CC BY
15
-□ □-
Надат результати формування комплексног методики оцтки екологiчного стану при-родно-техногенних об'eктiв. Показана дощль-тсть i необхiднiсть при дослиЖенш системних утворень за умови багатофакторного аналiзу вихидног шформацп застосовувати методичне узгодження методу головних компонент i компа-раторног идентифжацп. Ефективне використан-ня наданог методики забезпечуеться розробле-ним програмним продуктом у виглядi мобшьного додатку
Ключовi слова: природно-техногенний об'ект, екологiчнiсть, оцтка вiдповiдностi вимогам без-
пеки, комплексне методичне забезпечення
□-□
Представлены результаты формирования комплексной методики оценки экологического состояния природно-техногенных объектов. Показана целесообразность и необходимость при исследовании системных образований применять в условиях многофакторного анализа исходной информации методическое согласование метода главных компонент и компаратор-ной идентификации. Эффективное использование предоставленной методики обеспечивается разработанным программным продуктом в виде мобильного приложения
Ключевые слова: природно-техногенный объект, экологичность, оценка соответствия требованиям безопасности, комплексное методическое обеспечение -□ □-
УДК 519.713: 504.064
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.51060|
РОЗРОБКА ОЦ1НКИ ЕКОЛОПЧНОСТ1 ТЕХНОГЕННИХ ОБ'бКЛВ НА ОСНОВ1 МЕТОДУ КОМПАРАТОРНО1 1ДЕНТИФ1КАЦП
Т. В. Козуля
Доктор техычних наук, професор* E-mail: [email protected] М. О. Белова Астрант** Кафедра комп'ютерного мошторингу та лопстики* E-mail: [email protected] М. М. Козуля Астрант** *Кафедра комп'ютерного моыторингу та лопстики*** **Кафедра штелектуальних комп'ютерних систем*** ***Нацюнальний техшчний уыверситет «Хармвський полiтехнiчний шститут» вул. Фрунзе, 21, м. Хармв, УкраТна, 61002
1. Вступ
Промисловi та iншi техногеннi об'екти визнача-ють як складш органiзацiйно-технiчнi системи, ха-рактерними ознаками яких е нелiнiйнiсть, багатоком-понентнiсть i наявнiсть велико! юлькост внутрiшнiх i зовнiшнiх зв'язкiв. Методолопя оцiнки екологiчноi безпеки таких об'екпв використовуе екологiчнi, гео-графiчнi, еколого-медичш та медико-географiчнi ме-тоди системного аналiзу на основi врахування понят-тя цiлiсностi, взаемозв'язкiв, структури, оргашзацп, iерархiчностi систем вiдповiдно до загально! теорii систем i бази знань-орiентованих даних [1].
Визначення техногенного об'екта як сощально-еколо-го-економiчноi системи за концепщею сталого розвитку потребуе удосконалення системного аналiзу при необ-хвдносп досягнення екологiчноi безпеки з врахуванням об'ективно реалiзованих самодовiльних вiдношень мiж складовими при формуваннi цiлiсного природно-тех-ногенного утворення. Функцiональнiсть такого об'екта визначаеться динамжою систем, описуеться змшними та параметрами, якi вiдповiдають за стан складових на конкретному iерархiчному рiвню. При ускладненнi оргашзацп iнформацiя з нижнiх системних рiвнiв за синерге-тичним принципом «розширення-стиснення» фазового простору забезпечуе цiлiснiсть об'екта i його гомеоста-тичну взаемодт з зовнiшнiм середовищем [2].
Для запровадження положень системного аналiзу стану об'екта соцiально-еколого-економiчного змiсту доцiльним е звернення до синергетики, сутшсть яко! у межах дослiдження екологiчних проблем управлшня полягае в iдеi самооргашзацп. Таким чином, при данiй постановщ задачi дослiдження актуальним стае впро-вадження комплексноi методики оцiнки стану при-родно-техногенних об'ектiв з метою прогнозування його впливу на функщонування навколишнього природного середовища (НПС) i подальшого визначення управлiнських ршень на основi розв'язання задач еколого-економiчноi та соцiально-екологiчноi безпеки.
2. Аналiз лiтературних джерел i постановка проблеми
Головним завданням мониторингу е шформацшне забезпечення управлiння якiстю навколишнього природного середовища [3]. Вщповщно до класичнот теорп управлiння, регулювання стану екосистем базуеться на використанш шформацп про можливi варiанти асимптотичного руху до рiвноваги (сталостi) системи i засоби Ti переходу у таю стани [2].
