Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України
The application of the binary relations (Q-analysis) theory for the investigation of the system of environmental and natural-technogenic safety maintenance is considered. From the point of view of the system analysis the connections between elements of such system are the means of influence of its e...
Saved in:
| Date: | 2013 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
2013
|
| Online Access: | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/55891 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System research and information technologies |
| Download file: |  |
Institution
System research and information technologies| _version_ | 1866301616249896960 |
|---|---|
| author | Kachinskiy, A. B. Agarkova, N. V. |
| author_facet | Kachinskiy, A. B. Agarkova, N. V. |
| author_sort | Kachinskiy, A. B. |
| baseUrl_str | http://journal.iasa.kpi.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-03-30T15:12:23Z |
| description | The application of the binary relations (Q-analysis) theory for the investigation of the system of environmental and natural-technogenic safety maintenance is considered. From the point of view of the system analysis the connections between elements of such system are the means of influence of its elements at each other and their interaction among themselves which causes system functioning in space and time. The basic principles of creating the model of structural coherence of the system of ecological safety maintenance are presented on the example of two sets: sets of threats of emergency situations occurrence and sets of mechanisms of their prevention and elimination. Interaction between sets of system is considered on the basis of a complex as a whole, considering the existing connections between elements of system of ecological safety. Elements connectivity of system of ecological and natural and technogenic safety maintenance is investigated, numerical values eccentricity, p-holes are calculated and measures of complexity of an ecosystem elements complex are analyzed. |
| first_indexed | 2025-07-17T10:19:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
© А.Б. Качинський, Н.В. Агаркова, 2013
Системні дослідження та інформаційні технології, 2013, № 1 7
TIДC
ПРОГРЕСИВНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ,
ВИСОКОПРОДУКТИВНІ КОМП’ЮТЕРНІ
СИСТЕМИ
УДК 504.05
СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ СИСТЕМИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
ЕКОЛОГІЧНОЇ ТА ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОЇ
БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ
А.Б. КАЧИНСЬКИЙ, Н.В. АГАРКОВА
Розглянуто застосування теорії бінарних відношень (Q-аналіз) для досліджен-
ня системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки. З точ-
ки зору системного аналізу зв’язки між елементами такої системи — це засоби
впливу її елементів один на одного та їхня взаємодія, що обумовлює функціо-
нування системи у просторі та часі. Представлено основні принципи побудови
моделі структурної зв’язності системи забезпечення екологічної безпеки на
прикладі двох множин — множини загроз виникнення надзвичайних ситуацій
та множини механізмів їх запобігання й ліквідації. Взаємодію між множинами
системи розглянуто на основі комплексу в цілому, враховуючи існуючі зв’язки
між елементами системи екологічної безпеки. Досліджено зв’язність елементів
системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки, розрахо-
вано числові значення ексцентриситетів, р-дірок та проаналізовано міри
складності комплексу елементів екосистеми.
ВСТУП
В умовах формування системи забезпечення екологічної та природно-
техногенної безпеки (СЗ ЕПТБ) України важливого значення набуває мате-
матичний апарат оцінки ефективності її діяльності з урахуванням впливу
всіх екологічних чинників на зміну умов функціонування безпечного середо-
вища з точки зору структурних характеристик кожного окремого її елемента.
Насамперед, необхідно вивчити якісні та кількісні показники інтенсив-
ності взаємного впливу параметрів та показників системи у фазовому прос-
торі стратегічних напрямків її розвитку з метою запобігання розвитку мож-
ливих несприятливих збурень та їх поширення на СЗ ЕПТБ у цілому.
Метод оцінки структурної зв’язності СЗ ЕПТБ, що базується на мате-
матичному апараті Q-аналізу, здатний у значній мірі прискорити розв’язання
зазначених вище задач, спрямованих на забезпечення екологічної безпеки
держави.
