения на средний модуль разности);
- при решении задач в многокритериальном режиме, где разные критерии оптимальности задаются разными экспертами или разными, возможно конкурирующими ЛПР (в этом случае ищутся "скрещенные" варианты, способные сбалансировать противоречивые критерии).
Техника работы с вариантами
При работе с вариантами необходимо учитывать следующее.
- Система воспринимает как варианты любые ветви одного уровня иерархии, объединенные в группу с ключевым словом "Вариант".
- Система создает и уничтожает варианты только как целые ветви, входящие в группу вариантов (не спускаясь ниже по уровням иерархии). Исключение - процесс скрещивания, при котором ветви обмениваются своими частями. Кроме того, внутри отдельной ветви (т.е. ниже по иерархии) могут быть свои группы вариантов. Система работает с ними независимо от объемлющей группы вариантов.
- В отличие от "одномерных" вариантных пакетов моделей и критериев, пакет вариантов выборки может содержать варианты по нескольким координатам. Система производит обсчет выборки для всех возникающих здесь комбинаций. При расчете же разброса результатов внутри некоторой вариантной группы, изменчивость, связанная с вариантами по другим координатам, включается во внутригрупповой разброс, а изменчивость по "своей" координате - в межгрупповой разброс. На основе этих показателей создаются и уничтожаются варианты по каждой координате раздельно.