При виршенш завдань ощнки стiйкостi стану при-родних об'екпв в екологiчних дослiдженнях вико-ристовують стохастичнi та детермiнованi математичш моделi [4]. Для встановлення рiвня небезпек сценар-
©
ний тдхщ застосовуе апарат ймовiрнiсного аналiзу, в рамках якого здiйснюeться аналiз потенцiйних аварiй на пiдприeмствi з визначенням 1х тяжкостi та частоти за результатами ризик-аналiзу [5].
Для практичного застосування в умовах задач еко-номiчного управлiння розробленi i широко застосову-ються рiзноманiтнi логiко-iмовiрнiснi моделi на основi методiв типу «дерево вщмов» - «дерево подш», схеми функцiональноi цiлiсностi, загального логiко-ймовiр-нiсного, топологiчного, логiко-графiчного та шших методiв, якi рекомендованi багатьма нащональними та мiжнародними органiзацiями для практичних роз-рахункiв при виконаннi ймовiрнiсноi оцiнки безпеки складних динамiчних систем [6]. Даш методи потребу-ють вирiшення достатньо складних питань, пов'язаних з використанням характеристик надшност вимiрю-вання параметрiв вiдмов i небезпек, що ускладнюе iх використання для отримання гарантованих резуль-татiв вщ запропонованих заходiв екологiчноi безпеки.
Достатньо поширеними для формування узагальне-ного критерш оцiнки безпеки е методи на основi функцii корисностi, побудованоi з використанням отриманих за рiзними методиками iндексних показникiв, орiенто-ваних на безрозмiрнi шкали безпеки. Таю шкали вста-новлюють вiдповiднiсть мiж значенням iндексу ризику DmL i вiдповiдним йому показником функцii втрат d. За змiстовнiстю побудови шкала е суб'ективною i виражае ставлення експерта до окремих шдексних показниюв [7].
При розглядi об'екта як системного утворення при-родно-техногенного походження для ощнки стану без-печност необхiдно врахувати взаемовплив еколопч-них, сощальних, економiчних складових, що передбачае роботу з рiзнорiдними показниками. Зважаючи на не-долiки зазначених вище методiв при дослiдженнi об'ек-пв з рiзнорiдними складовими, у робот запропоноване комплексне методичне забезпечення з використанням положень теорii компараторноi вдентифжацп. В межах даноi методики вщбуваеться трансляцiя складноi на-уковоi шформацп до математичного опису сенсорних систем, структурноi iдентифiкацii невiдомого оператора та визначення його параметрiв, що використовуеться для ощнки якост складних техногенних об'екпв.
3. Цiль i задачi дослщження
Метою роботи е формування методичного забезпе-чення ощнки еколопчного стану промислових об'ектiв на основi багатофакторного аналiзу вихiдноi шформацп за умови комплексного узгодження методу голов-них компонент i компараторноi iдентифiкацii.
Для надання опису щлкност складного природ-но-техногенного комплексу запропоновано впрова-дження синергетичшл парадигми, що забезпечить вь докремлення дестабШзуючих факторiв i визначення механiзмiв екологiчного 1х регулювання. У виконаних дослвдженнях поставленi i вирiшенi таю завдання:
- надати обгрунтування комплексноi методики оцiнки екологiчноi якост природно-техногенних об'ектiв iз запровадженням синергетичноi, ентропш-но-iнформацiйноi складовоi системного аналiзу;
- розробити алгоритмiчно-програмний комплекс забезпечення реалiзацii комплексноi методики оцiнки еколопчност стану складних систем;
- встановити дощльшсть запропонованих мето-дичних удосконалень на прикладi практичного визначення еколопчного рейтингу райошв в Хар^сь^ областi та дослiджень стану безпеки на промислових об'ектах за результатами розрахунюв розробленоi програми з ощнки невщповщност аналiзованих пара-метрiв прийнятим стандартам.
4. Рiшення задачi дослщження та аналiз результатiв
4. 1. Впровадження синергетичного аспекту в еко-лопчну оцiнку стану складних об'екив для здшснен-ня управлшсько! дiяльностi
Вагоме значення для забезпечення надшност управлiння мае адекватний аналiз об'екта на рiзних рiвнях дослщження: опис елементiв системи на мь кроскопiчному рiвнi; видiлення iнформацiйних даних для ощнки стану системи на мезоскотчному рiвнi; ви-дiлення особливих закономiрностей поведiнки системного об'екта при взаемодп з зовнiшнiм середовищем.
