پروفایل من
تماس با من
نویسنده (های) وبلاگ

آرشیو وبلاگ
کاربرد شبیه سازی رایانه ای در ژئومورفولوژی نویسنده: حمید عمونیا سماکوش - ۱۳٩۳/٥/۱۸

امروزه رایانه ها جزئ لاینفک برای علوم مختلف می باشند چرا که هم طبقه بندی اطلاعات در انها به آسانی صورت می پذیرد و هم نرم افزارهایی وجود دارد که می توان از انها به قولی ره صد سال را یک شبه رفت . ارتباط بین جغرافیا  و رایانه و نرم افزارهای تخصصی ان به گونه ای شده که می توان گفت اگر این نرم افزار ها نباشد کار تحقیق و پژوهش در این رشته بسیار دشوار می گردد.

شبیه سازی علم و هنر ساختن نمایشی (مدلی) از یک پروسه یا سیستم  ، به منظور ارزیابی و آزمایش راهبردها می باشد، ویا

شبیه سازی روشی برای آگاهی از نتایج ایده های پیشنهادی قبل از اجرای آنها ویا

!Simulation is seeing before being

 چه زمان باید از شبیه سازی استفاده کرد :

o       شرایطی که تجزیه تحلیل جبری میسر نمی باشد :

  • سیستم های  غیر قطعی

  • سیستم های  پویا

  • سیستم های  پیچیده

o       شرایطی که امکان آزمایش در دنیای واقعی وجود ندارد :

  • سیستم هنوز ایجاد نشده است.

  • ریسک های زیاد و خطرناکی وجود دارد.

  • هزینه آزمایش بالاست.

 

چه زمان نباید از شبیه سازی استفاده کرد :

  • مسئله به طور کامل بررسی ومطالعه نشده است.

  • هدف فرموله شده ای وجود ندارد.

  • مسئله را می توان از طریق محاسبات جبری حل کرد.

  • هیچ دیدی نسبت به جواب های مسئله وجود ندارد.

  • بهره وری سیستم بسیار بالاست و الگوی ورود نیز بی نظم می باشد.

شبیه سازی شامل چه مراحلی می باشد :

          1)    تعریف مسئله :

  • آیا اصلا مسئله ای وجود دارد ؟ اگر جواب مثبت است ؛مسئله مورد نظر چیست؟

  • رویکرد کل به جز داشته باشید : ابتدا مسئله را به طور کلی تعریف کرده و سپس هر جا لازم است تعاریف دقیق‌تری ارائه نمایید.

  • رویکردتان به مسئله اولویت در انتخاب بدترین حالت(آلترناتیو) موجود باشد

  • ابتدا مدل را نسازید و سپس به فکر حل مسئله ای بوسیله آن باشید !

  • دستیابی به مدلی که همه جهات یک سیستم را بیان کند تقریبا غیر ممکن و بسیار پرهزینه خواهد بود.

  • مدل و مسئله را طوری طراحی نمایید که 100 درصد  به منظور حل مشکل مورد نظر باشد (از زواید بکاهید).

     2)     مشخص کردن اهداف :

  • اهداف باید کاملا روشن و واضح بیان شوند و در ضمن عملی و امکان پذیر باشد.

  • اهداف، خطوط راهنمای شما در کل پروژه محسوب می شوند.

  • بهتر است لیست معیارهای عملکرد مورد نظر خود را لیست شده داشته باشید:

  • میزان توان عملیاتی

  • بهره وری

  • زمان لازم برای تکمیل محصول

  • ....

  • آلترناتیو های مورد نظر خود را مشخص نمایید :

  • به عنوان یکی از کارهای اولیه , به تعریف آلترناتیوها بپردازید.

  • مشخص بودن آلترناتیوها طراحی مدل را تحت شعاع قرار می دهد.

  • تمام فرض ها و شروط حاکم در مسئله را مشخص کنید :

  • کل حجم سرمایه گذاری مشخص می باشد.

  • مدت زمان کاری سازمان غیر قابل تغییر است

  • ...