СТРУКТУРА СИСТЕМИ ЕКОЛОГІЧНОЇ ТА ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОЇ
БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ
При аналізі складних систем, що враховують соціальні, економічні та еколо-
гічні чинники і становлять широкий практичний інтерес, система має роз-
А.Б. Качинський, Н.В. Агаркова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2013, № 1 8
глядатися з погляду зовнішніх факторів та впливів на неї при взаємодії з ін-
шими системами (вона сама є елементом системи вищого рівня, але при
цьому має враховуватися і внутрішня поведінка системи, внутрішні зв’язки
і впливи між елементами самої системи) [1].
Для комплексного дослідження таких складних систем необхідне за-
стосування теорії множин та відношень між її елементами. Доцільно спро-
бувати визначити поняття системи в термінах цієї теорії, вимагаючи при
цьому, щоб елементи відповідних множин та їх відношення визначались її
специфікою [2].
Якщо побудувати такий «спеціалізований» опис системи, він дасть до-
сить широкі можливості для аналізу не тільки структури системи, але й її
поведінки в динаміці [3].
Беручи до уваги системний характер СЗ ЕПТБ та її органічну кореля-
цію з усіма політичними, соціальними й економічними чинниками, можна
зробити припущення, що елементи двох множин — множини загроз і мно-
жини механізмів з їх запобігання та ліквідації — взаємопов’язані й станов-
лять основу СЗ ЕПТБ.
Задамо відношення λ між цими двома множинами елементів системи
безпеки Y та X як підмножину декартового добутку YX × , де .XY ×⊂λ
Тут Y — множина механізмів, спрямованих на ліквідацію екологічних та
природно-техногенних загроз та їх запобігання. Y є об’єднанням елементів
цієї множини, а саме:
},...,,{ 1621 YYYY = .
Множина X — множина загроз екологічної та природно-техногенної
безпеки держави є об’єднанням таких елементів:
},...,,{ 2121 XXXX = .
Множина механізмів безпеки },...,,{ 1621 YYYY = пов’язана відношенням
λ із множиною загроз },...,,{ 2121 XXXX = , якщо на запитання, чи спро-
можний даний механізм (захід) iY вплинути на запобігання або нейтраліза-
цію посталої загрози jX , для кожної пари цілих чисел ),( ji , де 16,...,2,1=i ,
,21,...,2,1=j можна дати однозначну відповідь. Тоді пара λ∈),( ji XY та
елемент множини механізмів безпеки iY знаходиться у відношенні λ до
kX , де 1=ijλ у разі позитивної відповіді на запитання і 0=ijλ — негатив-
ної відповіді.
Відношення між множинами елементів системи екологічної та природ-
но-техногенної безпеки було подано за допомогою матриці інцидентності
безпеки )( ikλ=∆ , де
1=ikλ , якщо λ∈),( ki XY ,
0=ikλ , якщо λ∉),( ki XY .
Детальний перелік множин системи та матриця відношень наведені ав-
торами у роботі [7].
Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенно безпекиї …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2013, № 1 9
Відзначимо, що питання про ранжування множин елементів системи на
даному етапі роботи не порушувалося (вони приймалися рівнозначними):
лише «так» чи «ні».
Відношення λ породжує симплеційний комплекс екологічної та при-
родно-техногенної безпеки, що позначається через );( λXKY .
Симплеційний комплекс складається із множини вершин X та множи-
ни симплексів ,Y що утворені з цих вершин у відповідності із заданим
бінарним відношенням λ . Симплеційний комплекс );( λXKY утворений
множиною симплексів ,Y зв’язаних спільними гранями, тобто через спільні
вершини. Зазначимо, що n-симплекс складається з 1+n вершин і його
розмірність на одиницю менша числа вершин.
Взагалі, комплекс );( λXKY визначається таким чином:
• );( λXKY є множиною симплексів };,...,1,0;{ Npp =σ
• кожний симплекс Kp ∈σ однозначно визначається деякою підмно-
жиною з )1( +p різних kX , для нього існує принаймні одне ,YYn ∈ таке,
що λ∈),( kn XY для кожного з )1( +p значень ;i
• симплекс i
0σ ототожнюється з niX k ,...,1, = ( n — кількість елемен-
тів множини X );
• кожна підмножина симплекса ,pσ що визначається його 1+q вер-
шинами ,)( pq < називається q-гранню симплекса pσ й утворює Kp ∈σ
(записується pq σσ < ).