Принципово важливим е видiлення з вихщних даних управляючих параметрiв структури об'екта, якi е фжсованими для регулювання необхiдноi якостi системи. Структура «об'ект - навколишне середовище» зберiгаеться при змiнi умов середовища i визначаеться у такому випадку стшкою; при iнших результатах мова йде про ввдносну нестшюсть структури. Поведiнка системи у випадку нестшкост залежить вiд принципово малоi кiлькостi змiнних - параметрiв порядку, якi в умовах прояву хаотичноi змiни стану системи, високого ступеню невпорядкованостi приводять 11 до самоорга-нiзацii.
Завдання самоорганiзацii i подальшого самовщ-новлення взаемодп у природно-техногенному утво-реннi (промисловий об'ект - навколишне природне середовище) ускладнюеться необхщшстю врахування енергетичноi, технологiчноi та шформацшно-планую-чо1 компоненти. У цьому випадку внутршня оргаш-зацiя системи, и поведiнка не можуть бути описанi в причинно-наслiдкових категорiях.
Техногенний об'ект розглядаеться як вщкрита система, нелшшна: певному набору ршень нелiнiйних рiвнянь, що описують поведшку системи, вiдповiдае множина варiантiв переходу в той чи шший вщносно стiйкий стан, еволюцiя вiдбуваеться стрибкоподiбно. У процесi корiнних змiн техногенна система характеризуемся множиною дискретних сташв. Спектр структур, якi е результатом еволюцшних процесiв, на рiвнi технологiчних систем обмежено. Таким чином, дестабШзащя системи i повернення и в стан рiвноваги визначаеться вибором мiж рiзними аттракторами у результат досягнення нею точки бiфуркацii [8].
Пiдприемство як складна сощально-еколого-еко-номiчна система е внутрiшньо-нестiйкою за такими критерiями:
1) наявнiсть велико! юлькост елементiв та зв'язкiв мiж ними;
2) нелiнiйний характер взаемодп елеменпв системи;
3) залежнiсть елеменпв вiд зовнiшнiх дестабШзу-ючих впливiв;
4) активнiсть елементiв, якi знаходяться у сташ постiйного поповнення шформацп;
5) обмежетсть доступно! iнформацii;
6) пороговий характер процеав, що полягае у до-сягненнi конкретних результапв лише у випадку, коли зусилля, спрямоват на цi результати, перевищують деяку границю значень;
7) наявшсть часового запiзнювання реакцп системи на змшу умов взаемоди з навколишшм середовищем.
На вiдмiну вiд ортодоксального тдходу пошуку оптимального шляху розвитку в управлшт з ураху-ванням зазначених вище особливостей системного об'екта запроваджено синергетичний тдхщ, що дозво-ляе розглядати систему, як таку, що, постшно змшю-ючись, потребуе пльки корегування параметрiв для тдтримки 11 функцiональностi.
Таким чином, значущим в досягненнi безпеки об'екта стае комплексна тдтримка змiстовних характеристик системи, 11 структури, внутрiшнiх зв'язюв, ступеню хаотичностi, характерно! для конкретно! дь яльностi з урахуванням еволюцп усiе! системи в часi; пошуку шляхiв самоорганiзацi'! i переходу системи в стан самоввдновлення. Обмежений шформацшний по-тiк потребуе вирiшення задачi своечасного реагування на змiну середовища функцiонування сощально-еко-лого-економiчних систем, що у даному дослвджент пропонуеться зробити за рахунок впровадження ком-параторно! щентифжацп для оцiнки якостi природ-но-техногенних утворень.
4. 2. Обгрунтування методичного забезпечення оцш-ки якостi з елементами компараторно! щентифжацп
За умови невизначеностi вихвдних даних, мшли-востi характеру переб^у процесiв, велико! кiлькостi рiзнорiдних факторiв, якi впливають на функщональ-шсть i розвиток системи, системно! структури об'екта дослвдження, доцiльним е пошук i розробка засобiв та шформацшних технологiй для вирiшення прикладних задач значного рiвня комплексностi.
Розвиток техногенно! системи iнтерпретують як перехiд ввд початкового стану системи S0 в бажаний стан S1. Такий перехiд описуеться функцiею, яка доз-воляе встановити зв'язок поточного стану об'екту S(t) з управляючим впливом и^), перешкодами г|^) i по-чатковим станом S0:
S(t) = f . (1)
Завдання синтезу управлшня вирiшуеться шляхом формування управлшського впливу
U(t) =
К, ={K0(S,U)},i = 1;к.