     3)     بیان شرح کلی از سیستم :

  • منابع

  • پروسه ها

  • صف ها

  • جابه جا کننده ها

  • منابع مشترک (اپراتورها)

  • محصولات

  • ورودی ها

  • موجودی های اولیه

  • الگوی جریان مواد

  • ترکیب ها

  • تغییر مسیرها

  • تغییر حالت محصولات

  • تغییر خصوصیات

  • مونتاژها

  • دمونتاژها

  • محدودیت ها و کنترل ها در حرکت محصولات

  • تاخیرهای اجباری

  • جابه جایی های دسته ای

  • کنترل در ارسال کالاها و مواد

  • زمان از کارافتادگی منابع

  • قابل پیش بینی

  • غیرقابل پیش بینی

            4)     جمع آوری داده ها :

پارامترهای ورودی و نتایج خروجی در واقعیت (به منظور مقایسه نتایج مدل)

  • سنجش ها:

  • زمان سنجی

  • نمونه برداری از کار

  • تخمین ها :

  • بر مبنای تجارب

  • سعی و خطا

  • فرض ها :

  • آیا داده از هم مستقل هستند؟

  • آیا تنها به دنبال جواب‌های نسبی هستید؟ (مثلا اگر A افزایش می‌یابد،‌B و C کاهش می‌یابند یا خیر)

  • و ...

            5)     ساخت مدل :

  • اهداف مسئله را در ذهن داشته باشید.

  • بخش‌های سخت مدل سازی را ابتدا به صورت مدل‌های ساده و آزمایشی بسازید.

  • مدل ها را به فازهای مختلف تقسیم کرده و مدل سازی را فاز به فاز انجام دهید.

  • اگر مدل موردنظر بزرگ می باشد ؛ آن را به مدل های کوچک تری با درجه انتزاع مختلف از واقعیت تبدیل نمایید که هریک توانایی پاسخ گویی به بخشی از سوالات را داشته باشد.

  • اینشتین می گوید : "در ساده ترین حالت ممکن عمل کنید اما نه به صورت ساده لوحانه ! "

  • از افزودن جزئیات زیاد به مدل پرهیز کنید زیرا جزئیات زیاد ,مدل را شلوغ کرده و تشخیص روابط بین المان‌های مدل را سخت می کند.

 6)     اعتبارسنجی و اعتبار بخشی Validation & Verification

  • اعتبارسنجی : تعیین میزان تطابق مدل با واقعیت

  • راه های تشخیص میزان اعتبار:

  • هم خوانی نتایج گرفته شده از مدل با واقعیت

  • هم خوانی رفتار مدل با تئوری

  • آیا مدل می‌تواند پیش بینی نماید.

  • آیا مدل مورد تأیید سایر افراد شبیه‌ساز می‌باشد؟

  • اعتباربخشی : افزایش تطابق مدل با واقعیت

  • تطابق صد در صد مدل با واقعیت غیر ممکن است .در ایده آل ترین شرایط تنها می توان ادعا کرد مدل با واقعیت در تقابل نیست!

  7)     اجرای مدل :

  • مدل را به دفعات زیاد اجرا کرده و برای هر یک از معیارهای عملکرد خود یک فاصله اطمینان تعیین کنید.

  • در هر آزمایش تنها یک پارامتر را تغییر دهید .در غیر این صورت تشخیص  وآنالیز تغییرات مشکل خواهد بود.

  • سعی نمایید به یک مقدار بهینه برای تعداد تکرار آزمایش ها یا استفاده از روش‌های متاهیورستیک برسید.

 

       8)     تجزیه و تحلیل نتایج :

  • تمرکز خود را روی معیارهای عملکرد معطوف نمایید.

  • اهداف خود را به یاد داشته باشید.

  • از گراف ها و جداول و ... استفاده نمایید.

  • در نتایج به دنبال یک روند قابل اعتماد باشید

  • نتایج را با مقیاس های مالی مقایسه نمایید.

        9)     جمع بندی و ارائه گزارش

  • یک شبیه سازی مناسب به خاطر عدم ارائه مناسب می تواند اثربخش واقع نشود.

  • با توجه به میزان کاربرد مدل‌تان (یک بار مصرف یا چندبار مصرف) از رابط‌های کاربر و یا Interface ها استفاده کنید.

ضمیمه 1: رفع اشکال از مدل‌ها:

1.     انواع ایرادات :

  • شناسایی: شناخت اشتباه از سیستم منجر به ساخت مدل اشتباه می شود.

