Методичне забезпечення екологічної оцінки техногенно-навантажених територій за концепцією корпораційної системи Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

System Verilog / В.И. Хаханов, И.В. Хаханова, Е.И. Литвинова, О. А. Гузь. Харьков. Новое слово. 2010. 528с. 10. АкритасА. Основы компьютерной алгебры с приложениями: Пер. с англ. / А. Акритас. М. : Мир. 1994. 544 с. 11. АттетковА.В. Методы оптимизации / А.В. Аттетков, С.В. Галкин, В.С. Зарубин. Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. 440 с. 12. AbramoviciM. Digital System Testing and Testable Design / M. Abramovici, M.A. Breuer and A.D. Friedman. Comp. Sc. Press. 1998. 652 р. 13. Densmore D. A Platform-Based taxonomy for ESL Design / Douglas Densmore, Roberto Passerone, Alberto Sangiovanni-Vincentelli // Design & Test of computers. 2006. P. 359-373. 14. Автоматизация диагностирования электронных устройств/ Ю.В.Малышенко и др./ Под ред. В.П.Чипулиса. М.: Энергоатомиздат, 1986. 216с. 15. Трахтенгерц Э.А. Компьютерные методы реализации экономических и информационных управленческих решений. СИНТЕГ. 2009. 396 с.

Поступила в редколлегию 11.09.2010 Хаханов Владимир Иванович, декан факультета КИУ ХНУРЭ, д-р техн. наук, профессор кафедры АПВТ ХНУРЭ. Научные интересы: техническая диагностика цифровых систем, сетей и программных продуктов. Увлечения: баскетбол, футбол, горные лыжи. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 70-21-326, е-mail: [email protected].

Ngene Christopher Umerah, аспирант кафедры АПВТ ХНУРЭ. Научные интересы: техническая диагностика цифровых систем и сетей. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 70-21-421, е-mail: [email protected].

Ольховой Виталий, студент факультета КИУ ХНУРЭ. Научные интересы: техническая диагностика цифровых систем, сетей и программных продуктов. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 70-21-326.

УДК 519.713: 631.411.6

Т.В. КОЗУЛЯ, Д.1. еМЕЛЬЯНОВА

МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ EK^On4HOÏ ОЦ1НКИ ТЕХНОГЕННО-НАВАНТАЖЕНИХ ТЕРИТОР1Й ЗА КОНЦЕПЦИЮ КOРПOРАЦIЙНOÏ СИСТЕМИ

Вказано доцшьшсть використання корпорацшно1 еколопчно1 системи ( КЕС) як базово1 моделi для прийняття оптимального управлшського ршення у системi еколопчного мош-торингу з метою збереження рiвноважного стану складових КЕС та гх гармоншного розвит-ку й еволюци. Показано необхвдшсть впровадження для характеристики еколопчносп комплексно!' системи ощнки за MIPS- i ризик-аналiзом. Надано приклад практично! реалiзацiï системи ощнювання для визначення рiвня небезпеки територп Дергачiвського пол^ону побутових ввдходав.

Актуальшсть роботи. Об'ектом еколопчного управлшня i предметом дослщження в сферi екологiчноï безпеки визначено систему систем «людина-природа». При цьому при-дшялася увага встановленню специфiчних властивостей даноï системи, екологiчних законiв i принцитв обережного втручання, розробцi технологш з екологiчним обмеженням i проблемам гармошзацп з впровадженням нових науково-практичних систем управлшня, таких як корпоративний еколопчний менеджмент. Протягом останнього часу значно зросли дослщження не тшьки в класичних, а й в новггшх напрямах (свггове забруднення, вплив сонячно1' активносп на циктчнють зсувних процесiв тощо) з тдсиленням iнтеграцiйних тенденцiй в еколопчнш безпецi. У теоретичному аспектi визначено появу концепцш, якi не реалiзованi на практицi, оскiльки немае методолопчно1' бази дослщжень рiзнотипних та рiзноприродних процесiв у галузi охорони навколишнього середовища, обмiну iнформацiею мiж рiзними науковими, промисловими та урядовими установами.

Таким чином, актуальною е проблема розробки нових пiдходiв в еколопчнш полггищ, якi радикально могли б полшшити стан навколишнього середовища, визначити основи методо-логiчноï бази, впровадження нових моделей, методiв та алгоршмв, характеристики взае-модiï та взаемозалежносп мiж рiзними об'ектами дослiдження та 1х контролю.

