Научная статья на тему 'Оценка рисков экологичесой безопасности городской территории методом нечеткой логики'

Оценка рисков экологичесой безопасности городской территории методом нечеткой логики Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
57
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ / НЕЧЕТКИЕ МНОЖЕСТВА / РИСК / ЭКСПЕРТНЫЕ ОЦЕНКИ / ENVIRONMENTAL SAFETY / FUZZY SETS / RISK / EXPERT ESTIMATES

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Мурадов А. А.

В статье рассмотрены принципы формирования механизма поддержки принятия решений для оценки риска экологической безопасности. Представлена схема формализации исходной качественной информации при использовании теории нечетких множеств. Показана целесообразность использования предложенных процедур при стратегическом экологическом оценивании проектов развития городских территорий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Мурадов А. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ENVIRONMENTAL SAFETY RISK ASSESSMENT OF URBAN AREAS BY FUZZY LOGIC

In the article the principles of decision support tools for risk assessment of environmental safety.A scheme for the formalization of the original quality information using fuzzy set theory is represented. The expediency of the proposed procedures for strategic environmental evaluating of urban development projects is considered.

Текст научной работы на тему «Оценка рисков экологичесой безопасности городской территории методом нечеткой логики»

всесторонние исследования для получения сведений о возможности приспособления птицы к существованию в новых условиях и путях адаптации к ним.

Надо меньше думать о том, как и чем лечить птицу, а больше уделять внимания созданию оптимальных условий кормления и содержания птицы, удовлетворяющих все потребности организма. И на такую заботу птица ответит высокой жизнеспособностью и продуктивностью.

Очевидно, что степень проявления генетического потенциала птицы зависит от технологии ее содержания.

Золотым правилом содержания бройлеров является содержание птиц одной породы и одного возраста на площадке, то есть соблюдение принципа одновременного ввоза и вывоза.

Основной задачей выбора места расположения фермы, а также ее планировки, является обеспечение отсутствия любого источника заражения. Защита усиливается соблюдением правил гигиены.

При входе на площадку должна быть предусмотрена раздевалка, которой (для смены одежды) должен пользоваться каждый входящий на территорию человек. Рекомендуется предусмотреть установку душевой кабины.

После вывоза стада и перед завозом нового, все помещения и оборудование должны быть подвергнуты тщательной очистке и дезинфекции с неукоснительным соблюдением методик. После этого следует период выдержки продолжительностью не менее 2 недель.

Особенно важным моментом при принятии решения о производстве бройлеров является выбор оборудования, обеспечивающего необходимые требования к их выращиванию.

Достижение генетического потенциала, заложенного в птице, зависит от следующих элементов:

> условия выращивания, которые обеспечивают потребность птицы к воздухообмену, качеству воздуха, температуре и площади;

> профилактика, выявление и лечение заболеваний;

> обеспечение питательных веществ в комбинации необходимых кормовых ингредиентов, правильная технология кормления и поения;

> внимание к благополучному состоянию птицы в течение всего производства, и в особенности, перед переработкой.

Если один из этих элементов не соблюдается, продуктивность стада будет падать. Эти аспекты, кроме того, взаимосвязаны.

Следовательно, несоблюдение одного из них приведет к снижению бройлерной продуктивности.

Литература

1. 1 Фисинин В. И. Технология производства мяса бройлеров / В. И. Фисинин, В. С. Лукашенко, И. П. Салеева. - Сергиев Посад, 2008. - 256 с.

2. 2 Мальцев А. Б. Нетрадиционные корма и кормовые добавки для птиц. - 2-е изд. - Омск, 2005. - 704 с.

3. 3 Кочиш И.И. Фермерское птицеводство / И.И. Кочиш, Б.В. Смирнов, С.Б. Смирнов - М.: Колос, 2007. - 103 с.

4. 4 Алексеев Ф.Ф. Мясное птицеводство / Ф.Ф. Алексеев, А.В. Адамов - Издательство «Лань», 2006. - 416 с.

5. 5 Hamilton, N.D. Broiler Contracting in the United States—A Current Contract Analysis Addressing Legal Issues and Grower Concerns / N. D. Hamilton, M. J. Watts // Journal of Agricultural Law - 2009. - 33 p.

Мурадов А.А

Аспирант, Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

ОЦЕНКА РИСКОВ ЭКОЛОГИЧЕСОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ МЕТОДОМ НЕЧЕТКОЙ

ЛОГИКИ

Аннотация

В статье рассмотрены принципы формирования механизма поддержки принятия решений для оценки риска экологической безопасности. Представлена схема формализации исходной качественной информации при использовании теории нечетких множеств. Показана целесообразность использования предложенных процедур при стратегическом экологическом оценивании проектов развития городских территорий.