Розв'язок тако! задачi зводиться до виршення за-вдань планування для допустимих у виглядi
U(t) = и^оо, Sk,t} = u*(t)+и
кового (S0,t0) у кiнцевий стан (Sk,tk); и-управлшня, яке компенсуе вщхилення вщ S (t).
Отже, вирiшення задач управлшня яюстю у со-щально-еколопчному аспектi безпеки повинно ба-зуватися на результатах оцшки стану природно-тех-ногенних об'ектiв. Для таких юльюсних визначень пропонуеться використати елементи теорп компара-торно! iдентифiкацi'! з математичного опису сенсор-них систем, встановлення невщомого оператора i його параметрiв з метою оцiнки вiдповiдностi складних систем встановленим вимогам безпеки.
Для будь-яко! сукупностi елементiв Х0,Х1,Х2,...,ХП загально! кiлькостi п, кожен з яких характеризуеть-ся т набором певних параметрiв {х^}, , = 1;п; ] = 1;т, встановлюеться стан Sn згiдно з прийнятим початко-вим станом S0. Складшсть i рiзноманiтнiсть об'екта обумовлюе рiзний фiзичний змiст параметрiв {х^}, що заважае надати однозначну !х оцшку. У зв'язку з цим проводиться нормування вихщних величин на осшж обраного «еталонного» значення, яке е найкращим для задано! вибiрки параметрiв. Згiдно з «еталонним» зна-ченням розраховують вiдхилення кожного з параме-трiв. Чим бiльше величина вщхилення наближаеться до 0, тим краще буде стан оцшюваного об'екта. Для ви-значення стану об'екта використовуеться компаратор, що мае т входiв i один вихiд (рис. 1).
(2)
Стутнь досягнення кiнцевого стану Sk i матерь альних затрат на реалiзацiю управлiння и е задачею багатофакторно! оптимiзацi'! за умови виконання екс-тремуму частинних критерпв якостi
(3)
(4)
де и*^) - програмне управлiння, яке реалiзуе опти-мальну траекторiю S*(t) переходу системи з почат-
Рис. 1. Схема компаратору
Допустиме вщхилення за шкалою оцшки небез-пеки становить 20 % вщ оптимального (максимально досяжного за даних умов) значення, що визначае витривалу стшюсть до впливiв. Зовшшне регулю-вання для стабiлiзацi'! параметрiв i полiпшення вщ-повiдностi вимогам сощально-еколопчно! безпеки потребуе система, стан яко! дестабiлiзовано бiльше нiж на 20 % [9].
За даною методикою проводиться еколопчне ран-жування систем: на перше мкце рейтингу розмщу-еться об'ект з оптимальним вщхиленням параметрiв вiд !х безпечних значень/еталонних величин не б^ьше 20 %, i позначаеться вiдповiднiстю 1. Надалi форму-еться нова вибiрка об'ектiв, яка не включае обраний об'ект. Розрахунки проводяться у тш же послщовно-стi, починаючи з пошуку еталонних значень параме-трiв, у результатi чого обираеться об'ект на друге мшце рейтингу. Формуеться оновлена вибiрка. Розрахунки
проводить до отримання загального рейтингу об'екПв за значениями еколопчних вщхилень.
При наявносп велико! за обсягом (р1знорвдшстю) вихщнслшформацп запропоновано до ранжування залу-чати вагомi параметри стану системи зпдно з постановкою задач1 дослщження. Таким чином запроваджуеться комплексне методичне забезпечення оцшки р1вня якосП складних систем на основ1 сполучення методу головних компонент 1 компараторно1щентифшаци (рис. 2).
Практична реа.гпзащя дано! методики з елементами компараторно1щентифшаци еколопчнсл якосП (рис. 2) зд1йснена на приклад1 ана.гизу стану природно-техно-генних територ1й 1 небезпечних промислових об'екПв Харк1всько1 область У робоП розглядаеться ситуащя прийняття ршення з регулювання системного об'екта еколого-сощально-економ1чного змкту при обмежешй юлькосп даних на основ1 запропонованого шдходу з iдентифiкацii вiдповiдностi вимогам безпеки.