Пропонуеться з метою тдвищення ефективностi управлiння екологiчною безпекою впровадження штегрувального ( корпорацшного) пщходу, визначеного об'еднанням в одну систему сощально!', економiчноï i еколопчно!' систем у виглядi корпорацшно!' екологiчноï системи

(КЕС), розробка теорп i прикладних задач для нового систем-системного р1вня дослiджень з урахуванням запропонованих математичних моделей, сучасних методик оцiнки впливу техногенних джерел на навколишне середовище (НС) i !х вiдповiдностi вимогам еколопчно! безпеки [1, 2].

Одним iз методiв оцiнки вiдповiдностi стану господарчих об'екпв вимогами еколопчно! безпеки i контролю еколопчно! якостi виробництва е MIPS-аналiз, який дозволяе встановити небезпечш екологiчнi фактори, пов'язанi з еколопчними ризиками на кожнiй стадп виробни-чого процесу [3].

Задачi дослщження. Метою роботи е запровадження комплексно! методики ощнки «еколопчносп» на основi взаемоузгодження MIPS - i ризик-аналiзу для систем-системних дослiджень на базi концепцп КЕС.

У данiй робот вiдповiдно до мети дослiдження розглянуто таю питання:

1) обгрунтувати дощльтсть застосування корпорацiйних систем, як об'екпв дослщжен-ня i управлiння в OTCTmi еколопчно! безпеки;

2) визначити можливосп комплексно! екологiчно! оцiнки на основi MIPS - i ризик-аналiзу об'ектiв дослiдження i процешв, що впливають на загальну еколопчну безпеку;

3) провести розрахунки ощнки еколопчного стану техногенно-навантажених територiй за методикою MIPS - аналiзу та визначити еколопчт ризики для небезпечних об'екпв та ризик здоров'ю населення.

AH&ni3 результатiв дослiджень. Неврахування 6удь-яко! складово! управлiння - еколопчно!, соцiально! або економiчно!, призводить до вщсутносп збалансованостi представ-ництва цих систем у бшьш складних об'еднаннях, а як наслщок - неможливють управлш-ням досягти сталого еколого-соцiально-економiчного розвитку взагалi. Кожна складова трикомпонентного об'екта мае сво! характернi властивосп, якi неможливо цiлком врахува-ти при дп принципу емерджентностi у разi дослiджень на системному рiвнi, тому запропоно-вано корпорацiйну еколопчну систему у виглядi единого штегрувального утворення.

Суттевим недолiком при формуванш корпоративного екологiчного управлiння на сьогодш можна вважати методологiю оцiнки еколопчносп, що передбачае порiвняння наслiдкiв дiяльностi корпорацi! з нормативними значеннями, ощнку характеристик життевого циклу продукцi! на основi iнформацiйно-контрольного механiзму, тобто на контролi дотримання нормативiв[4]. Для уникнення вищеназваних недолiкiв при формуваннi корпорацшно! систе-ми управлiння як еколого-сощально-екожмчно! системи пропонуеться, по-перше, об'еднання трьох систем у виглядi цiлiсно! системи - корпорацтно! екологгчног системи (КЕС); подруге, розробка корпоративног системи еколог1чного управления (КСЕУ) на засадах положень системного аналiзу щодо ощнки стану КЕС будь-якого рiвня i урахуванням позитивного досвiду еколопчного менеджменту. По-трете, впровадження i розвиток корпорацшно! шформацшно! системи мониторингу як iнформацiйно! бази КЕС i прийняття рiшення в системi управляння еколопчно! безпеки на основi кшьюсно! оцiнки складових КЕС, визначено! за результатами комплексного узгодження термодинамiчного аналiзу, ризик-аналiзу i теорi! iмовiрностi за такими характеристиками: ТП - термодинамiчний потiк; S -ентротя; J - iнформацiя; NS - негентротя (рис. 1).

До переваг впровадження штегрувально! органiзацi! об'ектiв дослщження i удосконален-ня систем мониторингу, який здебiльшого використовуе експертнi методи i в останнi роки ризик-аналiз з оцiнки екологiчного стану окремих систем тд впливом зовнiшнього середо-вища, не враховуючи безпосередньо! взаемодп з ним, вiдноситься застосування за концеп-цiею обов'язкового аналiзу процешв, спричинених (обумовлених) взаемодiею мiж сумiжни-ми системами i !х iз навколишнiм середовищем.