Ключевые слова: экологическая безопасность, нечеткие множества, риск, экспертные оценки.

Muradov A.A.

Postgraduate student, Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering (VSUACE) ENVIRONMENTAL SAFETY RISK ASSESSMENT OF URBAN AREAS BY FUZZY LOGIC

Abstract

In the article the principles of decision support tools for risk assessment of environmental safety.A scheme for the formalization of the original quality information using fuzzy set theory is represented. The expediency of the proposed procedures for strategic environmental evaluating of urban development projects is considered.

Keywords: environmental safety, fuzzy sets, risk, expert estimates.

В настоящее время наиболее загрязненными участками являются городские и пригородные территории. В связи с этим необходимо использовать существующие и разрабатывать новые методы принятия проектных решений, с помощью которых можно прогнозировать развитие городской среды с учетом экологической безопасности.

На современном этапе принятая система проектирования развития урбанизированных территорий на основе оценки влияния на окружающую среду (ОВОС) в недостаточной мере использует экспертные оценки.

Это обусловлено, в частности, отсутствием научной базы, требованием прогноза только ограниченного количества показателей и другими причинами.

Экспертные оценки отражают субъективное мнение специалистов в данной предметной области - экспертов. Они задаются как в количественном, так и в качественном виде, поэтому возникают трудности с количественной интерпретацией полученных результатов для их использования в системах принятия решений. В связи с этим необходима разработка информационной поддержки принимаемых решений на основе использования методов обработки информации и компьютерных технологий.

На сегодняшний день наиболее значимым законодательным документом, который определяет минимальные общие процедуры для СЭО является Европейская Директива 2001/42/EC по оценке экологических последствий реализации отдельных планов и программ [1]. В Директиве прописана процедура проведения систематической, превентивной, основанной на экологической оценке проектов и открытой с участием различных заинтересованных сторон и общественностью процедуры СЭО.

Таким образом, решаемая проблема состоит в разработке и развитии моделей и методов обработки нечеткой информации в процессе проведения экологической экспертизы и мероприятий при СЭО объектов градостроительной деятельности.

Одним из основных аспектов при этом является идентификация рисков - выявление угроз и определение степени их опасности в дальнейшем. Для этого необходимо собрать и проанализировать информацию, в том числе, качественную, характеризующую виды и особенности угроз экологической безопасности, определить параметры воздействия. Выявить источники угроз и недостатки организации системы безопасности. В качестве рисков экологической безопасности будем понимать нарушение экологического баланса, превышение допустимой антропогенной нагрузки, превышение допустимого уровня загрязнения различных сред.

60

В настоящий момент считается, что экологический риск - это ущерб от наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и антропогенного характера. Для обоснования общеметодологических принципов и подходов для анализа и управления экологическими рисками недостаточно оценивать только вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия. Необходимо учитывать степень этого воздействия на окружающую среду. Поэтому, далее, под экологически риском R будем понимать произведение вероятности P , зависящей, в общем случае, от реализации отдельным источником угрозы и отдельной потенциальной уязвимости, и результирующего влияния I этого события на экосистему города: R=P■ I.

Заметим, что величина риска R , в случае количественных оценок вероятности P и ущерба I, представляет собой значение математического ожидания ущерба при неблагоприятном для окружающей среды событии.

Сложная система нелинейных связей, определяющих взаимовлияние различных угроз и отсутствие необходимой информации для получения статистических или экспертных оценок, значительно осложняют задачу оценки экологических рисков. Использование аппарата нечетких множеств для решения задач оценки рисков позволяет включать в анализ качественные переменные и использовать стандартные правила преобразования нечетких данных в четкие числа и алгоритмы нечеткого вывода[2].

Будем считать, что риск R , вероятность P и ущерб I являются лингвистическими переменными с соответствующими терм-множествами Тц={отсутствует, незначительный, низкий, средний, высокий, очень высокий, недопустимый}, TP = {невероятно ,более или менее вероятно, вполне вероятно, достаточно вероятно, вероятно, очень вероятно, близкое к 1}, Tj ={ приемлемый, средний, выше среднего, существенный, критический, катастрофический}. Функции принадлежности каждого значения терм-множеств определены на отрезке [0,1] и являются функциями гауссовского типа. База знаний записывается в виде следующих продукционных правил[3].

