Технические аспекты поливариантного расчёта динамических моделей продукционного процесса сельскохозяйственных культур - Статья

Прикладное использование динамических моделей продукционного процесса требует их выполнения в среде поливариантного расчета и анализа. Описан ряд технических решений, использованных при разработке подобной среды - системы APEX: основные алгоритмы работы с базой данных, способы хранения данных, используемых конкретными моделями, особенности реализации пользовательского интерфейса, необходимые для достижения необходимой универсальности.Пользователь должен каким-то образом описать структуру данных для модели продукционного процесса, после чего в системе физически создается соответствующая структура, а также описать адаптер для модели продукционного процесса, чтобы модель можно было запустить на выполнение. Функционал среды поливариантного расчета и анализа предназначен собственно для проведения вычислительных компьютерных экспериментов с теми моделями, которые были зарегистрированы в базе данных: создание сценариев и проектов, связывание сценариев с результатами модельных расчетов и анализ результатов в разрезе проварьированных данных. Оно состоит в том, что как таблицы, структура которых известна на этапе разработки системы поливариантного анализа, так и таблицы, структура которых зависит от конкретной модели и задается пользователем при настройке системы под конкретную модель, являются физическими таблицами базы данных, а связь между ними осуществляется посредством специальных представлений и функций, берущих одну часть данных из системных представлений INFORMATION_SCHEMA, а другую - из физических таблиц. Кроме того, этот подход позволяет оптимизировать сам процесс разработки, используя ORM (Object-Relation Mapper) для доступа не только к постоянным таблицам системы (проект, модель, сценарий), но и к представлениям, отображающим метаданные системы (корневые и дочерние таблицы модели, структура таблиц результатов моделей и пр.). Такие же префиксы используются для предотвращения конфликтов имен таблиц, относящихся к разным предопределенным факторам внутри одной модели, а также конфликтов имен колонок, явно создаваемых пользователем, и колонок, автоматически добавляемых системой (например, внешнего ключа на корневую таблицу во всех дочерних или ссылки на сценарий в таблице результатов).Система поливариантного расчета APEX с подключенной к ней моделью продукционного процесса третьего уровня продуктивности AGROTOOL с успехом была применена в ряде исследований как фундаментально-теоретического, так и прикладного характера. Идентификация параметров - это процедура настройки модели продукционного процесса, нацеленная на повышение достоверности получаемых результатов модельных расчетов. В частности, с использованием системы поливариантного расчета APEX были идентифицированы блоки азотного питания и развития. Блок развития в модели AGROTOOL основан на понятии фазы развития. В модели AGROTOOL значение 0 соответствует началу вегетации, значение 1 - цветению, значение 2 - полной спелости.Проведенные исследования наглядно демонстрируют работоспособность технологических решений, использованных при разработке системы поливариантного расчета APEX. Именно в рамках универсальной среды поливариантного расчета модель может быть эффективно использована в практических целях. В настоящий момент система APEX не поддерживает распараллеливание, кроме того, сама модель AGROTOOL, которая использовалась при проведении описанных исследований, разработана без учета возможности распараллеливания, так что запуск нескольких ее экземпляров одновременно приводит к сбоям и ошибкам.