On the possibility of minimizing the number of hydrometeorological stations
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2019-3-75-85Keywords:
weather forecast, hydrometeorological indicators, identification method, adaptive filter, прогноз погоди, гідрометеорологічні показники, метод ідентифікації, ноніусний адаптивний прогнозуючій фільтрAbstract
Abstract. The task of minimizing the number of stationary hydrometeorological stations (HMS) without significant loss of weather forecast quality may be relevant both from the standpoint of cost indicators and for solving a special forecast task in an area where it is not desirable or impossible to install a stationary HMS, for example, on the airport runway. The article proposes a solution to this problem by temporarily installing a mobile HMS at a given point, impossible for installing a stationary HMS, point of the territory and determining (based on statistical analysis) a more or less reliable relationship between the indicators of hydrometeorological temporal HMS and stationary HMS located nearby. For successful solving of this complex problem, it is necessary to reconcile two contradictory criteria: the indicator of the weather forecast accuracy at a given point and the minimum complexity indicator and, as a result, the correct identification of the structure and parameters of the forecast model. The article discusses the top three tasks: the first is the construction of a simple and adequate structure of the model structure; the second is an adequate evaluation of its parameters in case of inaccurate noisy measurements of the state of the process; the third is filtering, without a mistake, the study of the useful component of the signals, which takes place due to the filter inertia that exists when filtering noise and the forecast of filtered variables. Thus, the article presents the formulation and solution of these three tasks: by building the structure of a predictive model that takes into account the physical essence of natural processes and has a minimum number of unknown parameters; by building a method of unbiased and efficient estimation of the parameters of this model from noisy measurements of object state variables; by constructing a filter predicate as a system with astatism of a given order and adaptation of filtering indicators to the nonstationarity (heteroscedasticity) of the noise component of signals.References
1. Boriak B.R., Silvestrov A.M. Filtering and forecasting signals algorithm based on exponential Brown’s filter. Academic J. Control, Navigation and Communication Systems. 2017. Vol. 4, N 44. Р. 150–152.
2. Боряк Б.Р. Дослідження алгоритму згладжування і налаштування адаптивного фільтра Брауна при зміні амплітуди шумів. Матеріали 69 наук. конф. професорів, викладачів, наукових працівників, аспірантів та студентів університету (Полтава, квітень-травень 2017 р.). Полтава: ПолтНТУ імені Юрія Кондратюка, 2017. Т. 1. С. 4–6.
3. Сільвестров А.М. Згладжування та прогнозування сигналів за допомогою ноніусного включення експоненціальних фільтрів моделі Брауна. Електронні та механтронні системи: теорія, інновації, практика: матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. (Полтава, 05 листопада 2015 р.). Полтава, 2015. С. 65–68.
4. Акименко В.В. Математическое моделирование экологического состояния атмосферы региона. Луганск: Изд-во ВУГУ, 1988. 188 с.
5. Марчук Г.И. Математическое моделирование по проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1982. 320 с.
6. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1972. 736 с.
7. Samsonov V.V., Silvestrov A.M., Yu L. Spinul Multiple adaptive system of identification: scientific publications. K.: NUFT, 2018. 228 p.
8. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. К.: Техника, 1975. 312 с.
9. Ostroverkhov M., Silvestrov A., Kryvoboka G. Jdetification of the parameters of the cable production process. Technology audit and production reserves. 2017. N 5/1 (37). Р. 29–37.
10. Островерхов М.Я., Сільвестров А.М., Зеленський К.Х. Методи дослідження електротехнічних комплексів і систем. К.: Талком, 2019. 300 с.
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2019 Mathematical Machines and Systems

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
