авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

О л а й к ин н и к о л а й и в а н о в ич научные основы организацииконтроля и регулирования в системеэкологической безопасности граж­дан­с­койавиации

-- [ Страница 4 ] --

где –количество негативного воздействия; k – индекс виданегативного

воздействия.

Для оценкихимического воздействия в работепредложено использовать расчётныезависимости, включающие количествопоступающего в ОС вещест­ва, численную характеристику егонегативности относительно выбросамоно­ок­си­дауглерода и ряд коэф­фи­­циентов из законодательноустановленных норм и правилприродоохранной деятельностиотечественных организаций.

Разработанный методоценки, опирающийся на предложенныйкомплексный показатель, учитываетособенности негативного химическоговоз­­действиязагряз­­­ненийна экосистемы в зависимости отиндивидуальных свойств загряз­няющих веществ(отходов), а также от особенностейэколо­ги­чес­кой ситуации,состоя­ния изначимости разных экономических районов,бассейнов рек и тер­ри­то­­рийРФ, характеристики плотности населения,фонового загрязнения и природоохранногостатуса территории в местах, гдепроисходит соответст­вую­щеезагрязнение.

Для теоретическогообоснования принципов управлениядеятельностью УАТП по даннымконтроля состояния природ­ных экологическихсистем в геотех­ни­чес­­койсистеме соответствующего узла АТП вдиссертации разработана мате­ма­­ти­ческая модельсистемы обеспечения эколо­ги­чес­кой безопасности. Вней сумма средних финансовых затрат Sсум(t) на обеспечениеэкологической безо­пас­­ности контролируемой экосистемыимеет вид

Sсум ( t ) = w Rкр( t) + v Rпр( t) + u Rзащ( t), ( 2 )

гдеRкр( t ) и Rпр( t ) – интенсивность (количество заединицу времени) соответственноката-

строфических ипредупредительных восстановленийэкосистемы в момент времени t;

Rзащ( t ) – интенсивность защитных процедур,уменьшающих воздействие на экосистемы,в

момент времени t;

w, v, u средние затраты на однокритическое (аварийное), на однопредупреди­тельное вос-

­становление свойств экосистемы и на однузащитную процедуру соответственно.

В случае отсутствиязащитных систем регулирования ( nзащ(t) = 0 )интен­сив­ность катастрофических"регулировок" может быть представлена ввиде

, ( 3 )

где , , – весовые коэффициенты;

Gм i ( t ) – расход i-го вещества, посту­пающего вэкосистему без очистки в момент времениt ;

Gэн j ( t ) – мощность потока энергии j-говида, посту­пающе­й в экосистему без еёпоглоще-

ния (ослабления) системами регулирования вмомент времени t ;

Gбио l ( t ) – расход организмов l-го вида,интродуцированных в экосистемувоздуш­ными

судами с экипажем, грузами ипассажирами без их обезвреживаниясанитарно-эпидемио-

­ ло­ги­чес­ки­ми устройствамирегулирования в момент времени t ;

Кмi, Кэнj,Кбиоl – хозяйственная(или биологическая) ёмкостьэкосистемы для

посту­пленияв неё i-говещества, энергии j-го вида или случайногоинтродуцирова-

ния не распространённых в ней особейl-го видаживого соответственно.

В результатепостановки и исследования вариационнойзадачи в работе по­ка­­зано, что только введение защитныхсооружений позволяет миними­зи­ро­вать средниеза­тра­ты по обеспечению экологическойбезопасности. Ранее считалось, чтострои­тель­ство очистных сооружений всегдатолько удорожает систему, но, как следуетиз выпол­нен­ного анализа, именно наличиеочистных сооружений даёт возмож­ность мини­­мизи­ро­вать затраты вцелом.



В третьемразделе диссертациирешаются задачи повышения экологи­чес­кой безо­пас­но­сти в гражданскойавиации (ГА) путём специальноорганизо­ван­­ного контроля и регу­ли­­ро­­ва­ния воз­дей­ствия наэкологические системы, а именно за счётоптималь­но­го(по финансовым затратам) упреж­даю­щего управ­ления состояниемсистем, обеспечивающего мини­маль­ные средниеэксплуа­та­ци­онные затраты в процессеуправления и высокое качество эколо­ги­чес­ки безопасногофункционирования этихсистем. Получен­ные результаты позволили авторувыявить особен­но­сти управ­лениясостоя­ни­ем эколо­ги­чес­ких систем, окружающих узел авиа­транс­портныхпредприятий с инфра­струк­ту­рой.