Проана.гпзовано стан райошв облает! за такими параметрами (табл. 1) [10]:
1) викиди, тис. т.: х!1 - пил, х!2 - дюксид арки, х!3 дюксид азоту, хи - оксид вуглецю, х!5 - всього викид1в;
2) наявн1сть на територп смитезвалищ - хш, шт.;
3) плопц п1д твердими побутовими в1дходами -Х;7, га;
4) фшансування природоохоронно'! дiяльностi х!8, тис. грн.
Рис. 2. Схема алгоритму комплексного методичного забезпечення оцшки еколопчносп системного об'екта
Таблиця 1
Початковi дат локального мошторингу
Райони Викиди, тис. т. Джерела забруднення
Пил Дюксид арки Дюксид азоту Оксид вуглецю Всього викид1в См1ттезва-лищ, шт Площ1 тд тв. побут вщходами, га Кошти на приро-доохоронну д1яльшсть, тис. грн
Балаклшський р-н 0,55 0,029 0,46 0,75 4,572 2 21,70 4933,10
Барв1нк1вський р-н 0,04 0,007 0,00 0,005 0,066 3 8,0 62,31
Близнюк1вський р-н 0,00 0 0 0,001 0,171 1 3,2 20,88
Богодух1вськнй р-н 0,04 0,026 0,01 0,055 0,296 1 5,565 351,40
Бор1вськнй р-н 0,02 0 0,05 0,066 0,373 11 20,19 126,20
Валювський р-н 0,03 0,005 0,03 0,213 0,617 4 7,5 6,70
Великобурлуцький р-н 0,09 0,004 0,06 0,085 0,726 2 5,5 67,48
Вовчанський р-н 0,18 0,012 0,06 0,13 0,519 3 8,0 147,84
Двор1чанський р-н 0,00 0 0 0 0,370 1 1,2 24,20
Дергач1вськнй р-н 0,20 0,005 0,78 0,108 1,942 5 23,2 941,93
Зачепил1вський р-н 0,00 0,002 0 0,002 0,348 2 4,6 24,80
Зм11вськнй р-н 42,0 99,73 8,46 0,932 151,70 3 20,93 10712,00
Золоч1вськнй р-н 0,01 0,001 0 0,002 0,083 3 4,17 12,17
1зюмський р-н 0,05 0,004 0,00 0,008 0,163 0 0 6,40
Кегнч1вськнй р-н 0,02 0 0,03 0,086 0,950 2 4,848 88,00
Коломацький р-н 0 0 0,06 0,03 0,684 1 1,0 24,00
Красноградський р-н 0,13 0,027 0,53 0,417 0,145 14 17,6 127,20
Краснокутський р-н 0,01 0,007 0,06 0,348 1,99 3 5,5 51,10
Куп'янський р-н 0 0 0,05 0,146 0,627 0 0 30,34
Лоз1вський р-н 0,02 0 0,01 0,017 0,081 2 5,3 35,40
Нововодолазький р-н 0,02 0,001 0,02 0,015 0,454 5 8,83 155,70
Первомайський р-н 0 0 0 0 1,884 0 0 20,20
Печен1зькнй р-н 0 0 0 0 0,098 5 3,6 27,80
Сахновщинський р-н 0,01 0 0 0 0,01 1 6,0 1,60
Харгавський р-н 0,06 0,005 0,11 0,1 1,012 1 21,2 425,59
Чугу1вський р-н 5,71 9,45 2,07 0,321 15,547 0 0 1287,16
Шевченк1вськнй р-н 0,03 0,009 0,02 0,045 0,438 1 9,91 47,90
З метою усунення шформацшного шуму вихвдш даш оцiненi стосовно !х вагомосп у розв'язаннi поставлено! цШ за методом головних компонент у серед-овищi Statistica 6.0. За критерieм Кайзера видiленi двi головш компоненти, якi обумовлюють 85 % загально! iнформативностi даних щодо стану об'екта. Аналiз отриманих результатiв показав, що iнформацiйний шум вiдсутнiй для 8 параметрiв, вони корелюють з видшеними головними компонентами, i !х надалi ви-користано для розрахунюв (рис. 3).
Eigenvalues of correlation matrix, and related statis
Active variabiles only
Eigenvalue % Total Cumulative Cumulative
Value number variance Eigenvalue fo.
