Phân lo i mô hìnhạ Mô hình khái ni m Mô hình nh n th c Conceptual modelling: Trệ ậ ứ ước khi ti nế.
Trang 1TRƯỜNG Đ I H C C N THẠ Ọ Ầ Ơ
…oOo…
Ch đ : ủ ề
Trang 2PH L CỤ Ụ
PH L C Ụ Ụ
2
Trang 3PH L C Ụ Ụ
2
Trang 41 Gi i thi uớ ệ
tri n kinh t xã h i, đ c bi t t i các qu c gia đang phát tri n. T i nhi u n i,ể ế ộ ặ ệ ạ ố ể ạ ề ơ
làm s ch c a t nhiên. Trong lĩnh v c khoa h c qu n lý môi trạ ủ ự ự ọ ả ường và k thu tỹ ậ
tr ng cho các quy t đ nh gi i quy t v n đ Tuy nhiên, vi c đo đ c, quan tr cọ ế ị ả ế ấ ề ệ ạ ắ
các nguyên lý v t lý và toán h c vào th c ti n đ mô ph ng các di n bi n th cậ ọ ự ễ ể ỏ ễ ế ự
t trong t nhiên và đ a ra các d báo c n thi t. ế ự ư ự ầ ế
t c s này. ừ ơ ở
ho c di n bi n c a m t đ i tặ ễ ế ủ ộ ố ượng, m t hi n tộ ệ ượng, m t khái ni m ho c m tộ ệ ặ ộ
đ i,ho c ch làm g n b ng m t phạ ặ ỉ ọ ằ ộ ương trình toán h c, m t công th c v t lý,ọ ộ ứ ậ
m tph n m m tin h c đ mô t m t hi n tr ng th c t mang tính đi n hìnhộ ầ ề ọ ể ả ộ ệ ạ ự ế ể
Mô hình là m t đ i tộ ố ượng c th (v t ch t ho c phụ ể ậ ấ ặ ương trình toán h c), m t họ ộ ệ
Trang 5th ng, ho c m t khái ni m (t duy) thay th m t nguyên b n (Claudeố ặ ộ ệ ư ế ộ ả Shannon,1948)
Ví d 1.1:ụ Các nhà thi t k t o ra m t m u xe h i s d ng năng lế ế ạ ộ ẫ ơ ử ụ ượng m t tr iặ ờ
trước khi ch t o hàng lo t (hình 1.1).ế ạ ạ
Hình 1.1. Mô hình xe h i th nghi m s d ng năng l ơ ử ệ ử ụ ượ ng m t tr i ặ ờ
Ví d 1.2:ụ Mô hình Vòng tu n hoàn nầ ướ s t n t i và v n đ ng c ac ự ồ ạ ậ ộ ủ nướ trên c
m t đ t, trong lòng trong đ t và trong b u khí quy n c a trái đ t.ặ ấ ấ ầ ể ủ ấ
2.2 Phân lo i mô hìnhạ
a. Phân lo i mô hìnhạ
Mô hình khái ni m ( Mô hình nh n th c) Conceptual modelling: Trệ ậ ứ ước khi ti nế
Trang 66
hành t o m t mô hình, ph i t duy đạ ộ ả ư ược có bao nhiêu thành ph n và cách th cầ ứ liên h và nh hệ ả ưởng l n nhau nh th nào. K t qu c a mô hình khái ni m làẫ ư ế ế ả ủ ệ
l u đ ho c s đ ư ồ ặ ơ ồ
Mô hình gi i tích ( Mô hình s ): Là nh ng thu t toán quan h gi a nh ng bi nả ố ữ ậ ệ ữ ữ ế
s ( variables ) và thông s ( parameters ) c a mô hình Ph n quan tr ng c t lõiố ố ủ → ầ ọ ố
và cũng ph c t p nh t khi xây d ng mô hình.ứ ạ ấ ự
Mô hình toán– Numerical modelling: Dùng ngôn ng l p trình mô t m i quan hữ ậ ả ố ệ toán h c gi a các y u t trong h th ng (các quá trình hóa h c, v t lý và sinhọ ữ ế ố ệ ố ọ ậ
h c) đọ ược mô ph ng t h th ng th c. Các mô hình toán thỏ ừ ệ ố ự ường s d ng nhử ụ ư MathCAD, MathLAB, Excel, Fortran, C, C ++ , Java…
Mô hình v t lý:ậ