  • جا افتادن: فراموش کردن و یا اعمال نکردن جزئیات به مدل در شرایطی موجب صدمه به مدل می شود.

  • داده: فرض کنید (مدل) آسانسوری ساخته اید . هرگز نباید انتظار داشته باشید با زدن دکمه طبقه دو به طبقه سه برسید .

  • ساختاری: آسانترین ایراد ممکن در مدل است که توسط نرم افزار تذکر داده می شود.

  • منطقی: ایراداتی که توسط نرم افزار اشتباه شمرده نمی شوند ولی شما را به‍ مقصودتان نمی رساند.

  • زمانی: درخواست عملیاتی بدون در نظر گرفتن زمان شبیه سازی

  •  آنالیزی:عدم دقت در محاسبات مربوط به تعداد اجرا ،زمان اجرا ، ..

  • فروشنده: ایرادات موجود در نرم افزار

2.     پروسه رفع اشکال

  • آیا ایراد تکرار می شود؟

  • با ابزار مختلف تحقیق کنید که آیا ایراد در اجراهای مختلف تکرار می شود.این مورد کلید خوبی برای حل ایراد می باشد.

  • اشکال را کامل توضیح دهید

  • تعریف دقیق ایراد در بسیاری موارد راه حل آن را نشان می دهد.

  • بوسیله قلم و کاغذ ایراد را مکتوب کنید.

  • نقطه نظرات یک فرد ناآگاه به شبیه سازی نیز می تواند موثر باشد.

  • همیشه فرض کنید ایراد از شماست

  • با این فرض می توانید تمرکز بیشتری برای حل ایراد داشته باشید.

  • با تقسیم بندی محدوده ایراد را پیدا کنید

  • با حذف زواید مدل به محل اشکال نزدیک شوید.

  • خلاقانه و از بالا به مدل نگاه کنید

  • ایرادات الزاما از جاییکه انتظار داریم منشا نمی شوند.

  • از ابزار موجب در نرم افزار (که برای پیدا کردن ایراد است ) استفاده کنید

  • مطمئن باشید این برنامه ها می توانند کمک زیادی به شما کنند.

  • با یک برنامه دقیق تمام فاکتور ها را بررسی کنید

  • سعی کنید در مسئله حل شوید و تمام فاکتورهای موجود را بررسی نمایید.

  • پس از رفع عیب ؛ بررسی کنید که آیا عیب کاملا  از بین رفته است

  • فراموش نکنید که رفع یک ایراد می تواند موجب بوجودآمدن ایراد دیگری شود.

  • تجارب خود را با دیگران در میان بگذارید

  • این کار به شما کمک می کند تا از تجربه دیگران استفاده کنید و بالعکس.

 

3.     ابزار رفع اشکال

  • خودآموز نرم افزار و فایل‌های کمکی

  • مطالعه خودآموز کمک زیادی به آشنایی با مدل و رفع ایرادات احتمالی می پردازد.

  • انیمیشن

  • بررسی انیمیشن بزرگترین ابزار شناخت و حل ایرادات می باشد.

  • ردیابی کردن مدل

  • پیش گیری از بوجود آمدن ایراد

  • در مواردی که احساس می کنید امکان بوجود آمدن ایراد وجود دارد با ایجاد ابزار اخطار دهنده از بروز اشکال با خبر شوید.

  • درک عمومی (Common Sense)

  • مواردی که با ذهنتان مطابقت ندارد را به طور جداگانه بررسی کنید

  • کمک از بخش پشتیبانی نرم افزار

  • با توجه به تجارب این واحد، می توان انتظار راه حل های خوبی را داشت.

 

4.     راه های توانمند شدن در رفع ایراد

  • شبیه ساز ی نیاز به سه فاکتور : آشنایی با علم آمار، آشنایی با حداقل یک نرم‌افزار شبیه‌سازی و زبان برنامه نویسی آن و درک عمومی دارد.

  • ایجاد یک سیستم منطقی برای رفع اشکال

  • همانطور که یک پروژه شبیه سازی را بر اساس ترتیب تعریف شده انجام می دهید ؛الگوریتمی نیز برای رفع اشکال ترتیب دهید.