Число N із пункту 1 називається розмірністю комплексу K та запи-
сується як .dim K Воно означає найбільшу розмірність для будь-яких
.Kp ∈σ Множина X також називається множиною вершин комплексу
);( λXKY [4].
Взагалі кажучи, p-симплекс pσ представляється випуклим багатогран-
ником із вершинами в евклідовому просторі pE , а комплекс );( λXKY —
сукупністю таких багатогранників у евклідовому просторі αE відповідної
розмірності.
Відношення 1−λ між X та Y існує тоді і тільки тоді, коли між iy та
jx існує відношення λ . Зазначимо, що у даному випадку матрицею інци-
дентності для 1−λ є матриця ,T∆ яку можна дістати за допомогою операції
транспортування .∆
ЗВ’ЯЗНІСТЬ І СИМПЛЕЦІАЛЬНІ КОМПЛЕКСИ
Оскільки симплеційний комплекс є множиною симплексів, з’єднаних між
собою за допомогою спільних граней, то за характеристику зв’язку можна
брати величину грані, спільної для двох симплексів. Але інтерес представ-
ляє комплекс у цілому, тому доцільніше використати при цьому поняття
ланцюга зв’язку, який відображає той факт, що два симплекси можуть і не
А.Б. Качинський, Н.В. Агаркова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2013, № 1 10
мати спільної грані, але можуть бути зв’язані за допомогою послідовності
проміжних симплексів.
Враховуючи наведене вище, поняття q-зв’язку може бути визначено
наступним чином.
Вважається, що задана пара симплексів Krp ∈σσ , зв’язана у ланцюг,
коли існує скінчена послідовність симплексів ,,...,,
21 haaa σσσ що:
•
1aσ — грань симплекса pσ ;
•
haσ — грань симплекса rσ ;
•
1aσ та
haσ — відокремлені спільною гранню, наприклад, ,
iβ
σ для
)1(,...,1 −= hi [5].
Будемо вважати, що цей ланцюг зв’язку є q-зв’язком, якщо q є наймен-
шим із цілих чисел
},,...,,,{ 1211 hh aa −βββ .
Алгоритм знаходження значень q для спільних граней усіх пар сим-
плексів природно-техногенної безпеки у K та алгоритм одержання значень
qQ використовує матрицю інцидентності ,∆ що визначає K [6].
Очевидно, якщо множини Y та X мають m та n елементів відповідно,
то матриця ∆ є матрицею розміром ),( nm× що складається з нулів і оди-
ниць. Добуток T∆∆ — число, що стоїть на місці ),( ji — є скалярним добут-
ком рядків i та j матриці ∆ . Воно дорівнює числу одиниць, що знаходять-
ся на одних і тих самих місцях у рядках i та j матриці ∆ і відповідає
значенню )1( +q , де q — розмірність спільної грані симплексів pσ та ,rσ
заданих рядками i та .j
Таким чином, суть алгоритму наступна: для знаходження q-спільних
граней усіх пар Y -симплексів у );( λXKY необхідно:
• скласти матрицю T∆∆ розміром )( mm× ;
• оцінити Ω−∆∆T , де )( ijϖ=Ω , а 1=ijϖ для i, j = 1, 2, ..., m.
Цілі числа на діагоналі є розмірностями симплексів Y, а Q-аналіз
здійснюється перевіркою інших комбінацій стовпчиків та рядків.
Для комплеску );( λXKY поставленої задачі маємо 12dim =XK , оскіль-
ки 4X — симплекс найбільшої розмірності 12. Для комплексу );( 1−λYK X
маємо ,17dim =YK оскільки, 2Y — симплекс найбільшої розмірності 17.
