2. Концептуальные положения создания САЗПР

· Концепция комплексности решения. Рассматривая проблему создания системы автоматизированного землеустроительного проектирования с системных позиций, мы исходим из того, что все задачи землеустройства взаимосвязаны, поэтому они должны быть объединены в технологический процесс с жестко формализованными связями и отношениями.

· Принцип системности заключается в комплексном анализе объектов проектирования, на основе которого должна быть проведена полная структуризация процесса проектирования с единых позиций, что позволяет организовать сквозной цикл проектирования, находить рациональное распределение функций между подразделениями, а также решать вопросы, регламентирующие режим подготовки, оформления, прохождения и выпуска технической документации в условиях землеустроительного производства. В основе данной концепции лежит исследование системы автоматизированного проектирования, направленное на поиск механизмов целостности всей системы, выделение составных элементов и выявление связей между ними.

· Принцип совершенствования и непрерывного развития предполагает модернизацию сложившихся методов и приемов землеустроительного проектирования в соответствии с новыми возможностями и подходами. При разработке САЗПР должна обеспечиваться совместимость ручного и автоматизированного режимов проектирования.

· Принцип единства информационной базы требует накопления информации, единообразно характеризующей объекты проектирования. Во всех САЗПР должны использовать термины, символы, условные обозначения и способы представления информации в соответствии с нормативными документами.

· Концепция инвариантности заключается в том, что каждый элемент системы должен иметь возможность функционировать как в рамках системы, так и вне ее, обеспечивая эффективные решения в различных условиях его использования. Такой подход позволяет существенно повысить гибкость системы и расширить сферу ее применения.

· Принцип согласованности пропускных способностей предполагает использование всех ресурсов системы с учетом объемно-временных характеристик программных и технических средств и производительности труда персонала, а также согласованность в работе технических средств САЗПР и других систем.

· Принцип оперативности взаимодействия требует учета человеко-машинного характера системы, возможности коллективного доступа к ней, создания контролируемой системы, ее защиты от несанкционированного доступа.

· Концепция разбиения и локальной оптимизации. Система автоматизированного проектирования структурно может быть представлена как совокупность подсистем, обеспечивающих автоматизацию процессов:

подготовки, ввода и хранения исходной информации;

обмена информацией между задачами;

моделирования;

решения проектной задачи и сопряженных с ней задач;

определения стоимостных и нормативных характеристик;

интерпретации полученных результатов;

графического отображения входных и выходных данных;

оценки полученного варианта проекта и др.

Каждая подсистема САЗПР предназначена для решения достаточно сложных задач. Применение концепции разбиения позволяет свести их к решению более простых задач с учетом взаимосвязей между ними. Принцип локальной оптимизации дает возможность улучшать параметры решения в рамках каждой простой задачи и в итоге всей задачи в целом.

· Концепция абстрагирования. При создании САЗПР большую роль играет диапазон конкретных требований и внешних условий, в пределах которого она может работать, то есть ее универсальность и независимость от особенностей и ограничений исходной информации, конфигурации технических средств, жестко определенных входных и выходных форм. Одно из средств достижения этой цели - применение принципа абстрагирования; суть его в том, что для каждой решаемой задачи разрабатываются формальные математические модели, отражающие все значимые связи, отношения и основные ограничения, и специальный математический аппарат, также основанный на фиксированной логике и позволяющий пользователю абстрагироваться от конкретных требований.

Одним из средств абстрагирования является генерализация исследуемых объектов и явлений - отбрасывание несущественных факторов, обобщение количественных и качественных характеристик объектов, их интеграция и получение значимых оценок по основным направлениям ведения сельскохозяйственного производства.

· Концепция модульности. Любой элемент САЗПР можно представить в виде совокупности блоков, имеющих законченный характер и обеспечивающих выполнение отдельно взятой функции системы. Все блоки являются независимыми с точки зрения их программной реализации, но объединенными между собой последовательностью функционирования и способами обмена информацией. Каждый из них может быть представлен совокупностью модулей, связанных управляющей программой и ориентированных на решение как часто встречающихся примитивов, так и логически законченных подзадач.

· Концепция повторяемости. Сущность ее заключается в возможности многократного использования одних и тех же данных при работе различных элементов системы в разное время и в использовании накопленного опыта проектирования, нормирования и оценки.

· Концепция развивающихся стандартов. При проектировании используют различные ограничения и допуски, регламентируемые многочисленными нормативными актами и документами; некоторые из них меняются в заданном диапазоне в зависимости от различных внешних условий. При создании системы автоматизированного проектирования нормативную базу следует рассматривать не как нечто постоянное и неизменное, а как динамически меняющуюся в зависимости от реальных условий.

