Формула определения начала нового цикла жизнедеятельности

Способ может  быть использован в медицине. Регистрируют текущие параметры и определяют их зависимость от времени. В последующем  определяют параметры путем использования  полученной зависимости и задания  времени и исходной информации. Регистрируют внешнее воздействие и параметры структурно-кинематических характеристик процесса, при этом уточняют основные факторы, влияющие на параметры жизненного цикла. Определяют отклонение параметров от тенденции их развития при помощи параметрического уравнения, огибающей солитоно-подобной удлиненной волны, характеристики которой определяют не менее чем по трем измеренным значениям параметра. Способ повышает точность и уменьшает трудоемкость определения.

Изобретение относится  к обработке информации и может  быть использовано для определения параметров жизненного цикла динамических объектов на основе принципов волновой механики, в том числе человеческого организма (цикла роста эмбриона человека), биологических объектов (цикла роста яруса леса), цикла температур воздуха в различных регионах. Изобретение относится к специальным средствам вычислительной техники, позволяющим определять параметры жизненного цикла динамических объектов. Преимущественное применение настоящее изобретение найдет в медицине, в вычислительной технике, в биологии, а также в процессах, характеризующихся цикличностью во времени. Вышеперечисленные объекты применения изобретения характеризуются структурно-кинематическим однообразием происходящих идеализированных жизненных циклов, слабой их структуризацией. На основе настоящего способа могут быть построены различные устройства, конкретное конструктивное выполнение которых позволит определять параметры однообразных процессов различных динамических объектов во времени. 
Известны устройства, в которых реализуются известные способы определения параметров циклических процессов, происходящих в динамических объектах, заключающиеся в статистической оценке происходящего процесса от времени и параметров самого объекта. 
В основе известных решений лежат методы регрессионного и итеративного анализов (см. В.И. Максименко, Д. Эртель, Прогнозирование в науке и технике, Москва, Финансы и статистика, 1982 г., стр. 34-44). В известном способе на основе измерений и формализации строят графики жизненных циклов или стадий циклов параметров. При решении указанной задачи перебираются различные гипотезы о характере функций, вводятся многие дополнительные факторы. 
Однако достоверность такого определения параметров жизненных циклов динамических объектов остается недостаточной из-за обычно малой статистической выборки и влияния на процессы конъюнктурных волн. Наиболее близким аналогом предлагаемого способа определения параметров жизненного цикла динамического объектов является способ, заключающийся в регистрации основных выходных параметров динамических объектов, в определении их зависимости от других параметров, в задании исходных данных и определении последующих параметров путем использования полученной зависимости (В.Г. Вольф, Статистическая обработка опытных данных, Москва, 1966 г., с. 124-162). 
При использовании известного метода предполагается, что существующий темп развития процесса сохранится и в будущем. При этом в зависимости от установленной закономерности развития объекта (предшествующая - последующая) определение параметров ведется по экспоненциальному, синусоидальному или линейному закону. Особое место в известном способе занимают выбор и обоснование параметров (тенденций) развития параметров объекта. Прежде всего, параметр должен быть измеряемой характеристикой устройства, технического приема или процесса в единицах измерения. Параметр должен характеризовать, по возможности, обобщенную функцию и являться комбинированным. Он должен быть приемлемым для характеристики различных видов технологических решений. Необходимо также располагать статистическими данными о прошлом развитии данного параметра. Наконец, еще одно требование к параметру - возможность сопоставимости. Известный метод является простым и широко применяется на практике. Но он имеет и серьезные недостатки. При использовании известного метода не учитывают уже происшедшие изменения условий, определяющих поведение объекта в прошлом. Отсутствует возможность определить результат в том случае, когда одно или несколько важных условий могут измениться. Основной недостаток заключается в том, что если взят слишком большой интервал времени, то получаются недостоверные прогнозные данные. Слишком вольное использование известного метода может привести к парадоксальным прогнозам. Известный способ, который как будто приводит к неточным результатам, вместе с тем наталкивает на мысль о том, что, вероятно, в рассматриваемый период произойдут какие-либо качественные изменения, которые повлияют на существующие в настоящее время процессы, поэтому необходимо еще раз проанализировать использованные закономерности при прогнозе и определить реальный период их действия, а затем измерения повторить. Известный способ требует достаточной информации о происходящем процессе. 