Характеристикою стану термодинамiчно! системи i !! поведiнки тд впливом управляю-чих параметрiв е ентротя (S). Зпдно з принципом Клаузиса будь-яка система розвиваеться так, що !! ентротя зростае, а напрямок розвитку буде пов'язаний з досягненням найбшьш iмовiрного стану системи (p), який визначено залежтстю S = f(p) [5].

Еколопчний ризик, враховуючи термодинамiчну структуру екосистем, обумовлений зростанням ентропп при дп негативного фактора на ва складовi, як1 пропонуеться визначати компонентами корпорацшних екологiчних систем (КЕС) (рис.2) [6].

Рис. 1. 1нформацшно-ентропшна структура корпорацшно!' системи Для визначення еколопчного ризику формування небезпечних умов середовища з метою прогнозування !х змш запропоновано використовувати величину P;, як iмовiрнiсть дп фактора на екосистему, за даними еколопчного мониторингу i вiдповiдно до нормального розпо-дшу [7]:

1 1 Pi = -— • exp[--2--x].

л/2Л-СТmin • K 2ст min

Для розрахунку Pi мають враховуватися значення класу небезпеки (K) та нормованого показника (стmin ).

Рис. 2. Ризик-аналз для елеменпв КЕС

З питань безпеки за концепщею КЕС розглядаеться вирiшення двох задач в еколопчно-му i санiтарно-гiгiенiчному (еколого-гiгiенiчному) аспектi:

1) визначення стану об'екта дослщження, iмовiрностi порушень, ризику дестабшзую-чих процесiв, що пщтверджуеться значеннями ентропп;

2) формування нормативiв як розрахункових величин на базi мiнiмiзацi! впливу i за даними ефекпв дi! на живий оргашзм дестабiлiзуючих факторiв (екологiчний ризик i ризик здоров'ю) (рис. 3).

Навантаження на навколишне середовище вщ джерел шкiдливих речовин е економiчною частиною виробництва, розраховуеться як шдекс забруднення навколишнього середовища за допомогою MIPS - аналiзу. Якщо цей шдекс перевищуе максимально можливий, то заходи проводяться в економiчнiй сферi пiдприемства.

Об'ект дослщження -формування факторiв впливу:статистична обробка мошторингу, визначення ризиюв порушень чи компараторна iдентифiкацiя за ентрошею стану

Iмовiрнiсть впливу на живий органiзм або iнший зовнiшнiй об'ект

Формування термодинамiчного вихiдного потоку

Я

негат впливу

Розрахунок щодо нормованого стану об'екта впливу

Мтмальш допустимi порушення

Япорушення; ризик Здоров'ю

Стан об'екта впливу, дестабiлiзуючi явища, статистичне визначення зв'язку мiж станом об'екта i факторами зовшшнього термодинамiчного потоку

Термодинамiка впливу

1

Р

негативного ефекту

Р

впливу

Р

Рис. 3. Задач1 еколопчно! безпеки з реал1зац1ею концепци КЕС:

^ напрямок 1 послщовшсть розв'язання 1-1 задачц---► - задача нормування стосовно об'екта

впливу

Оцшка стану навколишнього середовища показуе стан р1вня забруднення по шдексах ризику. Якщо шдекси ризику перевищують оптимально допустим! значення, то заходи зниження ризику проводяться в еколопчнш складовш корпорацшно! системи з урахуванням ймов1рносп негативного впливу небезпечних фактор1в на людину та жив1 оргашзми.

Одночасне використання Ы1Р8-анал1зу та теорп ризиюв дозволить визначити загальний вплив на об'екти НС 1 спрогнозувати 1мов1ршсть появи небезпечного фактора для людини { ризику порушення його здоров'я (рис.4).

RiskAqua £

MIPSaqua Рвпливу_вод

Вщходи

RiskAir

MIPSair

■оГ

1.