1 5,280436 66,00545 5,280436 66,0055
2 1,527728 15,09660 6,808164 85,1020
3 0,837706 10,47133 7,645870 95,5734
4 0,231522 2,89402 7,877392 98,4674
5 0,103344 1,29180 7,980736 99,7592
6 0,018736 0,23420 7,999472 99.9934
7 0,000410 0,00513 7,999882 99,9985
8 0,000118 0,00148 8,000000 100,0000
Variable Factor coordinates of the variables, based on correlations:(Spreadshoet2 in Workbookl)
Factor 1 Factor 2 Factor'3- Factor 4 Factor 5 Factor 6 Factor 7 Factor 8
Varl -0,367336 0,213813 -0,122420 0,000065 0,054344 0,018268 0,016130 0.003342
Var2 -0,963377j 0,217711J -0,135037j -0.011737J 0.053151 0,050623 -0.001730 -0,008362
^ar3 -0,38331В 0,095093 -0,033690 0,040752 l_0 ,030243 -0,11442б| ^0,002923 -0,000684
Sar4 -a ,620161 ЩП 6733 Of496417J 0,316735 -0,003473 0,018638 0,000483 -0,000147
Var5 -0,372477 0.196320 -0,105741 -0,006383 0,046473 0,046737 -0,011751 0,006028
-0.077066 -0,684155 -0 .7123® 0,131338 -0.034436 -0,000565 -Ö .0001161 0,000040
Var7 -0,453847 -0,806433 _0.183355 -0,320505 0,063723* 1,004606 0,000375 0,000060
VarS -0,352608 0,040088 0,047552 -0,08321 f -0,283768 -0,013653 -0,000038 -0,000321
Рис. 3. Результати аналiзу методом головних компонент факторiв стану системи: а — Тх визначення; б — кореляцiя мiж ними
Вiдповiдно до методики ощнки стану складних об'eктiв (рис. 2) отримано такий рейтинг райошв Хар-кiвськоi областi:
1. Барвiнкiвський р-н
2. Близнюювський р-н
3. Богодухiвський р-н
4. Борiвський р-н
5. Валювський р-н
6. Великобурлуцький р-н
7. Вовчанський р-н
24. Шевченювський р-н
25. Чугу'вський р-н
26. Балаклiйський р-н
27. Змпвський р-н
Найбiльш небезпечними визначено Змпвський, Балаклшський та Чугу'вський райони Харювсько' областi. Вiдповiдно до Доповвд про стан навколиш-нього природного середовища в Хаpкiвськiй областi у 2012 рощ, саме у цих районах знаходяться найбшьш небезпечш промисловi об'екти областi: ПАТ «бвро-цемент-Украша» (Балак.шйський район), ПАТ «Харювська ТЕЦ-5» (Дергачiвський район), Фiлiя «Теплоелектроцентраль» ТОВ «ДВ Навтогазвидобування» (Чу-гу'вський район), Змпвська ТЕС ПАТ «Центренерго» (Змпвський район).
Для кожного тдприемства шнуе пев-ний лiмiтований типовий набiр встанов-лених внутрiшнiх i зовшшшх чинникiв дестабiлiзацii стану навколишнього природного середовища, пов'язаний з вироб-ничою дiяльнiстю i особливiстю мкць ix розташування. У сучаснiй практищ оцiнка небезпеки промислового тдпри-емства визначаеться шдексом вiдносноi небезпеки окремого тдприемства, вико-ристовуваного для ранжування тдпри-емств. Згiдно iз запропонованою методикою оцiнки екологiчноi ввдповщност визначають рейтинг дослiджуваниx тех-ногенних джерел навантаження на НПС за рiвнем екологiчного стану (рис. 2).
Для аналiзу небезпечностi вищеза-значених промислових об'екпв викори-стано запропонований тдхщ компара-торноi iдентифiкацii екологiчноi якостi складних систем. Аналiз виконаний за восьма параметрами, кожен з яких по-значае юльюсть викидiв в тоннах на рж певно' речови-ни: xi1 - метали та 'х сполуки; xi2 - речовини у виглядi суспендованих твердих частинок; xi3 - сполуки азоту; xi4 - дiоксид i сполуки сiрки; xi5 - оксид вуглецю; xi6 - неметановi леткi органiчнi сполуки; xi7 - метан; xi8 - дiоксид вуглецю (табл. 2) [10].