Mô hình t l Scale physiscal modelling: H v t lý đỉ ệ ệ ậ ược mô ph ng l i v i cácỏ ạ ớ thành ph n đầ ược mô ph ng b ng m t t l chính xác (thu nh ho c phóng to).ỏ ằ ộ ỉ ệ ỏ ặ
Mô hình phác th o th nghi m – Prototype modelling: D ng này đả ử ệ ạ ược xây d ngự nhanh và thô (phác th o) đ th nghi m m t vài ch c năng.ả ể ử ệ ộ ứ
Mô hình tương t : Khi m t quá trình mu n nghiên c u quá ph c t p Có th sự ộ ố ứ ứ ạ → ể ử
d ng m t quá trình khác thay th (công th c toán h c gi ng nhau) Mô hìnhụ ộ ế ứ ọ ố →
tương t Suy k t qu t mô hình tự→ ế ả ừ ương t cho mô hình mu n nghiên c u.ự ố ứ
b. Phân lo i mô hình toánạ
Báo cáo mô hình hóa môi tr ườ ng
MÔ HÌNH T T Ấ
NHIÊN
MÔ HÌNH LIÊN
T C Ụ
MÔ HÌNH TĨNH
MÔ HÌNH R I Ờ
R C Ạ
MÔ HÌNH Đ NG Ộ
MÔ HÌNH TOÁN
Trang 7Mô hình h p tr ng White boxộ ắ
Mô hình cung c p s thông tin v li u đ u vào, đ u ra và m t bên trong hấ ố ề ệ ầ ầ ộ ệ
th ng.ố
Mô hình h p đen Black boxộ
Mô hình ch cung c p s thông tin v li u đ u vào và đ u ra (only input andỉ ấ ố ề ệ ầ ầ output are known), c u trúc bên trong ch a bi t ho c không bi t do c u trúc quáấ ư ế ặ ế ấ
ph c t p ho c ch a bi t (Internal dynamics are either too complex or unknown).ứ ạ ặ ư ế
Mô hình h p xám Gray box ộ
Trang 8Mô hình cung c p s thông tin v li u đ u vào, đ u ra và m t ph n trong ti nấ ố ề ệ ầ ầ ộ ầ ế trình x lý c a h th ng.ử ủ ệ ố
3. u và nhƯ ược đi m các lo i mô hìnhể ạ
TÊN MÔ HÌNH ƯU ĐI MỂ NHƯỢC ĐI MỂ
Mô hình khái
ni mệ
(Mô hình nh nậ
th c )ứ
Được hình thành dù ngườ ạ i t o
ra nó ch a hi u h t t t c cácư ể ế ấ ả
hi n tệ ượng ph c t p trong th cứ ạ ự
t ế
Có th đ n gi n hóa tính b tể ơ ả ấ
nh t c a các thông s thành tínhấ ủ ố
đ ng nh t.ồ ấ
Có th gi m thi u để ả ể ượ ố ệ c s li u yêu c u.ầ
D dàng cho ngễ ười xem hi uể cách thu th p s li u, thông tinậ ố ệ
s d ng m t cáchử ụ ộ nhanh chóng và ít t n kém.ố
Mô hình khái ni m là m tệ ộ khái quát nhân t o và phiạ
v t lý qua các t i gi n nênậ ố ả
có th không đ a ra h tể ư ế
nh ng quan h tữ ệ ương tác
gi a các đ i tữ ố ượng
Nh ng ngữ ười thi u kinhế nghi m có th t o ra cácệ ể ạ
gi thi t phi th c t ho cả ế ự ế ặ quá đ n gi n.ơ ả
Mô hình khái ni m mangệ tính t ng quá nên đôi khi bổ ỏ sót các phương án v n hành.ậ
Trang 9 Mô hình khái ni m là m t côngệ ộ
c kĩ thu t cho các l p trình viênụ ậ ậ
hi u v n đ ph i gi i quy t màể ấ ề ả ả ế không c n ph i làm t chuyên giaầ ả ộ môi trường
Mô hình khái ni m t o thu nệ ạ ậ
l i cho vi c di n gi i trongợ ệ ễ ả thuy t minh, bi u b ng, đ th ế ể ả ồ ị
Có th t o ra m t giao ti p v iể ạ ộ ế ớ
c s d li u và h th ng thôngơ ở ữ ệ ệ ố tin đ a lý (GIS).ị