Ршап

Рвпливу пои

3.

oi1

MIP 8 soi1

RiskHealth апё М1Р8Ьеа1Ш

Рис. 4. Взаемозв'язок ШР8-анал1зу та ризик-анал1зу: RiskAqua, Я18кА1г, Я18к8оИ, Ш8кНеа1Ш -вщхилення в1д норми стану водного середовища, атмосферного повгтря, грунпв, здоров'я населення; MIPSaqua, MIPSair, М1Р88оП, MIPShea1th - оцшка впливу на водне середовище, атмосферне повиря,

грунти, здоров'я населення; Рвпливу_вод, Рвпливу_пров, Рвпливу_грунт, Рвпливу на здоров'я -ймов1ршсть появи негативного фактора у водному середовищ1, атмосферному повир1, грунтах для

здоров'я населення.

Запропонований методичний тдхщ щодо визначення еколопчно! безпеки реалiзовано на прикладi еколопчно! оцшки Дергачiвського полiгону вiдходiв i визначення його впливу на селггебш зони за даними монiторингу (табл. 1) за розрахунками М1Р8-показниюв (табл. 2), оцшки ризикiв (табл. 3).

Таблиця 1. Вихвдт дат

Показники Норма-тиви Колодязь Джерело

1995 | 1997 | 1999 | 2002 | 2005 | 2007 1995 | 1997 | 1999 | 2002 | 2005 | 2007

Органолептичш показники

Водневий показник 6,50 7,50 7,8 7,6 8,4 6,9 6,7 7,6 7,2 7,0 7,3

Сульфати 250,00

Хлориди 250,00 50,00 239,0 263,0 328,0 355,0 276,0 150,0 310,0 88,0 322,0

токсиколопчш показники

Амиак 2,00 9,4 4,0 2,4 0,85 0,10

Ктрати 46,00 39,00 15,1 42,0 117,8 92,49 75,0 42,0 3,0 3,0 2,1 50,0

Ктрити 0,0020 0,0020 0,050 0,05 0,005 0,05 0,04 0,0

Таблиця 2. Розрахунок М1Р8- показниюв

М1 числа для повггря 1 М1 числа для води 2 М1 числа для людини 3 S,т М^ 1 М^ 2 М^ 3

0,7 93,7 2,52 90,00 0,0077778 1,041111 0,028

0,413 112,1 2,61 85 0,0048588 1,318824 0,030706

1,15 110,6 8,61 73,00 0,0157534 1,515068 0,117945

5,04 10,1 1,85 17,00 0,2964706 0,594118 0,108824

0,99 58 1,43 11,00 0,09 5,272727 0,13

10,5200 351,2 14,2200 37,00 0,2843243 9,491892 0,384324

Загальне значення MIPS 0,6991849 19,23374 0,799799

Таблиця 3. Розрахунок ризик1в

Грунт1 Вода2 Пов1т-ря3 S Клас небезпеки 2 Клас небезпеки 3 Клас небезпеки 1 грунт вод пов1т

Водневий показник 200,0 200,00 14000,0 90 4 4 4 0,06376 0,0637 0,09935

Сульфати 500000 100000 160000 85 4 3 3 0,13331 0,0999 0,13326

Хлориди 350000 350000 300000 73 4 3 4 0,09997 0,0999 0,13330

Амшак 1000 2000 2000 17 4 4 3 0,13108 0,0991 0,09915

Нгграти 30000 45000 76800 11 3 3 3 0,13328 0,1333 0,13331

Штрити 8000 3000 7000 37 1 2 2 0,19907 0,3950 0,19894

Загальне значення ризику 0,76050 0,8912 0,79733

Таким чином, одержана оцшка екологiчностi техногенно-навантажено! територi! надае iнформацiю щодо вагомосп впливу складових КЕС на рiвень екологiчно! безпеки i ризику !х для людини, дозволяе зменшити небезпечш наслiдки шляхом цiлеспрямованого управлiння еколопчною безпекою.

Висновки. У результатi дослщження визначено доцiльнiсть:

1) удосконалення системи управлшня екологiчною безпекою на основi систем-систем-них дослiджень вiдповiдно до концепцп КЕС (див. рис. 1, 2);

2) впровадження у комплекс MIPS-аналiзу та ризик-оцiнки для характеристики рiвня екологiчно! безпеки джерел техногенного впливу (див. рис. 3, 4);

3) комплексного ощнювання стану техногенно-навантажених територш на прикладi полiгону вiдходiв Дергачiвського району з урахуванням небезпеки об'екта для людини (див. табл. 2, 3).

Список лггератури: 1. Козуля Т. В., Емельянова Д. I. Система тдтримки прийняття еколопчного ршен-ня в умовах концепци КЕС 1 новггтх технологий еколопчного анал1зу / Т. В. Козуля, Д. I. Емельянова // Вестник Херсонского национального технического университета. 2010. № 2 (38). С. 285-293. 2. Козуля

Т. В. Розробка теоретичных засад впровадження концепцп корпоративно! еколопчно! системи / Т. В. Козуля // Проблеми шформацшних технологш. 2009. № 2 (006). С. 130-140. 3. Сергиенко О. Основы теории эко-эффективности: монография / О. Сергиенко, Х. Рон. СПб.: СПбГУНиПТ, 2004. 223 с. 4. Еколопчне управлшня / [В. Я. Шевчук, Ю. М. Сатанюн, Г. А. Бшявський та ш.]. К.: Леб!дь, 2004. 430 с. 5. Петров В. В. Энтропийные методы проектирования сложных информационных систем / В. В. Петров, В. М. Агеев, Н. В. Павлова // Итоги науки и техники. Техническая кибернетика. М., 1985. Т.18. С. 78 - 123. 6. Козуля Т. В. Теоретичш аспекти створення корпоративно! системи еколопчного управлшня / Т. В. Козуля // Оптико-електронт шформащйно-енергетичш технологи. 2005. № 2(10). С 193-197. 7. Тихомиров Н. П. Методы анализа и управления эколого-экономическими рисками / Н.П. Тихомиров, И.М. Потравный, Т. М. Тихомирова. М.: Юнити, 2003. 350 с.

Надшшла до редколегИ 28.08.2010 Козуля Тетяна Володимирiвна, канд. геогр. наук, доцент кафедри комп'ютерного мотто-рингу i лопстики НТУ «ХП1». Науковi штереси: ухвалення ршення в системi еколопчного мотторингу; моделювання фiзико-хiмiчних процесiв у природних системах. Адреса: Укра!-на, 61002, Харшв, вул. Фрунзе, 12, тел. 8-057-707-64-74; 8-057-707-65-05, е-mail: [email protected]

Емельянова Дар'я 1юр1вма, студентка НТУ «ХП1». Науковi iнтереси: ухвалення рiшення в системi екологiчного монiторингу; моделювання фiзико-хiмiчних процесiв у природних системах. Адреса: Укра!на, 61002, Харюв, вул. Фрунзе, 12, тел. 8-057-707-64-74; 8-057-707-6505, е-mail [email protected]

УДК 681.51.015

В.Г. ЗОТОВ

СИНТЕЗ ДИСКРЕТНЫХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ АЛГОРИТМОВ НА ОСНОВЕ ЧЕБЫШЕВСКОГО РЕШЕНИЯ

Рассматривается методика проектирования дискретных корректирующих алгоритмов для сложных динамических систем в частотной области. Предложен метод синтеза дискретных линейных корректирующих алгоритмов минимального порядка с линейными ограничениями на его характеристики в терминах линейного программирования. Приведен пример реализации метода.

1. Введение

В задаче построения дискретных корректирующих алгоритмов (ДКА) для сложных динамических систем необходимо выполнение ряда требований, которые часто могут быть жесткими и противоречивыми. Это приводит к необходимости многократного решения задачи для выбора компромиссного решения.

Цель данной работы заключается в построении метода синтеза ДКА на основе системного подхода к формированию основных ограничений к параметрам регулятора. Актуальность данной проблемы подтверждается большим числом публикаций на международных конференциях [1 - 4].

2. Постановка задачи

Пусть задана динамическая система высокого порядка с наличием присоединенных осцилляторов на различных частотах. В этом случае со стороны объекта управления для обеспечения устойчивости замкнутой системы к регулятору могут предъявляться требования в виде ограничений на его фазо-частотную и амплитудно-частотную характеристики. Эти ограничения можно сформулировать в терминах метода линейного программирования [5], представив их в виде системы линейных неравенств вида

П1 = anx1 + a12X2 + ••• + a1kXk + a1 > 0,

П2 = a21X1 + a22X2 + ••• + a2kXk + a2 >0, (1)

nm = am1X1 + am2X2 + + amkXk + am > 0,