Таблиця 2
Вхщж данi оцiнки He6e3ne4HOCTi шдприемств ХарювськоТ областi
8. Дворiчанський р-н
9. Дергачiвський р-н
10. Зачепилiвський р-н
11. Золочiвський р-н
12. 1зюмський р-н
13. Кегичiвський р-н
14. Коломацький р-н
15. Красноградський р-н
16. Краснокутський р-н
17. Куп'янський р-н
18. Лозiвський р-н
19. Нововодолазький р-н
20. Первомайський р-н
21. Печешзький р-н
22. Сахновщинський р-н
23. Харювський р-н
Пщприемства Викиди, т/рш
Метали та ix сполу-ки Речовини у виглядi суспендованих твердих частинок Спо-луки азоту Дюксид та iншi сполуки арки Оксид ву- глецю Немета-новi летю оргaнiчнi сполуки Метан Дюксид вуглецю
ПАТ «бвро-цемент-Украша» 0,271 414,9 12,305 0,234 16,68 3,819 1,277 10757,0
ПАТ «Харювська ТЕЦ-5» 1,000 0,012 730,8 323,1 14,79 0,211 15,411 825650,3
Фiлiя «Теплоелектроцентраль» ТОВ «ДВ Нафтогаз-видобування» 6,528 5570,0 2046,9 9447,1 106,24 0,989 9,19 652136,1
Змйвська ТЕС ПАТ «Центренерго» 50,79 41963,6 8386,6 99735,3 874,15 5,703 75,686 5540141,7
а
Загальний рейтинг тдприемств за piBHeM ix небез-печност визначаеться такою послвдовшстю:
1. Змпвська ТЕС ПАТ «Центренерго».
2. Фiлiя «Теплоенергоцентраль» ТОВ «ДВ Навто-газвидобування».
3. ПАТ «бвроцемент-Украша».
4. ПАТ «Харкiвська ТЕЦ-5», що цiлком вiдповiдае даним рейтингу райошв Харкiвськоi областi.
4. 3. Програмний продукт оцшки стану складних природно-техногенних утворень для оперативного прийняття управлшських ршень
Для автоматизацп реалiзацii надано' методики, зниження трудовитрат на розраxунковi операцп для об'ектiв будь-якоi складност запропоновано програм-не забезпечення у виглядi мобiльного додатку, що е дощльним при оперативному управлiннi i реагуваннi на небезпечнi ситуацп.
Програмний продукт орiентовано на користувачiв гаджепв з операцiйною системою Android. Вибiр такоi опе-рацiйноi системи зумовлено великою розповсюджетстю електронних пристро'в з операцшною системою Android й можливгстю мобiльного та оперативного визначення оцшки стану складних природно-техногенних утворень.
При формуванш програмного продукту врахована рiзниця мiж версiями операцiйноi системи з метою мож-ливостi встановити додаток на рiзнi електронi пристро', починаючи з версп Android 4.1 i до версп Android 4.4 (KitKat). У розробцi враxованi ситуацп залучення до ро-боти телефонних пристро'в i планшетних комп'ютерiв.
Розробка програмного продукту за операцшною системою Android дозволяе отримати юльюсш розра-хунки, залучити елементи Г1С теxнологiй - ввдобра-ження iнформацii для територiальниx об'ектiв оцiнки рiвня безпеки [11].
Програмний додаток складаеться з трьох вкладок: перша вкладка «Харювська область» вщповщае за гра-фiчне вiдображення мкцевосп та розстановку рейтингу райошв дослiджуваноi областi, а саме Харювськог, друга «Рейтинг» - надае рейтинг райошв Харкiвськоi областi (рис. 4, б); третя «Шдприемства» - вщповщае за рейтинг пiдприемств Харкiвськоi обласп за рiвнем 'х небезпечностi (рис. 4, а).
i@, 5554:Maps2 = Ц
У вкладках «Рейтинг» та «Пiдприемства» (рис. 4, а) е можливкть перейти до бази даних та скорегува-ти початковi даш через кнопку «Скорегувати данi». Шсля корегування даних вiдбуваеться перерахунок i перепис рейтингу, який одразу виводиться на екран у вкладках.
На вкладцi «Харкiвська область» (рис. 4, б) вщбу-ваеться вщображення рейтингу Харкiвськоi областi з вщмггками рiвня екологiчностi кожного району.