Предложенный алгоритмосновы­ва­ется на специально организованноммо­де­лировании иколичественных изме­ре­ниях зависимых и изме­няю­щих­ся слу­чай­ным образомэкологических пара­метров. В теории и практикеприродо­охран­ной деятель­но­сти для этих пара­мет­ров установленыдопустимые (крити­чес­кие­)пре­де­лы изменения.

Критерии оптимизациипри упреждении аварийных экологическихситуа­цийвключают в себя, во-первых, потери (штрафы)вследствие выхода контро­ли­руе­мых экологическихпараметров за установленные критическиеграницы, а во-вторых, затраты на измерениеэтих параметров и на упреждающие«регу­ли­ровки» экосистемы. В работе под"регулировкой" понимается восстановлениеутраченных при­род­ных свойств экосистемы, то естьвосполнение её хозяйст­вен­ной (биоло­ги­чес­кой) ёмкости. После"регулировок" экосистема ведёт себя какисходная и пригодна для дальнейшегоиспользования в прежнем качестве.

Предложенный вдиссертации многомерный алгоритмоптимального упреж­­дения аварийных экологическихситуаций принципиально не опирается нааналитические решения. На основе этогоалгоритма проведён численный экс­пе­римент, основанныйна исполь­зо­ва­нии имеющихся результатовмного­лет­них (более 15 лет) регулярныхизмерений нескольких экологическихпараметров (показателей) состоянияэкологической системы – искусственносозданного водоёма (пруда-охладителя)системы оборотного водоохлаждениятепло­энерге­ти­ческого узла химическогокомбината. В водоёме происходит охлаждениеводы, исполь­зу­е­мойдля отвода тепла от узлов опоры и корпусовтурбин. Эколо­ги­чес­кими параметрами являлисьпоказатели прозрачности, кислотности,содер­жа­ния же­ле­за,общей жёсткости, биологическогопотребления кислорода.

В работе сначаларассмотрен случай управления состояниемэколо­ги­чес­кой системы при наличии информацииоб одном монотонно меняющемся обоб­щён­ном экологическом параметре, или,что то же самое, о комплексном параметреэкспресс-контроля (рис. 2).

S (tn).






L


















хn


L– S (t n-1)




































х2

















х1













t n= t. n



t

t

t






0







t1

t2

… … …

tn-1 tn tz









Рис. 2. Иллюстрацияпринятия оптимального управляющегорешения порезультатамконтроля комплексного параметра состоянияэкологической системы

Функция удельных потерьпри деградации экосистемы имеет вид

y (tn) =

(4 )

где tZ– случайный момент выходаэкологического параметра S ( t n ) зауровень L;

С – средниепотери на профилактическое восста­новлениеэкологической системы;

А – "штраф" за выходпараметров системы выше уровня L.

В данном случае задачазаключалась в отыскании такого правила"регулиро­вок"R*, при котором обеспечивается

Правило R* имеетвид R* = min (t*n–1, tz), где t*n–1определяется из следующегостохастического неравенства:

1 – Р { Хn < L– S (t n-1) } .

( 5 )

Криваяоптимального упреждающегодопуска


S (tn–1) L –F – 1 ( 1 – )= ( tn).

( 6)

В диссертации такжерассмотрен случай управления состояниемэкосистемы при наблюденииза набором её меняющихся экологическихпарамет­рови предло­же­на модельоптимального векторного управлениясостоянием экосистемы, суть которогосводится к следующему.

Пусть состояниенекоторой экосистемы в момент времениt 0 описы­ва­ет­ся зна­­че­­­ния­ми r определяющихэкологических параметров, образующихслучайный вектор

Х ( t ) = ( х1 (t), …, хr (t) ),

( 7 )




а случайная функцияхi(t)описывает изменение с течением временизначенияi-го параметра,i = 1, …, r; векторнаяслучайная функция Х(t)описывает изменение с течением временисостояния экологической системы в целом.

В начальный моментвремени t = 0система "отрегулирована" таким образом, чтозначения х1(0), …, хr(0)равны заданным значениям u01, …, u0r соответственно. С течением времениимеется тенденция отклоненияпарамет­ров отустановленных значений, причём по каждомуиз определяющих эколо­ги­ческих пара­мет­ров можетпроявляться тенденция увеличения значенияпара­мет­ра с уве­личением времени,прошед­ше­го смомента "регулировки". Кроме того, длякаждого параметра известен критическийуровень, при достижении и превы­ше­нии которого система"штрафуется" и подлежит срочному восста­нов­ле­нию("регулировке").