ЕСЛИ (х, =°lJi) И (х2 =аЪ}1_) И.. ) с весом uJi

ИЛИ (х, ) И (х2 ) И.. М(хп=а™>}ъ) с весом

ИЛИ (Х] =atki) И (х2 =azki) И.. M(xn=a”'ki ) с весом W j

ТО y=dj, j

Л, m

Здесь xi - название лингвистических переменных, i

Л, п aUp (pjLr _

l,m, w.

Ji

lJ,k}

) - значения переменной xi в строке p для правила

ki

- вес предпосылки в правиле j, 1= ' * , принимающий значение из олрезка [0,1], J - количество предпосылок в правиле с номером j, m- количество термов- значений выходной переменной у - величина риска R, dj- значения из терм-множества TR.

Мм

Введем следующие обозначения: - функция принадлежности значения щ нечеткому терму , /=!'п , j= m ,

1, к,

= J , тогда нечеткое множество запишется как

MdjO^y) функция принадлежности значения нечеткому терму из множества Т (экологическое состояние), тогда это

нечеткое множество представим в виде 1

= j Mdj(“y)/Uy Г Uy € [0,

1].

Для принятия решений по обеспечению экологической безопасности необходимо вычислить четкое значение У , которое

соответствует состоянию (вектору входных параметров) Для этого будем вычислять дефаззификацию по методу центра тяжести[2]:

/о ' MtKuj

В качестве примера приведем одно из используемых правил, которое имеет вид:

ЕСЛИ P= более или менее вероятно И I= выше среднего ИЛИ P= вполне вероятно И I= средний,

ИЛИ P= невероятно И I= критический,

ТО R= незначительный, вес этого правила w=1.

Следует заметить, что при выборе методов оценки альтернатив необходимо учитывать, что определение способа формализации процесса принятия решений зависит от многих факторов, свойства которых могут меняться в зависимости от задачи, типа экспертной информации, типа шкал измерения, системы предпочтений и пр. Более того, система приоритетов может носить иерархический характер, и для этого необходимо использовать методы обработки информации, заданной при учете, в общем случае, полимодальности функций принадлежности [3]. Также необходимо учитывать согласованность уровней решаемых задач при учете возможности реализации характеристик входящих в систему средств [4].

Литература

1. Протокол по стратегической экологической оценке к конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (2003) / [Электронный ресурс] Режим доступа http://www.unece.org/env/eia/sea_protocol.htm;

2. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений.. М.: Мир, 1976.165 с.

3. Санжапов Б.Х. Упорядочение объектов в иерархических системах при полимодальных экспертных оценках// Изв. ВолгГТУ. Сер.: Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах. 2009. Т.6. №6. С. 105-109.

61

4. Санжапов Б.Х., Садовникова Н.П. Согласование целей при эколого-экономическом обосновании градостроительного проекта с учетом ограничений на значения характеристик входящих в систему средств в условиях нечеткой информации // Вестник ВолгГАСУ. Сер. : Строительство и архитектура. 2011. Вып. 21(40).С. 151—159;

Неповинных1 Н.В., Грошева2 В.Н., Птичкина3 Н.М.

'Кандидат технических наук, доцент; 2аспирант; 3доктор химических наук, профессор, Саратовский государственный агарный

университет им. Н.И. Вавилова

ПРИМЕНЕНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ В ТЕХНОЛОГИИ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ БЕЛКОВО-УГ ЛЕВОДНЫХ

НАПИТКОВ

Аннотация

Нами были разработаны новые виды специализированных функциональных кислородных напитков на основе творожной сыворотки, фруктовых соков и пищевых полисахаридов. Пенообразующими компонентами в традиционных кислородных коктейлях в настоящее время используется один из трех компонентов: корень солодки, яичные белки или желатин. Используемые ингредиенты обладают рядом недостатков: аллергические реакции, возможность микробиологического неблагополучия яичных белков и желатина. Кроме того, пены, образуемые данными ингредиентами, нестабильны.

В данной работе рассматривается творожная сыворотка как пенообразующая основа кислородного коктейля, добавка натуральных соков в качестве вкусового компонента и пищевые биополимеры в качестве стабилизаторов кислородной пены.

Ключевые слова: кислородный коктейль, биополимеры, полисахариды, творожная сыворотка.