5. Висновки
Обгрунтовашсть запровадження елементiв компа-раторно1 iдентифiкацii в методику оцшки стану еко-логiчностi об'eктiв будь-якого рiвня дослiдження дозволило надати комплексну змктовшсть в методичне забезпечення обробки монiторинговоi iнформацii. За даними роботи з теоретичним матерiалом дослщжен-ня i практичних розрахункiв отримаш такi основнi результати:
1) встановлено необхщшсть комплексного системного врахування факторiв гармонiзацii природно-тех-ногенних об'екив з погляду набуття ними стащо-нарностi, механiзмiв самоорганiзацii для стабШзацп стану систем за умови дп деструктивних зовнiшнiх впливiв з метою прийняття зважених управляючих заходiв на осшж ентропiйноi оцiнки;
2) визначено змшт комплексно'! методики оцiнки еколопчно'! якостi складних систем з елементами методу головних компонент, компараторноi щен-тифiкацii для встановлення факторiв небезпеки на основi визначення вiдповiдностi показниюв стану систем вимогам безпеки, надано ii алгоритмiчне за-безпечення;
3)розроблено програмний продукт у виглядi моб^ьного додатку, орieнтованого на користувачiв гаджеив з операцiйною системою Android для розра-хунку екологiчного рейтингу природно-техногенних об'екив, вiдображення оцiнки екологiчностi систем у виглядi геоiнформацii [11], забезпечуючи свое-часнiсть отримання даних для оперативного управ-лiння.
i@ 5554:Maps2 - ~ Ls_
О
1. БареЫювський р-н
2. Близиюювський р-и
3. Б0Г0ДУХ1ВСЬКИЙ р-н
4. Боршський р-н
5. Валывський р-н
6. Великобурлуцький р-н Вовчанськмй р-н
5 Щ НВНННННМ
Р W f. я J_ J_ и 1 0_ р
А S D Е G_ Н_ 1 |к д
ft г X Е ц 1а •и
- ч ' .„
приклад! вкладок: а — «Шдприемства», б — «Рейтинг»
Лиература
1. Рыбалов, А. А. Качество окружающей среды: методические подходы оценки [Текст] / А. А. Рыбалов // Экологическая експертиза. - 2001. - № 1. - С. 12-66.
2. Колесников, А. А. Синергетический принцип иерархизации и аналитический синтез регуляторов взаимосвязанных электромеханических систем [Текст] / А. А. Колесников, Г. Е. Веселов // Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Синергетика и проблемы управления. - 2001. - № 5 (23). - С. 80-99.
3. Кшоренко Г. С. Анал1з нормативного забезпечення еколопчного мошторингу на м1жнародному, европейському, державному р1внях [Текст] / Г. С. Кшоренко / / Схщно-бвропейський журнал передових технологш. - 2013. - Т. 5, № 10 (65). -С. 20-25. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/18149/15883
4. May, R. Theoretical Ecology. Principles and Applications [Text] / R. May, A. McLean. - New York: Oxford University Press Inc., 2007. - 268 p.
5. Sornette, D. Exploring the limits of safety analysis in complex technological systems [Text] / D. Sornette, T. Maillart, W. Kroger. - Zurich: Risk Center, 2013. - Available at: http://arxiv.org/pdf/1207.5674.pdf
6. Острейковский, В. А. Математическое моделирование техногенного риска от эксплуа- тации нефтегазового оборудования [Текст] / В. А. Острейковский // Вестник кибернетики. - 2012. - № 11. - С. 71-75.
7. Статюха, Г. О. До питання оцшки безпечност промислових об'ек^в в аспект сталого розвитку [Текст] / Г. О. Статюха, Т. В. Бойко, В. I. Бендюг // Еколопя довюлля та безпека життедiяльшостi. - 2003. - № 3. - С. 57-61.
8. Богуславский, И. В. Концептуальные основы современного синергетического предприятия [Текст] / И. В. Богуславский, М. Б. Флек // Инженерный вестник Дона. - 2007. - № 1. - С. 8-22.
9. Бондаренко, М. Ф. Про загальну теорт компараторно1 щентифшацй [Текст] / М. Ф. Бондаренко, С. Ю. Шабанов-Кушнаренко, Ю. П. Шабанов-Кушнаренко // Бюшка штелекту: наук.-техн. журнал. - 2008. - № 2 (69). - С. 13-22.
10. Доповщь про стан навколишнього природнього середовища у Харювськш обласл у 2012 рощ [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.menr.gov.ua/docs/activity-dopovidi/regionalni/rehionalni-dopovidi-u-2012-rotsi/ kharkivska_2012.pdf
11. Шаронова, Н. В. 1нформацшш та об'ективш загальносистемш особливосп функщонування природно-техногенних систем [Текст]: матер. 17-й Междун. науч.-техн. конф. / Н. В. Шаронова, М. М. Козуля // Системный анализ и информационные технологии: SAIT 2015. - К.: УНК "ИПСА" НТУУ "КПИ", 2015. - С. 117-119.
