CC BY
57
124
А.А.Тайлакова, А.А. Кудрявцев, И.Е. Трофимов, В.Г. Михайлов
ные принципы инновационной экологической политики и механизмы ее реализации в Кемеровской области [3-5].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.docload.rU/Basesdoc/4/4654/index.htm, свободный.
2. Экономическая оценка ущербов, причиняемых загрязнением различных типов окружающей среды[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kgau.ru/distance/ur_4/ekology/cont/3-1.html, свободный.
3. Березнев, С.В, Михайлов, В.Г. Исследование эколого-экономической устойчивости угледобывающего предприятия на примере ОАО ОУК «Южкузбассуголь» Филиал шахта «Алардинская»// Горный информационно-аналитический бюллетень [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.giab-online.ru/files/Data/2012/Bereznev_2012_1.pdf, свободный.
4. Михайлов, В.Г. Методы оценки и управление эколого-экономическими рисками как механизм обеспечения устойчивого развития эколого-экономической системы./ В.Г.Михайлов, Т.В.Киселева// Научно-технический журнал «Системы управления и информационные технологии», Москва-Воронеж, 2012, № 2 (48)
5. Михайлов, В.Г. Проблемы управления отходами химических производств на примере переработки полимерного вторичного сырья./ В.Г.Михайлов, С.М.Бугрова// Журнал «В мире научных открытий», Красноярск: Научно-инновационный центр, 2012, № 8.1 (Математика. Механика. Информатика).
Авторы статьи:
Тайлакова Анна Александровна, аспи рант каф. прикладных информационных технологий КузГТУ. E-mail: [email protected]
Кудрявцев Александр Александрович, студент гр. ПИ081 КузГТУ. E-mail: [email protected]
Трофимов Иван Евгеньевич, магистрант каф. прикладных информационных технологий КузГТУ. E-mail: [email protected]
Михайлов Владимир Геннадиевич канд.техн.наук. доцент каф. отраслевой экономики КузГТУ, E-mail: [email protected]
УДК 004.89:628.171
А.В.Чуваков
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Обеспечение населения Самарской области питьевой водой - одна из приоритетных проблем, решение которой необходимо для сохранения здоровья и повышения уровня жизни населения. Необходимость ее решения обусловлена изношенностью оборудования водопроводных сооружений и сетей, повсеместным ухудшением состояния источников воды, техническими трудностями получения питьевой воды, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам. Существует также проблема крайне низкой водообеспеченности отдельных районов области и снижение уровня водоносных горизонтов в связи с засушливыми периодами.
Наряду с этими факторами следует отметить отсутствие эффективной системы управления развитием водохозяйственного комплекса региона.
Самарская область одной из первых в Российской Федерации приняла и выполняет областную целевую программы «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010
годы» [1] (далее - Программа).
Цели и задачи Программы: обеспечение населения области питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве; улучшение на этой основе состояния здоровья и качества жизни населения; восстановление и рациональное использование источников питьевого водоснабжения.
В рамках выполнения Программы авторами был предложен концептуальный подход и разработаны методики использования информационных технологий для управления жизненным циклом системы водоснабжения на этапах проектирования, строительства и эксплуатации [2].
Программно-целевые методы управления водоснабжением региона
Программно-целевые методы планирования и управления, - это методы, при которых цели плана увязываются с ресурсами с помощью программ. В программно- целевых методах строятся дерево целей и дерево ресурсов. В результате расчетов по
ним выявляются ключевые программы, на которые нужно направлять наибольшие силы и средства. Проблемы, которые решает Программа, настолько сложны, что построение единого дерева целей и единого дерева ресурсов не представляется возможным. Декомпозиция единого дерева целей приводит к построению трех деревьев целей:
- дерево технических целей, которое описывает цели модернизации и развития материальнотехнической базы водоснабжения, как наиболее капиталоемкой части Программы;
- дерево организационных целей, которое формулирует задачи государственной политики в области водоснабжения и водоотведения в Самарской области, определяет организационные структуры. Главной организационной целью является создание структуры из органов государственного и местного управления, предприятий и финансовых институтов, которые обеспечат устойчивое развитие систем водоснабжения и водоотведения в области. Эта задача может быть решена при создании водохозяйственного кластера;
- дерево финансовых целей, которое определяет необходимые средства для решения технических и организационных проблем.
Главной задачей дерева финансовых целей является достижение минимально необходимого объема финансовых средств, достаточных для решения общих и частных задач Программы. Для каждого дерева целей строится дерево ресурсов, описывающее доступные в Самарской области виды ресурсов, которые могут быть выделены для достижения поставленных целей.
Необходимость использования программноцелевого метода для реализации Программы обусловлена тем, что проблемы водоснабжения и водоотведения области:
- носят межотраслевой и межведомственный характер и не могут быть решены без участия областного центра;
-не могут быть решены в пределах одного финансового года и требуют значительных бюджетных расходов;
-затрагивают различные отрасли народного хозяйства области, ее природные ресурсы, требуют проведения единой технической политики, направленной на внедрение наиболее прогрессивных производственных и информационных технологий и оборудования.