Nepovinnykh1 N.V., Grosheva2 V.N., Ptichkina3 N.M

'Candidate of Technical Sciences, associate Professor; ^Postgraduate student; 3 Doctor of Chemical Sciences, professor, Saratov State

Agrarian University named after N.I. Vavilov

USING OF BIOPOLYMERS IN TECHNOLOGY OXYGEN PROTEIN-CARBOHYDRATE DRINKS

Abstract

We have developed new types of specialized functional oxygen drinks on the basis of cottage cheese whey, fruit juices and polysaccharides. Foam components in conventional oxygen cocktails is currently used one of on the basis of three components: licorice root, egg proteins or gelatin. Used ingredients have a number of disadvantages: allergic reactions, the possibility of microbiological trouble with egg whites and gelatin. In addition, foam formed by these ingredients is unstable.

In this paper the cottage cheese whey as an oxygen cocktail foaming base, supplement of natural juice as a flavoring ingredient are analysed and nutritional biopolymers as stabilizers of oxygen foam.

Keywords: oxygen cocktail; biopolymers; polysaccharides; cottage cheese whey.

Целью настоящей работы явилось установление закономерностей производства кислородсодержащих напитков на основе купажирования творожной сыворотки и натуральных соков с заменой традиционной пенообразующей основы (корень солодки, яичные белки или желатин) на белки молочной сыворотки и биополимеры - пищевые полисахариды (ПС) растительной природы [1, 2].

Рассматривая творожную сыворотку как перспективную основу кислородного коктейля, имеющую высокую пищевую и биологическую ценность, и принимая во внимание, недостатки традиционно используемых пенообразователей мы изучали пенообразующую способность и свойства белковой кислородной пены в сравнении с традиционными пенообразователями.

Нами были проведены исследования по изучению кратности и стабильности пен кислородных коктейлей в зависимости от типа пенообразователя и условий взбивания.

Как было установлено традиционные пенообразователи, дают кислородную пену с достаточно высокими значениями кратности, по сравнению с пеной, образованной сывороточными белками. Стабильность пен всех образцов низкая, пены быстро (через 2 мин) теряют свою структуру и опадают. По-видимому, механизм разрушения таких пен обусловлен образованием неоднородных искривленных (волнообразных) участков, возникающих под действием термических флуктуаций.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Мы изучали влияние растительных ПС на стабилизацию белковой кислородной пены. Как показали исследования, стабильность пен с ПС увеличивается, пены остаются неизменными по структуре в течение длительного времени (в течение часа). Этот процесс объясняется тем, что при формировании пены на основе молочного белково-углеводного сырья, сока и ПС происходит активация процесса образования устойчивой кислородной пены за счет образования, так называемых, интербиополимерных комплексов на основе сывороточных белков и ПС.

Наилучшие структурно-механические и органолептические показатели были у пен с кратностью 3,0-4,5.

В ходе исследования было установлено, что оптимальная температура основы для процесса пенообразования и получения пены мелкоячеистой структуры, должна быть не выше 4 0С.

При повышении температуры основы до 20 0С и выше отмечено снижение пенообразующей способности, что объясняется тепловым движением молекул белков, не способных в таких условиях к прочной адсорбции на межфазных пленках [3, 4].

На основании полученных данных были выбраны ПС и их концентрации в качестве стабилизаторов белковой кислородной пены, позволяющие увеличить стабильность пен в 20 раз, по сравнению с традиционными пенообразователями.

Выполненные исследования показали целесообразность использования растительных ПС для стабилизации кислородных пен основе творожной сыворотки.

Разработанные кислородсодержащие белково-углеводные напитки обеспечивают организм необходимыми питательными веществами: незаменимыми аминокислотами, витаминами, минеральными веществами, пищевыми волокнами, в том числе полисахаридами, при минимальном содержании в своем составе жира (менее 0,3 %).

Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-3731.2013.4.

Литература

1. Грошева, В.Н. Исследование и разработка технологии коктейля функционального назначения / В.Н. Грошева, Н.В. Неповинных, Н.М. Птичкина // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2013. - № 2-3.-С. 61-63.

2. Птичкин, И.И. Пищевые полисахариды: структурные уровни и функциональность / И.И Птичкин, Н.М. Птичкина. - ГУП «Типография № 6» - Саратов, 2012. - 96 с.

3. Остроумова, Т.Л. Влияние белковых веществ на пенообразующие свойства молока / Т.Л. Остроумова, А.Ю. Просеков // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2007. - № 2. - С. 43 - 46.

4. Просеков, А.Ю. Влияние технических характеристик роторно-пульсационного аппарата на структуру взбитого продукта / А.Ю. Просеков // Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции. - 2005. - № 5. - С. 61-63.

62

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.