Материал: Разработка и реализация программного обеспечения, ориентированного на определение вероятностных характеристик надежности элементов по наблюдениям вероятностных характеристик надежности всей системы

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) является специализированным учреждением Объединенных Наций в области здравоохранения. Она была создана 7 апреля 1948 г. Целью ВОЗ, как указано в ее Уставе, является достижение всеми народами возможно высшего уровня здоровья. В Уставе ВОЗ здоровье определено как состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только как отсутствие болезней и физических дефектов.

Управление ВОЗ осуществляется 192 Государствами-членами через Всемирную ассамблею здравоохранения. Ассамблея здравоохранения состоит из представителей Государств-членов ВОЗ. Основными задачами Всемирной ассамблеи здравоохранения являются одобрение программы и бюджета ВОЗ на последующие два года и решение основных вопросов в области политики.- это база данных библиотеки ВОЗ, доступная в Интернете. В WHOLIS зарегистрированы все публикации ВОЗ начиная с 1948 г., а также статьи из выпускаемых ВОЗ журналов и технические документы начиная с 1985 г. и до настоящего времени. С помощью карточного каталога, размещенного на сайте, можно получить доступ и к техническим документам, выпущенным до 1986 г.

Статистическая информационная система ВОЗ (WHOSIS) - справочник по эпидемиологической и статистической информации, которой располагает ВОЗ. Большинство технических программ ВОЗ размещает свою эпидемиологическую и статистическую информацию в области здравоохранения на вебсайте. WHOSIS поможет Вам найти ее.

Всемирная организация здравоохранения предоставляет данные относительно зарегистрированных смертельных случаев по возрастным группам, полу, году и причиной смерти, чтобы устанавливать и поддерживать статистические услуги и обеспечивать информацию в области здоровья. Данные являются официальной национальной статистикой в значении, что они были переданы во Всемирную организацию здравоохранения компетентными органами заинтересованных стран [18].

ВОЗ предоставляет детальные файлы данных, которые включены в базу данных смертности (Mortality DataBase). Из-за большого размера этих файлов, они приведены в ASCII формат, чтобы облегчать процесс загрузки. Здесь находятся основные подробные файлы данных, вместе с необходимыми инструкциями, файловыми структурами, кодовыми таблицами, ссылки, и т.п. для использования теми, кому нужен доступ к полному уровню детали для определенных исследований .

Таблица 2.1.1 - Состав файлов импортированных с сайта ВОЗ

База данных содержит численность смертей по странам, годам, половой, возрастной группе и причине смерти. Данные включаются только для стран, сообщающих, что данные правильно кодировались согласно Международной Классификации Болезней (ICD).

Преобразование импортированных файлов в базу данных MS Access происходит следующим образом: после того, как файлы будут загружены, переименовать их с расширением «csv» .

·        Открыть Microsoft Access.

·        Выбрать «Новая база данных», нажать «ок»

·        Выбрать каталог, и напечатать имя файла

·        В меню Файл выберете «Внешние данные», нажмите «импорт»

·        Выбрать каталог, где первоначально сохранили CSV файлы данных. В поле " Тип файла" выбирают текстовые файлы (… … *.csv, ….)

·        Выбрать «с разделителями», нажать «далее»

·        Выбрать " запятая " и поле " Первая строка содержит имена поля ", нажать «далее»

·        Данные необходимо сохранить в новой таблице

·        Затем определите тип поля для каждого столбца

·        Как задать первичный ключ, выберете «автоматически создать ключ», нажать «далее»

·        «Импорт в таблицу», введите имя для таблицы и нажмите “Готово”

2.2 Структура базы данных

Созданная база данных включает следующие таблицы. Ниже приведены подробные описания каждой таблицы базы данных с указанием назначения полей этих таблиц.

Таблица 2.2.1 - Структура таблицы “country_codes”

Таблица 2.2.2 - Структура таблиц “pop”

Таблица 2.2.3 - Структура таблицы “Morticd10”

2.3 Алгоритм вероятностно-алгебраического моделирования

Теоретической основной метода ВАЛМ служит алгебраический аппарат, центральное место в котором занимают стохастические алгебры. Алгебры порождаются операциями, описывающими функции взаимодействия выделенных в процессе формализации элементов исследуемой графовой системы.

Алгебра задаётся структурными коэффициентами , для которых выполняются условия:

  и .

Алгебру, структурные коэффициенты которой удовлетворяют этому условию, будем называть стохастической.

При этом элементы результирующего вектора  вычисляются по формуле:

, где .

Частным случаем стохастических алгебр является алгебра А*, порождённая детерминированной операцией *. Такая операция задаётся функцией , а структурные коэффициенты  определяются следующим образом:

 .

На этапе “определения расчётной вероятностной модели системы” реализуется расчётная вероятностная форма модели системы, относящейся к ОГС.

На шаге “преобразования алгебраической модели в вероятностную форму” автоматически осуществляется преобразование алгебраической модели в вероятностную форму, представляющую функциональную зависимость f, связывающую  с совокупностью векторов  и определяющую расчёты вероятностных показателей исследуемого свойства системы:

,

где  - векторы вероятностей состояний элементов системы,  - вектор вероятностей состояний системы,  - алгебраическая модель исследуемой системы.

На шаге “реализация статического моделирования” статически ВАЛМ реализуется путём последовательного умножения векторов вероятностей, характеризующих состояния устройств модели, с учётом уровня вложенности функций и структурных коэффициентов  по формуле (3.6), где , и  вектора вероятностей состояний устройств ,  и , .

Умножение векторов вероятностей состояний устройств модели с учетом функции их взаимодействия  называется вероятностно-алгебраическим умножением.

Процесс формирования вектора вероятностей состояний системы по векторам вероятностей состояний элементов, составляющих систему, с использованием вероятностно-алгебраического умножения, называется вероятностно-алгебраическим моделированием.

В соответствии с набором используемых функций в алгебраической модели разработаны три формы расчётных вероятностных моделей: модель, реализующая детерминированные функции между устройствами модели (детерминированная форма); расчётная модель, использующая вероятностные функции между устройствами модели системы (вероятностная форма); смешанная форма.

Если отношения между элементами системы определяются детерминированными функциями, используется детерминированная форма ВАЛМ. В том случае, если отношения между элементами системы определяются вероятностной функцией, используется вероятностная форма ВАЛМ. Наконец, в случае рассмотрения сложной композиции элементарных устройств  алгебраической модели системы, отображающей систему, включающие как вероятностные связи элементов, так и детерминированные, используется смешанная форма вероятностно-алгебраической модели.

Примеры детерминированных функций вероятностно-алгебраического моделирования сложных систем графовой структуры:

.

В детерминированном случае отказ происходит в результате отказа двух элементов. В случае числа состояний  состояние результирующего элемента определяется состоянием наиболее надежного элемента (параллельное соединение)

Для каждой из стохастических алгебр, порождённых описанными операциями, отражающими взаимодействие элементов СС с использованием формулы (3.7) формируется множество представлений, элементами которых являются стохастические матрицы, имеющие свои особенности.

Вид стохастических матриц, являющихся элементами представлений стохастических алгебр, определяется операциями, порождающими алгебры. Например, стохастические матрицы , полученные для стохастической алгебры АÙ, порожденной операцией , имеют вид верхней треугольной матрицы, элементы которой структурно связаны с исходным вектором вероятностей  следующим образом:

.

Для алгебры АÚ, порожденной операцией , стохастические матрицы  имеют следующий вид: