НАПРЯМИ РОЗРОБКИ іНФОРМАЦіЙНОї КОРПОРАТИВНОї ЕКОЛОГіЧНОї СИСТЕМИ ВіЙСЬКОВО-ТЕХНОГЕННИХ ТЕРИТОРіЙ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

Проаналiзовано сучасний стан системи екологiчного мотторингу вшськово-техногенних територш щодо тформацшного забезпечення процесу прийняття управлтських ршень в задачах екологiчноi безпеки. Запропоновано формування та розробка iнформацiйноi корnоративноiекологiчноiсистеми на основi технологш оперативноi аналiтичноi оброб-ки даних та методiв ттелектуального аналiзу

Ключовi слова: багатовимiрна модель; вшськово-техногенна територiя; особа, що приймае ршення; система тдтримки прийняття ршень; алгебра сктченних

предикатiв

□-□

Проанализировано современное состояние системы экологического мониторинга военно-техногенных территорий в отношении информационного обеспечения процесса принятия управленческих решений в задачах экологической безопасности. Предложено формирование и разработка информационной корпоративной экологической системы на основе технологий оперативной аналитической обработки данных и методов интеллектуального анализа

Ключевые слова: многомерная модель; военно-техногенная территория;лицо принимающее решение; система поддержки принятия решений; алгебра конечных предикатов □-□

The modern state of the ecological monitoring system of military-technogenic territories is analysed in regards to dataware of decisionmaking management process in the tasks of ecological safety. Forming and development of informational corporative ecological system are suggested which are based on technologies of operation analytical processing of data and intellectual analysis methods

Keywords: multidimensional model; military-technogenic territory; a person who makes decisions; decision-making support system; algebra of finite predicates

УДК 504.05/.06:519.816

напрями розробки 1нформац1йнот

корпоративно!

еколог1чнот системи в1йськово-техногенних територш

С.Ю. Пет pyxi н

Асистент

Кафедра бойових токсичних речовин та 3aco6iB захисту Нацюнальний техшчний ушверситет "Хармвський

пол^ехычний шститут" вул. Фрунзе, 21, м. Хармв Контактний тел.: 067-74-514-74

1. Вступ

Актуальшсть дослщження

Регулювання якост стану навколишнього природного середовища (НПС) е неможливим без отримання об'ективно! шформацп про ситуащю, що склалась на територп розташування вшськово-техногенного об'екту. Безперечним е те, що оператившсть i яюсть процесу управлшня суттево залежить вщ шформацшного

забезпечення процеав прийняття ршень. Слщ за-значити, що змши, як в техшчному забезпеченш, так i в еколопчнш, економiчнiй та сощальнш сферах сьогодення, потребують впровадження шновацшних шформацшних технологiй у системи еколопчного монiторингу вiйськово-техногенних територш, з метою контролю i ощнки ситуацп, прогнозуван-ня стану НПС та прийняття управлшських рiшень, ощнки еколопчних ризикiв та розрахунку саштарно-

захисних зон. У сферах сустльно! дiяльностi вже ма-ють активний розвиток шформацшш системи третього поколiння - «Системи тдтримки прийняття ршень» -OLAP-системи, експертнi системи, iнтелектуальнi системи, системи баз знань, яю зорieнтованi на спiльний аналiз даних та алгоритмiчнi моделi вироблення ршень. Але нагальною залишаеться потреба в засобах аналiзу, що доповнюють функцп систем управлiння базами даних та володтть достатньою гнучкiстю для передбачення та автоматизацп рiзноманiтних видiв штелектуального аналiзу, системах, що вiдповiдають особливостям управлшня станом навколишнього природного середовища i враховують складнiсть та багатофакторшсть екологiчних процесiв [1-3].

Мета i задачi дослiдження

Метою дано! роботи е розробка основ концепцii та структури шформацшно! корпоративно! екологiчноi системи (1КЕС) [4], яка забезпечуе ефек-тивне управлiння станом НПС за рахунок надання необхщно! i достатньо! iнформацii особi, що приймае ршення (ОПР), з метою пiдтримки процеав прийняття рiшень.

На даному етат дослiдження розглянутi наступнi питання:

1) дослвдження та розробка ефективних моделей та методiв проектування 1КЕС як шформацшно-аналiтичноi системи тдтримки прийняття ршень на основi технологш оперативно! аналiтичноi обробки даних;

2) застосування методiв iнтелектуального аналiзу тд час роботи з багатомiрною моделлю iнформацii, що мiститься в 1КЕС.

2. Обговорення результатiв дослщження

Впровадження в систему еколоНчного монiторингу корпоративного тдходу, який враховуе взаемовiдносини та забезпечуе гармоншний розвиток мiж складовими макросистемами: екологiчною, економiчною та сощальною, дозволяе визначити стан як корпоративноi екологiчноi системи (КЕС) в щлому, так i кожно! з п пiдсистеми [5]. Безпереч-но, реалiзацiя концепцп корпоративностi у виршенш екологiчних задач стае корисною i у вiйськовiй сферi. У разi представлення вiйськово-техногенноi територГ!, як корпоративно! еколопчно! системи нагальними стають питання шформацшного забезпечення ОПР, на вах етапах життевого циклу вiйськово-техногенного об'екту та територГ! його розташування, ввдповвдно до вимог як держави так i мiжнародних вимог в обласи екологiчноi безпеки та управлiння станом НПС. ОПР повинна бути забезпечена як фактичною оперативною шформащею про ситуащю, що склалась, так i базовою iнформацiею, про навколишне середовище. Слiд зазначити, що вiдповiдно до питань актуальносп iнформацiйного забезпечення СЕМ ЗС Укра!ни [6], як шформацшно-аналГтична система, 1КЕС являе собою автоматизовану систему тдтримки прийняття ршень, спецiалiзацiя яко! може розроблятися вщповщно до видiв ЗСУ та специфiчних природно-

техногенних геосистем. Саме корпоративний тдхвд дозволить вирiшувати екологiчнi питання як у на-прямку визначення еколопчного стану вшськово-техногенних територш, так i надання оцiнки впливу управлшських дiй на природнi екосистеми i загальний стан динамiчноi рiвноваги в цiлому для КЕС.

Враховуючи особливост структури вiйськового управлiння слвд зазначити, що найбiльш гостро стае питання штерпретацп екологiчноi iнформацii та узгодженост екологiчних даних, з якими працюе ОПР. Ва показники, що надходять, про стан НПС повинш ощнюватись на фонi конкретних стввщношень при-родних, економiчних i сощальних умов в певний момент часу. Таким чином, необхвдно враховувати як мкце розташування вiйськово-техногенноi територГ!, особливост та функцiональне призначення регюну, так i змiни в чаа щодо вимог до якостi НПС на цш територГ!. Пiд час штерпретацп шформацГ! мае враховуватись i рiвень (посадовий i фаховий) користувачiв екологiчною iнформацiею у вiдповiдностi до щлей i задач, що стоять перед ними. 1нформацшш потоки, що надходять з тдсистем 1КЕС, повиннi бути структурованi у единому формат та строго стандартизованi. З щею метою кожний з шформацшних потокiв формуеться у вiдповiдностi до умов, що описуються в картщ вхщних даних, i мають едину встановлену форму. 1КЕС мае чГтко розмежувати екологiчний, економiчний i сощальний iнформацiйнi потоки, тим самим твердо визначати критерГ!, показники i параметри за цими видами iнформацГ!. Крiм того, вона дозволить реагувати на будь-як дГ! факторiв, що змшюють стан навколишнього середовища, i таким чином надаватиме оперативну та достовiрну iнформацiю.

Отже, враховуючи складшсть та багатофакторний характер шформацГ!, що надходить в 1КЕС, виникае необхщшсть розробки i впровадження багатовимiрноi моделi представлення iнформацii, що забезпечить визначення вах iерархiчних складових кожно! з тдсистем КЕС. Виршення ще! задачi може бути здшснено завдя-ки застосуванню технологiй оперативно! аналиично! обробки даних.

OLAP-системи е технологiею оперативно! аналмично! обробки даних, яка використовуе методи та засоби для збору, збер^ання i аналiзу багатовимiрних даних, з наданням користувачу простих i зручних засобiв оперативного доступу до даних, динамiчноi побудови звiтiв, графжв, формування складних запитiв, агрегування, прогнозування та виконання шших аналiтичних дш, з метою пiдтримки процесiв прийняття ршень.

Важливим пiд час роботи з шформащею, що надходить про стан КЕС, е саме те, що засобами OLAP-систем використовуеться багатовимiрна структура збер^ання та представлення шформацГ!, що спрощуе процеси !! сприйняття i аналiзу. Крiм того, OLAP-системи розрахованi на роботу з iерархiчними та багатоiерархiчними структурами. Iнформацiя в цих системах представляеться у вигляд^ так званого, багатовимiрного куба (гiперкуба) (рис. 1.), що дозволяе корегувати юльюсть вимiрiв та способи !х групуван-ня, робити зрiзи та вирiзи, змшювати детальнiсть даних. Виконання цих операцш над гiперкубом вiдiграе важливу роль у вщображенш, представленнi та штерпретацп шформацГ!, що надаеться ОПР, з метою прийняття нею ефективного управлшського ршення.

Природы дестаб1л1зуюч1 факгори

Антропогены дестабтЬуюч1 факгори

Напрямок ШВИДК1СТ& Вертикальна 1

Параметри навколишнього середовища

Природний рад1ац|йний фон Атмосферний Вггровий режим

Пов1тря

Грунта

Воды ресурси

Бюта

J

I

Кп1матично-метеоролопчн1 параметри репону

Рис. 1. Варiант графiчного представлення трьохвимiрного iнформацiйного

гiперкуба в 1КЕС

З метою тдвищення структуризацii даних, 1х вiдбiр та аналiз здiйснюeться вщповщно до значень вимiрiв, якi оргашзуються в ieрархiчнi структури. Слiд зазна-чити, що за умови багатовимiрноi органiзацii даних, вони не надаються ОПР у виглядi трьох-, чотирьох- чи п'ятивимiрних гiперкубiв, а тд час аналiзу робота ве-деться з плоскими зрiзами багатовимiрного гшеркуба з двовимiрним табличним поданням та з двовимiрними дiаграмами.

Практичний штерес являють ROLAP-системи, тобто системи операцiйноi аналiтичноi обробки реляцiйних баз даних, яю перетворю-ють iнформацiю в багатомiрну модель через промiжний шар метаданих.

Для виршення екологiчних задач, яким властивi ieрархiчнi вимiри, реалiзацiю багатомiрного представлення даних дощльно проводити за схемою «сшжинка» (рис. 2.) [3]. При цьому, окремi таблицi фактiв ство-рюються для можливих вiдображень рiвнiв узагальнення рiзноманiтних вимiрiв. Таблицi вимiрiв вщповщають характеристикам об'екту, за яким ве-деться спостереження: географiчноi та клiматично-метеорологiчноi характеристики регiону; виду забруднення, або дестабШзуючого фактору; джерел надходження шформацп; часу надход-ження шформацп; користувачiв, для яких призначена дана шформащя. До моделi можуть вноситись певш корективи вiдповiдно до функщональних та просторових характеристик вiйськово-техногенноi територii.

Подальша робота з багатовимiрною моделлю iнформацii, що мiститься в 1КЕС, як для формування еколопчного портрету [7], так i забезпечення ОПР необхщною i достатньою юльюстю iнформацii, щодо ситуацii, що склалась, потребуе застосування методiв iнтелектуального аналiзу [8, 9].

Хiм. забруднення_dim

ЦП Х1м1чне забруднення .Key ПН Х1м1чне забруднення .ID НИ Небезпечш речовини.ID □ БТХР. !р ^

Небезп. речовини_dim

О Небезп. речовини .Ю НИ 1 клас небезпеки .ID НИ 2 клас небезпеки.Ю НИ 3 клас небезпеки.Ю НИ 4 клас небезпеки.Ю

1 клас небезпеки

О 1 клас небезпеки.Ю □ СДОР.Ю

| | Х1м1чн1 токсичн1 сполуки.ID

СДОР_Ь1п

□ СДОР.ID '□ СДОР

Х1м1чн1 токсичн1 сполуки_Ь1п

I I Х1м1чн1 токсичн1 сполуки.ID I I Х1м1чн1 токсичн1 сполуки

БТХР dim

□ БТХР.Ю

НИ Отруйн I речовини .Ю НИ Б1лков1 токсини.ID П Ф1тотксиканти .ID

:-

Об'ект dim

Користувач_dim

П Користувач .Key 1Ш Користувач .Ю I | Назва орган 1зацИ I | Iм'я користувача I I Рег1он

□ Адреса

О Телефон /Факс

□ E-mail

□ Об'eкт.Key

□ Об'eкт.ID I I Назва об'екту I I Координати об 'екту I I Характеристика об 'екту

x

Антропогенн дестабiлiзуючi фактори_fact

□ Об'ект.Key I I Регiон.Key

□ Час.Key

I I Джерело ^ф.^у I I Користувач .^у

I I Х1м. забруднення .Key □. . .

□. . .

НИ Вимоги до якост НПС репону I | Нормативна документац1я щодо охорони НПО^_

Час dim

□ Час.^у

□ Час.ID

□ Дата

□ Р1к

| | М1сяць

□ День

I I Година I I Хвилина | | Секунда

Джерело iнф_dim

| | Джерело шф.^у | | Джерело шф.Ю I I Пост спостереження .Ю

□ МНС.Ю

□ Гдрометеоцентр .ID

Пост спостереження 1_dim

I | Пост спостереження 1.Ю СИ Пост спостереження 1

Репон dim

П Регiон.Key

□ Регiон.ID

□ Пов1тря.Ю

□ Грунт. ID

□ Вода.ID

□ Бiота.ID

СИ Кл1матично-метеоролог.

параметри .Ю СИ Джерела забруднення.ID

Кл Iм атично-м етеорол ог. параметри _dim

I I Природний рад 1ац1йний фон .Ю | | Атмосферний тиск .Ю

□ Температура пов iтря.ID I I Волопсть повiтря.ID

НИ В1тровий режим .ID

I I Середня кшьмсть опадiв.ID

□ . . .

Рис. 2. Багатовимфне представлення даних за схемою «сшжинка» (фрагмент)

Проведений аналiз антропогенних дестабШзуючих факторiв впливу на НПС дозволяе представити за-гальну математичну модель на прикладi хiмiчного за-бруднення небезпечними речовинами вщ потенцiйно них сполук: небезпечного об'екту (рис. 3).

P(X0>X1>X11>X114>X114l) _ Х0 Х1РХ114 Х114 _ C4 .

Вiдповiдно, класи небезпеки для хiмiчних токсич-

1 Бензол хлористий 1 Бар м вуглекислий 1 Азотна кислота 1 Азоту диоксид 1 Ангдрид оцтовий 1 Азоту оксид 1 1 1 Амi ак 1 Ал Ki лсул ьфат н атр i ю

2 ПдрозинГдрат 2 Бенз(а)п рен 2 Ан л н 2 АкролеТн 2 Анг дрид С рчаний 2 Азоту трифторид 2 Альдегщ вaлерiaнов.

3 Метил бромi стий 3 Бутил хлористий 3 Ацетоц iaHr дрид 3 Акрилон трил 3 Бромiстий гептил 3 Алю лдиметилaмi ни С17-С20 3 Альдегщ iзомaсляний

Рис. 3. ДекомпозиЩя iepapxÎ4HOÏ структури антропогенних дестабiлiзуючих факторiв впливу на НПС (фрагмент)

Декомпозищя iерархiчноï структури антропогенних дестабШзуючих факторiв мовою алгебри предикатiв мае вигляд:

ХГ V х?3 V Х„& V Х03 V Х03 V х0"3 V х0 = 1

для хiмiчного забруднення:

xy v хбр = 1 .

Вщповщно, для небезпечних речовин, за класами небезпеки, маемо:

Х^' V хнр2 V ХЧ>3 v Xi"P« = ! ,

а розподiл речовин кожного з клаав небезпеки ма-тиме вигляд:

xcp V хтр - 1 А111 v A111 _ 1

хср V хтр - 1 А112 v А112 _ 1 '

хср V хтр - 1 ,

A113 v А113 _ 1 '

хср V хтр - 1 •

A114 v 114 _ 1

Кожен клас небезпеки для сильнодтчих отруйних речовин буде записаний як скшченний предикат:

P(xo>xi>xii>xiii>xiiii) = xo xiPxii'xiïi = Ci , P(X0,X1,X11,X112'X112l) = X0 X1PX112X112 = C2 ,

P(xo>xi>xii>xii3>xii3i) = xo xiPxii3X113 = C3 ,

P(x0'X1'X11'X111'X1112) = x0 xipxil'xil1 = T1 ,

P(x0'X1'X11'X112'X1122) = X0 X1PX11 2X112 = T2 ,

P(X0>X1>X11>X113>X1132) = X0 X1PX113 X113 = T3 ,

P(X0,X1,X11,X114,X1142) = X0 X1PX1P'X1P2 = T4 .

В подальшому, враховуючи умови, що забезпе-чують довгострокове та оперативне прогнозування, отримуемо предикатну штерпретащю необхiдноï i достатньоï iнформацiï для ситуацп, що склалась, яка е основою для формування еколопчного портрету. З урахуванням завдань, що стоять перед ОПР, функщонального призначення вiйськово-техногенноï територп та вимог до яюсного стану НПС регюну проводиться попарне порiвняння визначених критерiïв з наданням бальноï оцiнки та розрахунком вагових коефвденпв, для визначення оптимальностi даноï iнформацiï, з метою пiдтримки процесу прийняття управлшського рiшення.

3. Висновки

Отже, проведет дослщження визначили дощльтсть застосування багатовимiрноï моделi зберiгання та представлення шформацп про стан КЕС, а також використання алгебри скшченних предикаив, як методу iнтелектуального аналiзу, пiд час роботи з нею. Це дозволяе забезпечити ОПР необхщною i до-статньою iнформацiею, щодо ситуацiï, що склалась, та е основою для визначення оптимальноï шформацп, з метою прийняття ефективного управлшського ршення.

Таким чином, в результат дослщжень за даним на-прямком:

1) визначена дощльшсть застосування технологiй оперативно! аналогично! обробки даних та алгебри скшченних предикатiв пiд час роботи з шформащсю, що поступав в 1КЕС з метою пiдтримки прийняття ршень;

2) пiдтверджено ефективнiсть застосування 1КЕС в задачах екологiчноi безпеки вшськово-техногенних територiй.

Лiтература

1. Боков В.А. Основы экологической безопасности: Учебное

пособие /В.А. Боков, А.В. Лущик. - Симферополь: СОНАТ, 1998. - 224 с.

2. Еколопчне управлшня: Шдручник /[Шевчук В.Я., Саталкш Ю.М., Бшявський Г.О. та ¡и.]. - К.: Лiбiдь, 2004. - 432 с.

3. Барсегян А.А. Технологии анализа данных: Data Mining,

Visual Mining, Text Mining, OLAP /А.А. Барсегян, М.С. Куприянов, В.В. Остапенко, И.И. Холод. - 2-е изд., пере-раб и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 387 с.

4. Козуля Т.В. Корпоративна шформацшна система: концепщя та структура /Т.В. Козуля, С.Ю. Петрухш //

Радиоэлектроника и информатика. - 2007. - №3 (38).

- С. 87-91.

5. Козуля Т.В. Моделирование структуры и идентификация состояния корпоративной экологической системы (КЭС) /Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова //Проблеми ¡нформацшних технологш. - 2007. - №1. - С. 178-185.

6. Напрямки вдосконалення природоохоронно!' д1яльност в

Збройних Силах Украши. Науково-методичний поабник /[Ситник Ю.1., Лисенко О.1., Чумаченко С.М. та ¡и.]; за редакщею О.1. Лисенка, С.М. Чумаченка, Ю.1. Ситника

- К.: ННДЦ ОТ ; ВБ, 2006. - 424 с.

7. Козуля Т.В. Мюце еколопчного портрету територп в ¡нформацшному забезпеченш систем мошторингу / Т.В. Козуля, С.Ю. Петрухш //Вестник Херсонского Национального Технического Университета. - 2007. - №4 (27). - С. 230-233.

8. Бондаренко М.Ф. Теория интеллекта: Учебник /М.Ф.Бондаренко, Ю.П. Шабанов-Кушнаренко. - Харьков: ООО «Компания СМИТ», 2006. - 576 с.

9. Бондаренко М.Ф. Комп'ютерна дискретна математика:

Шдручник /М.Ф.Бондаренко, Н.В. Бшоус, А.Г. Руткас.

- Харюв: «Компашя СМ1Т», 2004. - 480 с.