  • کسب دانش در زمینه کامپیوتر

  • داشتن اطلاعاتی در مورد کامپیوتر و نحوه عملکرد آن کمک زیادی در شناسایی ایراد دارد.

  • اطلاع بیشتر از شبیه سازی سیستم های وقایع گسسته

  • اطلاع از سیستم های وقایع گسسته در راه رفع عیب آن ها مفید می باشد.

  • شناخت دقیق تر نحوه عمل یک مدل

  • آشنایی بیشتر با مدل تحت بررسی کمک زیادی به رفع ایراد آن می کند

  • ساخت مدل های ساده تر

  • ساخت مدل ساده فواید زیادی از جمله در پیدا کردن ایراد دارد.

  • تست مجزای هر بخش مدل

  • مدل را طوری بساز که گویی کاربر نهایی  امکان اشتباه در ساده ترین بخش ها را هم دارد ( تعیین دامنه برای  داده های ورودی - ...)

  • مدل را در کامپیوتر های مختلفی اجرا کنید.

  • در صورت امکان  از یک فرد خارجی برای بررسی نهایی مدل استفاده کنید.

 

5.     "نباید ها" در رفع ایراد

  • شخص دیگری را محکوم نکنید. این کار حرکتی در راه حل مسئله نیست.

  • کل مدل را در یک مرحله نسازید

  • چند فاکتور را با هم تغییر ندهید.

  • هر تغییر می تواند موجبات ایرادی باشد که با این کار نمی توانید آن را شناسایی کنید.

  • مدل های "ماکارونی شکل" نسازید.

  • نه تنها نتیجه گرفتن از مدل را سخت می کند بلکه رفع اشکال آن را نیز مشکل می کند

(منبع :آقاجانی)

حال با شناخت اینکه شبیه سازی چیست و شناختی که از ژئومورفولوژی داریم می توان گفت بسیار از فرایند ها و حتی تغییرات شکل هایی که قرار است در آینده نمایان شود را با استفاده از این شبیه سازی ها نمایان کنیم.

هرچقدر بتوانیم مخاطرات و مسائل مربوط به پدیده های ژئومورفولوژیکی را شبیه سازی نماییم یقینا می توانیم مدیران را در استفاده از این علم برای مدیرتشان راحتر و علمی تر مجاب نماییم.

لینک      نظرات ()      

مطالب اخیر
کلمات کلیدی وبلاگ
دوستان من
جامعه جغرافیا و برنامه ریزی شهری و روستایی و توریسم دانشجویان کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی آزاد نور مرکز اطلاعات علمی تخصصی مدیریت شهری مرکز ملی مطالعات و تحقیقات دریای خزر کتابناک سایتی برای دانلود رایگان کتاب زمین شناسان دانشگاه آزاد اسلامی ژئومورفولوژی و برنامه ریزی محیطی انجمن جغرافیایی دانشگاه گلستان ژئومورفولوژی- جغرافیای طبیعی وبلاگ تخصصی رشته جغرافیا سازمان زمین شناسی ایران سایت تخصصی جی ای اس رستنگاه- جغرافیای انسانی کویر ها و بیابان های ایران کتاب خانه ملی ایران سایت بقا در طبیعت ایران هیدرولوژی جغرافیای نوین علوم جغرافیا کو ه گشت زاگرس بینش ژئوتوریسم علوم زمین دانشنامه رشد نشنال جئوگرافی سفر در طبیعت ایران انجمن ژئومورفولوژی وبلاگ نقشه بردار نودال سیستم های ژئومورفولوژی راهنمای سفر های خارجی انجمن مخاطره شناسی ایران سایت جامع گردشگری ایران موسسه ملی اقیانوس شناسی پایگاه ملی داده های علوم زمین دانشجویان جغرافیای طبیعی رشت مجله پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی موسسه علمی تحقیقاتی چشم انداز انجمن تخصصی پژوهشگران علوم جغرافیا انجمن علمی زمین شناسی دانشگاه تهران دانشجویان ژئومورفولوژی دانشگاه محقق اردبیلی انجمن علمی مهندسی نقشه برداری و ژئوماتیک ایران اخبار فناوری اطلاعات شبکه دوستان بهشت من شبکه اجتماعی ادبیات جهان