· Концепция оценочности вариантов. Элемент Еn предназначен для управления, решения и анализа результатов решения задачи землеустройства. Каждый элемент системы является замкнутым и состоит из трех подсистем, обеспечивающих на уровне подзадач оптимизацию решаемой задачи в соответствии с концепцией разбиения и локальной оптимизации.

· Концепция интерактивности. Ее сущность заключается в рациональном распределении функций между персоналом и системой автоматизированного проектирования, в организации наиболее эффективного диалога между ними. Получение варранта проекта, соответствующего заданным условиям, является творческим процессом, эту задачу невозможно полностью переложить на ЭВМ. Поэтому возникает необходимость в организации оптимального взаимодействия человека и машины. Разрабатываемая автоматизированная система должна быть приспособлена к проектировщику, выполняющему функции ее пользователя, и обеспечивать ему гибкую и оперативную связь с ЭВМ, позволяя своевременно влиять на ход решения задачи.

· Концепция эвристичности. Любая интерактивная система тем лучше, чем проще в ней диалог между пользователем и ЭВМ. Концепция эвристичности реализуется при возникновении ситуации, когда необходимо принять решение, которое ранее не было формализовано и введено в программные блоки системы. Она сводится к тому, что программа расчетного элемента системы передает управление рассматриваемому элементу, который пытается смоделировать необходимое решение. За проектировщиком остается право согласиться на предложенное решение, откорректировать его, забраковать или изменить ход решения задачи, выбрав альтернативную цепочку управления. Использование так называемого искусственного интеллекта в автоматизированных системах, предназначенных для целей землеустройства, основывается на базе знаний и комплексах различных программ. База знаний создается с учетом опыта землеустроителя-проектировщика. В ней накапливаются информация, знания о предмете и деятельности проектировщика, формируются правила, выводы и знания об организации данных в системе и правила манипулирования ими.

Комплекс эвристических программ моделирует одну из творческих функций, основываясь на опыте землеустроителя-проектировщика эвристических приемах. Эвристический подход не требует точного, однозначного и полного математического описания. При разработке эвристических программ отпадает необходимость дифференциации процесса автоматизации на элементарные логические операции.

Комплекс программ экспертной системы позволяет выбирать из нескольких возможных эвристических решений одно.

Комплекс интерфейсных программ обеспечивает обработку информации из базы знаний, использование ее в эвристических и экспертных программах.

· Концепция психофизиологических особенностей пользователя. Работа землеустроителя-проектировщика с автоматизированной системой землеустроительного проектирования заключается в ряде приближений, при которых непрерывно проверяется соответствие полученных результатов поставленным требованиям. Процесс проектирования при этом представляет собой структуру с обратной связью.

Цель концепции - описание деятельности пользователя в системе человек-машина, выявление ограничений, накладываемых комплектом электронно-вычислительных средств и системным программным обеспечением на деятельность человека, а также установление требований к выбору параметров аппаратуры.

При проектировании САЗПР необходимо учитывать антропометрические характеристики пользователя, определяющие рабочее пространство зоны досягаемости, показатели восприятия обработки информации человеком, показатели моторных действий, уровень обученности, физиологические и психологические потребности, индивидуальные качества.

· Концепция открытости заключается в том, что любой элемент в процессе функционирования системы можно добавлять, изменять или снимать, и эти операции не должны отражаться на состоянии системы в целом или требовать ее перепроектирования.

· Концепция надежности. Одним из основных показателей работы автоматизированной системы является надежность; ее параметры закладываются в процессе концептуальной обработки и физической реализации системы. Для этого необходимо решить вопросы, связанные с нормированием надежности каждого элемента; обеспечением требуемого уровня надежности, контрольной апробацией (тестированием) системы в различных режимах ее функционирования.

Определить действительные возможности и надежность разрабатываемой автоматизированной системы можно только в ходе экспериментальной апробации и опытно-производственной эксплуатации, после чего необходимо устранить все выявленные недостатки.

· Концепция клиент-сервер. Архитектура клиент-сервер позволяет оптимально распределять вычислительные ресурсы сети, чтобы все группы пользователей могли использовать их совместно.

Предложенная общая концепция создания САЗПР, включающая различные частные концепции, позволяет рассматривать ее как единую кибернетическую систему, состоящую из организованного множества взаимодействующих и взаимосвязанных элементов, объединенных в единую логико-математическую систему, предназначенную для решения землеустроительных задач.