Задача изобретения заключается в определении параметров идеализированного жизненного цикла динамических объектов при малой статистической выборке и влиянии на нее конъюнктурных волн, в возможности учета большого интервала времени. Способ по данному изобретению решает поставленную задачу за счет того, что в нем обеспечивают распознавание вида конъюнктурных волн и определяют характер их затухания, при этом уточняют основные факторы, определяют отклонение параметров процесса от тенденций его развития, причем параметры жизненного цикла определяют при помощи параметрического уравнения огибающей солитоно-подобной удлиненной волны в виде: 
x = Lϕe^k(ϕ^-2π⁾ 
y = rsin(ϕ-Ψ) 
 
 
A = η-r_з 
B = 4ηr_з 
В параметрическом уравнении приняты следующие обозначения: 
L = const 
k = const 
y - попер. перемещение волны 
x - продольное перемещение волны 
ϕ, Ψ - фазы волны, зависящие от времени 
r, η, r_з - постоянные, придающие волне свойства солитоно-подобной удлиненной волны 
s - величина определяемого параметра 
Постоянные L, k, r, η r₃ выбираются исходя из наиболее точного описания уже свершившегося процесса по трем измерениям известными методами (например, Д. Гроп, Методы идентификации систем. -М.: Мир,1979, с. 104-174). 
Из волновой механики известно свойство солитоновых волн описывать нелинейные процессы с высокой точностью. (В.И. Донцов, Энциклопедия, Биоэнергетика человека, Москва, 1994 г. с. 61-63). 
Вышеуказанные уравнения огибающей получены на основе использования уравнения солитоно-подобной удлиненной волны и дальнейшего применения известных преобразований для получения уравнения ее огибающей. 
Сущность настоящего способа заключается в следующем. Известно, что идеализированные жизненные циклы вышеперечисленных динамических объектов обладают структурно-кинематическим однообразием. В качестве примера рассмотрим цикл роста эмбриона человека в относительных единицах, полученный с применением настоящего способа. Цикл роста эмбриона человека в относительных единицах представляется как зависимость относительных размеров конечностей эмбриона от его возраста в лунных месяцах. Цикл сведен в табл. 1 и изображен на фиг. 1. 
Относительные размеры конечностей вычислены в результате деления текущих значений на максимальные. Изменение относительных размеров определяет рост эмбриона человека. 
На графике фиг.1 усредненные относительные размеры роста эмбриона человека поставлены в соответствие с его возрастом и объединены симметричной интерполяцией в жизненный цикл. 
Структура идеализированного цикла достаточно хорошо соответствует фактам эволюции эмбриона. Идеализированный жизненный цикл процесса характеризуется аналитической функцией, имеющей в координатах "количество-время" вид гладкой кривой с двумя минимумами и максимумом. Минимумы определяют координаты начала и конца жизненного цикла, т.е. его период, а максимум определяет координаты зенита его развития. Точка перегиба тенденции развития и ее производных по времени (темп и ускорение) определяют стадии жизненного цикла, которые в общем случае обозначаются как: 
а) стадия инкубации 
б) стадия инкунабулы 
в) стадия ускоренной эволюции 
г) стадия замедленной эволюции 
д) стадия ускоренной инволюции 
е) стадия замедленной инволюции 
ж) стадия исхода события 
Структура идеализированного цикла достаточно хорошо соответствует фактам эволюции эмбриона. Что касается его инволюции то надо понимать, что в новорожденном со временем исчезает эмбрион, а вместе с ним и цикл его роста. Инкубационная стадия эмбриона человека составляет три месяца. Из них два месяца яйцеклетка развивается в оболочке фолликула. Затем после оплодотворения по истечении двух недель имплантируется в матку и начинает расти. Стадия инкунабулы заканчивается через два с половиной месяца после оплодотворения с началом плодного периода. Максимальные темпы роста эмбриона достигаются через пять месяцев, что проявляется в толчках и шевелении плода. 
На фиг. 2 представлены графики цикла температур воздуха в Европейской части России в виде зависимостей, усредненных по 22 пунктам климатической таблицы России и приведенных к относительному виду, месячных температур воздуха от дней года, полученных также настоящим способом. На графике усредненные месячные температуры воздуха в относительных единицах поставлены в соответствие с серединными днями каждого месяца и объединены симметричной интерполяцией в жизненный цикл. 
На фиг. 3 представлен еще пример использования способа применительно к определению цикла роста яруса леса в средней полосе России. Цикл представляется как зависимость усредненной высоты пяти пород деревьев яруса от числа лет их роста. На графике усредненные высоты яруса леса в средней полосе России поставлены в соответствие от лет его жизни и объединены симметричной интерполяцией. Кроме установления тенденций развития, способ согласно изобретению позволяет определить и другие характеристики процесса, а именно, длительность стадий жизненного цикла, зоны возможного гиперразвития, скорости и ускорения изменения количества и др. Важно отметить, что предлагаемый способ применяется для динамических объектов слабоструктурируемых, а для его применения требуется иметь по крайней мере три значения процесса. Информационная база содержит простейшие массивы данных о величинах, характеризующих процесс. 