Mô hình khái quát thườ ng không th th hi n cáchể ể ệ
đi u ch nh sai s ho cề ỉ ố ặ ngo i suy trong trạ ường h pợ thi u d li u.ế ữ ệ
Khi c n b sung mô hìnhầ ổ
ho c tái c u trúc mô hình cóặ ấ
th t o ra m t tình tr ngể ạ ộ ạ quá gò bó thông s ố
Mô hình Gi iả
Tích
( Mô hình S )ố
Mô hình th c hi n x lý s li uự ệ ử ố ệ
m tộ cách nhanh chóng
Mô hình không có l p trình, t iậ ố thi u để ượ ỗc l i
trong cách s d ng.ử ụ
Các thông s và bi n s dố ế ố ễ
b thay đ i.ị ổ
Là mô hình ph c t p v iứ ạ ớ các chu i thu t toán.ỗ ậ
Mô hình Toán
Dùng các ngôn ng l p trình đữ ậ ể miêu t m i quan h toán h cả ố ệ ọ
m t cách d dàng.ộ ễ
Có th d dàng thay đ i s li uể ễ ổ ố ệ hay thông s c a mô hình v iố ủ ớ nhi u k ch b n khác nhau theo ýề ị ả
mu n.ố
Các tính năng tiêu chu n hóaẩ
thường c n thi t cho mô hình.ầ ế
Chu k phát tri n ng n h n.ỳ ể ắ ơ
Có th đ c để ọ ược nhi u mã khácề nhau
H tr nhi u trong vi c xácỗ ợ ề ệ minh mô hình toán h c.ọ
Đòi h i kh i lỏ ố ượng công
vi c kh ng l v i các bi nệ ổ ồ ớ ế
s thay đ i theo th i gian vàố ổ ờ không gian
Giai đo n ki m tra l i khóạ ể ạ khăn.
Tính di đ ng b h n ch ộ ị ạ ế
Chi phí ph m m m cao.ầ ề
Đòi h i nâng c p b sung.ỏ ấ ổ
Mô hình V t Lýậ Là công c chu n xác đ dụ ẩ ể ự
đoán nh ng hi n tữ ệ ượng V t lý.ậ
Kích thước nh , đo đ c dỏ ạ ễ dàng
Quan sát các hi n tệ ượng t nậ
m t d dàng đ nh hắ ễ ị ướng nghiên
c u.ứ
T n kém th i gian và ti nố ờ ề
b c.ạ
Ch đỉ ược áp d ng khi h tụ ế
s c c n thi t khi nghiên c uứ ầ ế ứ chi ti t đ thi t k côngế ể ế ế trình (c ng, đ p).ố ậ
Khó mô ph ng t t c cácỏ ấ ả
Trang 10hi n tệ ượng theo t l chínhỉ ệ xác
Khó mô ph ng các đi uỏ ề
ki n biên m t cách chínhệ ộ xác
Mô hình Tươ ng
Tự
Có th s d ng s li u, thôngể ử ụ ố ệ
s hay m t quá trình khác thayố ộ
th r i suy ra k t qu tế ồ ế ả ương tự cho mô hình
Không s d ng l p trình ph cử ụ ậ ứ
t p.ạ
Các mô hình ph c t p đứ ạ ượ c
th c hi nự ệ nhanh chóng
K t qu không chính xác.ế ả
Không mô ph ng t t cỏ ấ ả
hi n tệ ượng trong mô hình
m t cách chính xác.ộ
T n kém v ti n b c.ố ề ề ạ
4. Các trường h p c n s d ng mô hình toán và mô hình v t lýợ ầ ử ụ ậ
Mô hình v t lý:ậ Khi nh ng hi n tữ ệ ượng v t lý th c t ph c t p và khó mô tậ ự ế ứ ạ ả
h th ng th gi i th c s làm trong tệ ố ế ớ ự ẽ ương lai nh ng l i t n kém, không th c t ư ạ ố ự ế
ho c không th th nghi m tr c ti p v i h th ng, ví d nh : thi t k lò ph n ặ ể ử ệ ự ế ớ ệ ố ụ ư ế ế ả
trong nhi u trề ường h p khi ph i liên t c thay đ i k ch b n đ đ a ra k t qu ợ ả ụ ổ ị ả ể ư ế ả
tương ng. ứ
