Неустойчивость на высших уровнях иерархических систем поро-
ждается нестабильностью на низших уровнях. В частности, обрат-
ный каскад перераспределения напряжений в земной коре, подгота-
вливающий крупное землетрясение, проявляется в виде аномальной
сейсмической активности в меньших диапазонах энергий и размеров.
Это делает возможным прогноз, основанный на наблюдениях за акти-
визацией и другими отклонениями поведения системы от тренда, за
кластеризацией актов нестабильности, раскорреляцией и т.д.
На первом шаге разработки алгоритма предсказания катастрофиче-
ских событий вырабатываются методы сворачивания огромной инфор-
мации, которую дает мониторинг, в небольшой набор
функционалов
—
зависящих от времени величин, которые в агрегированном виде харак-
теризуют состояние системы. Возможность введения функционалов,
пригодных для прогноза поведения сложной системы, вообще говоря,
не очевидна. Тем более не очевидна их конкретная форма, поэтому
на данном этапе ключевым оказывается взаимодействие специалистов
по прогнозу с теми, кто представляет себе динамику системы, хотя бы
качественно, и может сказать, каким образом следует учитывать в ней
взаимодействие иерархических уровней.
Следующий шаг состоит в определении наиболее информативных
функционалов, а также в конструировании алгоритма, позволяющего
объявлять тревогу на основе значений этих функционалов. Обучение
алгоритма состоит в подборе параметров, используемых для вычисле-
ния функционалов, установлении для них порогов, превышение ко-
торых может свидетельствовать о входе системы в опасную область,
и формулировании правила объявления тревоги. Обучение алгорит-
ма имеет целью оптимизировать его способность к ретроспективному
прогнозу (прогнозу уже случившихся катастроф) на основе информа-
ции о предшествовавшей им активности.
Наконец, заключительным шагом является тестирование в реаль-
ных условиях, направленное на определение эффективности алгорит-
ма. На этом этапе корректировка его параметров не допускается.
Проиллюстрируем описанную схему на примере алгоритма сред-
несрочного прогноза сильных землетрясений, известного в литературе
как М8 (рис. 4).
Рассматриваются области, размер которых определяется магнитуд-
ным порогом прогнозируемых событий (для модификаций алгоритма,
нацеленных на прогноз землетрясений магнитудой свыше 6,5, 7,0, 7,5
и 8,0 баллов используются соответственно круги диаметром 384, 560,
854 и 1333 км). Эти области располагаются на сейсмических поясах
(глобальных протяженных районах концентрации очагов землетрясе-
ний) и покрывают зону подготовки предполагаемого сильного земле-
трясения.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2009. № 1
73