Существенным отличием предлагаемого способа является применение в качестве закономерностей развития объекта параметрического уравнения огибающей волны (солитоно-подобной удлиненной волны "количества-времени"), параметры которой находятся в зависимости от числа взаимодействующих при развитии жизненного цикла основных факторов. 
Способ включает измерение, сбор и обработку исходных данных. Сопоставление массива данных и занесение его в информационную базу компьютера, запуск программы и вывод результатов на печать, дисплей или графопостроитель, представление результатов по требованиям пользователя. Содержание предлагаемого способа, как последовательности определенных операций, приводится ниже. 
Установление тенденции развития процесса может быть успешным при решении проблем надежного очищения наблюдаемых координат процесса от влияния конъюнктуры волн. Способ предусматривает 
а) определение зон возможного гиперразвития по результатам анализа структурно-кинематических характеристик процесса; 
б) распознавание вида конъюнктуры волн и определение характера их затухания по результатам анализа спектра отклонений координат события от тенденции развития; 
в) сведение результатов анализа и установление тенденции развития с вычислением других характеристик идеализированного жизненного цикла динамического объекта. 
При достаточно тщательном очищении наблюдаемых координат процесса от влияния конъюнктурных волн из анализа устанавливается и число взаимодействующих при развитии жизненного цикла основных факторов. Вместе с тем, это число может быть задано заранее на основе точного знания или экспертной оценки. Конъюнктурные волны возникают в результате временного включения других факторов во взаимодействие с основными факторами развития или в результате временного исключения из взаимодействия одного или нескольких основных факторов. Число временно включаемых или исключаемых факторов определяется из анализа. По этой причине способом устанавливается тенденция развития события с переменным в течение периода жизненного цикла числом основных факторов. 
Функциональная схема, реализующая настоящий способ, приведена на фиг. 4. 
Динамический объект 1 находится под влиянием внешнего воздействия. Параметры процессов анализируются в блоке анализа структурно-кинематических характеристик процесса 2. В блоке 3 определяются зоны возможного гиперразвития процесса. Регистрируя внешнее воздействие и параметры процессов, блок 4 осуществляет распознавание вида конъюнктурных волн и определение их затухания по результатам анализа спектра отклонений координат процесса от тенденции развития, осуществляемым блоком 5. На этом этапе в качестве основного инструмента выступает корреляционно-регрессионный анализ. Сведение результатов анализов осуществляется блоком результатов анализа и установления тенденций развития процесса 6. В блоке 7 осуществляется вычисление характеристик идеализированного жизненного цикла динамического объекта. Блоком 8 осуществляется определение числа взаимодействующих при развитии жизненного цикла основных факторов, а также задание этих факторов. Вычислитель 9 осуществляет определение прогнозных параметров жизненного цикла. Блок 10 осуществляет задание исходных прогнозных данных, в том числе и время. Расчетные величины выводятся на дисплей 11 или графопостроитель. Предлагаемый способ определения параметров жизненного цикла динамических объектов может быть реализован различными устройствами, конкретное конструктивное выполнение которых будет зависеть от характера динамического объекта. 
Применение в качестве закономерности развития объекта параметрического уравнения огибающей волны позволяет значительно повысить точностные характеристики определения параметров объектов, обладающих цикличностью развития. Предлагаемая в настоящем способе зависимость позволяет выявить устойчивые связи между основными параметрами жизненного цикла и характеристиками исследуемого объекта. Кроме того, предлагаемый способ позволяет производить анализ на больших интервалах времени, что существенно отличает его от известных способов обработки информации. Следует отметить также малую трудоемкость вычислений по сравнению с уже известными способами и применение его при малой выборке информации. Способ учитывает изменение количества факторов, влияющих на динамику жизненного цикла процесса. 
Источники информации 
Ближайший аналог: Варварин С.С. Жизненные циклы мироздания, Отчет НИР, С.-Петербург, 31.12.95 г, с. 20. Формула изобретения: Способ определения параметров жизненного цикла динамических объектов, заключающийся в регистрации текущих параметров и определении их зависимости от времени, в последующем определении параметров путем использования полученной зависимости и задания времени и исходной информации, отличающийся тем, что регистрируют внешнее воздействие и параметры структурно-кинематических характеристик процесса, при этом уточняют основные факторы, влияющие на параметры жизненного цикла, определяют отклонение параметров от тенденции их развития, причем параметры жизненного цикла определяют при помощи параметрического уравнения огибающей солитоно-подобной удлиненной волны, характеристики которой определяют по крайней мере не менее чем по трем измеренным значениям параметров жизненного цикла.