Пусть uкрi (uкрi > u0i) – критический уровеньдля i-гопараметра, i = 1,…, r. Тогда, еслив некоторый момент времени t = t0 >0 хотя бы одноиз значений х1(t0), …,хr(t0) превышаетсоответствующий критический уровень илиравно ему, так что выполняетсясоотношение

( 8 )

то экосистемаподвергается срочному "регулированию", в результатекоторого значения всехrопределяющих экологических параметроввозвращаются к исход­нымустановленным значениям u01, …, u0r.Каждое такое "регулиро­ва­ние" име­ет стоимость, равнуюа > 0. Этастоимость складывается из "штрафа" запревы­ше­ние хотя бы одним изэкологических параметров критическогоуровня и стоимости самогорегулирования.

Для предупрежденияпопадания системы в критическое состояниев диссер­та­циипредло­женопроводить предупредительные"регулировки" экосистемы, осу­щест­вляемые при вы­ходе отдельныхэкологических параметров за соот­вет­ст­вующиепредупре­ди­тель­­ные уровни. Пусть i-му параметрусопоставляется предупредительныйуро­веньuпрi (u0i <uпрi < uкрi ), i = 1, …, r.

Если в некоторый моментвремени t0 > 0 хотя бы одно иззначений х1(t0), …,хr(t0) превышаетсоответствующий предупредительныйуровень или равно ему так, что выполняетсясоотношение

( 9 )

но не выполняетсясоотношение ( 8 ), то систему предложеноподвергать предупреди­тельному "регулированию", которое (так же каки срочное "регули­ро­вание") возвращает зна­че­ния всех r определяющихэкологических пара­мет­ровк уста­нов­лен­нымзначениям u01, …,u0r. Предупреди­тельное "регули­ро­ва­ние" требует сущест­венно меньших затрат b > 0, причём b < а.

Каждое измерение имеетстоимость с >0, поэтому получаем общие зат­раты на измерения и "регулировки"экосистемы при наблюдении к моментувремени t:

Ссум ( t ) = аnкр( t ) + bnпр( t ) + сnизм( t ),

( 10 )

где nкр(t),nпр(t) иnизм(t)–количество срочных, предупре­ди­тельных"регу­ли­ро­вок" экосистемы ипро­изве­дённых измерений к моментувремени tсоответственно.

В этом случае задачасостоит в отыскании такого набора значенийh, uпр1, …, uпрr, прикотором минимизируются средние удельныеиздержки, а именно:

Сср = = ,

( 11 )

где М [С] –математическое ожидание затрат впериод "регенерации" (интерва­л

времени междусоседними возвращениямиэкосистемы в исходное

состояние – "регенерациями" экосистемы);

М [Т] – математическоеожидание периода "регенерации"экосистемы.

Задача минимизациирешается моделированием по наборуреализаций со­став­­ляю­щихвектора Х(t) методомцеленаправленного перебора с исполь­зо­ва­нием свойстваэргодичности исследуемого векторногопроцесса.

Использованиеразработанного алгоритма проиллюст­ри­ро­ва­но схе­мой на рис. 3. В этомслучае возможно по минимумуматематического ожида­ния функционалакачества определить упреждающие допускидля контро­ли­ру­емых экологических параметров,моменты измерения (шаг наблюдения) имоменты начала измерения каждогопараметра.

Монито­рин­гобъекта при­ро­ды: динами­чес­кие дан­­ныеповыбран­нымэкологическимпа­­ра­­мет­рам

Многомерный алгоритмпо­­ис­каоптимальныхуп­реж­­­дений, моментанача­ла ишага наблюдений (продемонстри­рован напри­­­­­­ме­ре реальныхдан­ных)

Реализацияоптималь­ныхре­шений поуп­реж­­дению аварийныхси­ту­а­ций на реальномобъ­ек­тев авто­ма­ти­ческом режиме

Рис. 3.Последовательность выбора параметровнаблюдения за состоянием экологическихсистем и оптимальных упреждающихуправлений

Выбор природных объек­тов мони­то­ринга в ГТС УАТП: определениеобъё­ма и точ­ности измеренияэкологическихпара­мет­ров

Назначениенабораупре­ж­­да­ю­­щих допусковвоз­дей­­­ствия УАТП на окружающуюсреду


Уточняе­мые

упре­ж­дающие допуски вфункции времени и объёма статисти­че­ских данных

Сборнормированной ста­­тистики об изме­не­нии экологическихпараметров окружающей среды в процесседеятельности УАТП


Функционирование УАТП сэвристичес­кими упреж­даю­­щими допус­ка­ми

Вычисление квазиопти­маль­ных значенийупреж­даю­щих допусков воздействия наокружающую среду

Ввод уточнённых квази­­оптимальныхупреждающих допусков




Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.