Разработка критериев отбора объектов для Программы
Разработка мероприятий Программы и отбор объектов для создания территориального комплекса водоснабжения проводился с использованием ряда критериев:
К1 - наличие дефицита качественной питьевой воды, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям;
К2 - наличие запасов качественной питьевой
воды (подземные и поверхностные водозаборы) с учетом численности населения исходя из норматива 160-230 л/сутки на человека;
К3 - оценка технического состояния существующих водозаборов и разводящих сетей на основе данных водного кадастра Главного управления жилищно-коммунального хозяйства Самарской области;
К4 - износ систем водоснабжения, водоотведения и очистных сооружений:
К41 - водозаборные сооружения (производительностью 50-90%);
К42 - очистные сооружения (износ более 90%);
К43 - водозаборные сети (эксплуатация более 25 лет или износ более 60%);
К5 -наличие проектно-сметной документации на строительство водозаборов и разводящих сетей, имеющих положительные заключения государственной экспертиз;
К6 - возможность привлечения внебюджетных источников финансирования.
Критерии К1 - К6 можно разделить на две группы. Первая группа - количественные критерии, которые имеют объективные численные значения. К ним относятся критерии К3 и К4, значения которых могут быть получены при анализе данных о состоянии систем водоснабжения в Самарской области.
Вторая группа - критерии, имеющие качественный характер. Это критерии К1, К2, К5 и К6. Для их определения следует использовать методы экспертных оценок [3]. При анализе сложных систем с существенной неопределенностью информации об их состоянии используется современный математический аппарат нечеткой логики [4]. Он позволяет на основе принимаемых гипотез о вероятностном характере показателей получать достоверные оценки искомых критериев.
Предложенные критерии были использованы при системном анализе и классификации поверхностных и подземных источников воды районов Самарской области.
Результаты классификации позволили ранжировать потенциальные объекты строительства на несколько групп и определить приоритеты бюджетного финансирования. Так, по Самарской области получено 17 кластеров, анализ которых показал, что основными параметрами, подлежащими доведению до нормативных показателей, являются: бактериологическое заражение, жесткость и повышенное содержание железа.
Интеллектуальная система поддержки принятия решений по технологиям водоподго-товки
На начальных стадиях проектирования задача анализа и выбора облика технического объекта из имеющихся вариантов в основном соответствует постановке задачи принятия решений. Однако традиционная постановка не учитывает поисковый характер проектирования, оставляя без вни-
126
А.В.Чуваков
Рис.1. Структура информационной системы
мания его творческие аспекты. Более адекватной модель принятия решения будет в том случае, если схему многокритериального выбора предпочтительного технического предложения дополнить средствами генерации возможных проектных решений, их предварительной фильтрации, оценки их технологического уровня. Решение этих задач, однако, связано с привлечением средств обработки знаний, логического вывода и расчетнологических процедур. Наличие четырех перечисленных элементов (многокритериальность, знания, вывод, планирование вычислений) сочетается в интеллектуальных системах поддержки принятия решений по технологиям водоподготовки (ИСППР ТВ).
Структура информационной системы представлена на рис. 1.
Главной целью создания информационного обеспечения ИСППР ТВ является разработка информационной системы, позволяющей правильно и быстро решать проектные задачи. Это может быть достигнуто своевременной выдачей источнику запроса полной и достоверной информации для выполнения определенной части проектноконструкторского процесса.
Основой интеллектуальной системы является экспертная система.
Обобщенная структура экспертной системы представлена на рис. 2.
Пользователь - специалист предметной облас-
ти, для которого предназначена система.
Инженер по знаниям - специалист в области искусственного интеллекта, выступающий в роли промежуточного буфера между экспертом и базой знаний.
Интерфейс пользователя - комплекс программ, реализующих диалог пользователя с ЭС как на стадии ввода информации, так и при получении результатов.
База знаний (БЗ) - ядро ЭС, совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователю.
Подсистема вывода - программная компонента экспертных систем, реализующая процесс ее рассуждений на основе базы знаний и рабочего множества.
База знаний состоит из двух компонентов.
1.База фактов для поверхностных и подземных источников.
2. База правил для поверхностных и подземных источников.
В основу формального вывода положен классификатор, разработанный в НИИ ВОДГЕО [5].
Решениями экспертной подсистемы являются набор технологических схем и ожидаемый состав воды на выходе после использования каждой из технологических схем, как на настоящий момент времени, так и на момент времени по сроку прогноза изменения качества воды [6].
Подсистема
вывода
База знаний
Подсистема
объяснений
Интерфейс Интеллектуальный
пользователя редактор базы
знании
Инженер по
Пользователь знаниям.
Эксперт
Рис. 2. Обобщенная структура экспертной системы
Заключение
Разработанный подход и интеллектуальная информационная система применялись при планировании и выполнении областной целевой программы по водоснабжению. Полученные резуль-
таты могут быть использованы и в других областях народного хозяйства, например, при строительстве сетей теплоснабжения, газового хозяйства и т.п.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Областная целевая программа «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010 гг». Закон Самарской области от 28 декабря 2004 г. № 177-ГД «Об утверждении областной целевой программы «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010 годы».
2. Орлов С.П. Информационно-управляющая система для территориального водоснабжения// Вестник СамГТУ. Серия Технические науки. - 2008, Вып.2(22). - С.111-118.
3. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. - М.: Наука, 1982. - С. 256.
4. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта/А.Н.Аверкин и др. - М.: Наука, 1986. - С.312.
5. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: издание второе, переработанное и дополненное. - М.: Издательство АСВ, 2004. - С. 495.
6. Орлов, С.П. Система поддержки принятия решений для управления региональной программой водообеспечения / С.П.Орлов, А.В.Чуваков, Д.А.Нечаев, Е.А.Михеева// Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям ^СМ 2010’: сб. докладов. - СПб, Издательство СПбГТЭУ «ЛЭТИ», Т.2, 2010. - С. 84-87.
□ Автор статьи:
Чуваков
Александр Владимирович к.х.н., доцент каф. «Вычислительная техника» Самарского ГТУ. E-mail: [email protected]