Оскільки індивідуальні властивості симплексів можуть мати важливе
значення для вирішення поставленої задачі, необхідно визначити міру інтег-
рованості кожного окремого симплексу в структурі всього комплексу сис-
теми. Для цього введемо поняття ексцентриситету, яке відображає ступінь
ізоляції симплексів один від одного. Це поняття відображає як відносну
важливість даного симплексу для комплексу в цілому (через його розмір-
ність), так і його значимість як зв’язуючої ланки (через максимальне число
Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенно безпекиї …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2013, № 1 11
його вершин, що належать також будь-якому іншому симплексу). Іншими
словами, ексцентриситет дозволяє побачити і оцінити, наскільки «щільно»
кожен симплекс вкладений у комплекс.
Ексцентриситет симплекса σ визначається наступною формулою, яка
відображає ступінь ізоляції симплексів один від одного [6]:
,
1
)(Ecc
+
−
=
q
qqσ
де верхнє значення q для iP , тобто iPq dimˆ = у .K Нижнє значення q для
iP , тобто =q найбільшому значенню q , при якому iP стає зв’язаним із
будь-яким окремим jP .
Розрахунки ексцентриситетів загроз екологічної та природно-
техногенної безпеки України показали (рис. 1), що серед них найбільшу ве-
личину мають відсутність законодавчої бази в галузі запобігання надзвичай-
ним ситуаціям (0,57) та погіршення матеріального постачання виробництва
запасними частинами, в тому числі й найважливішими для забезпечення
безпеки (0,4). Трохи меншу величину ексцентриситету мають: недостатньо
надійне забезпечення енергоносіями (0,29); ліквідація адміністративної сис-
теми державного керування промисловою безпекою (0,182); зменшення
витрат підприємств на модернізацію обладнання та інші проблеми, пов’я-
зані із забезпеченням технічної безпеки (0,17); відсутність умов для вкла-
дання значних інвестицій на реалізацію природоохоронних заходів,
спрямованих на зменшення загроз, що мають техногенне, стихійне або тех-
ногенно-стихійне походження (0,14). До третьої групи, ексцентриситет
(0,09) належать: неполадки або відсутність надійних систем запобігання та
локалізації аварій, приладів контролю та засобів захисту; відсутність норма-
тивних актів, які давали б можливість задіяти повною мірою економічні ва-
желі та стимули для забезпечення безпеки.
Розраховані значення ексцентриситетів для багатомірних симплексів
комплексу механізмів екологічної та природно-техногенної безпеки України
дають можливість визначити їх важливість (рис. 2). До першої групи нале-
жать: проведення заходів по додержанню технологічних режимів і виконан-
ню вимог щодо охорони природи (0,71) та структурна реконструкція еко-
номіки (0,57). Друга група включає: додержання установлених
нормативів якості довкілля на підставі затверджених технологій (0,29);
Рис. 1. Величини ексцентриситетів загроз екологічної та природно-техногенної
безпеки України
X1 X3 X5 X7 X9 X11 X13 X15 X17 X19 X21
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Ecc (σ)
X
А.Б. Качинський, Н.В. Агаркова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2013, № 1 12
міжнародне співробітництво у сфері промислової безпеки та запобігання
і ліквідації наслідків стихійних лих (0,29); розробку соціально-економічних,
нормативно-правових та організаційних заходів стійкого розвитку України
в умовах переходу до ринкових відносин з урахуванням загроз, що мають
техногенне, стихійне або техногенно-стихійне походження (0,23). До третьої
групи відносяться: перепрофілювання діяльності окремих екологічно
шкідливих об’єктів (0,1); заборона введення в експлуатацію об’єктів, що не
забезпечені сучасними технологіями, спорудами й установками очищення,
знешкодження й утилізації шкідливих відходів, викідів і скидів до рівня
гранично допустимих нормативів, засобами контролю за забрудненням
довкілля (0,08).
Порівнюючи значення ексцентриситетів множини загроз X та множини
механізмів Y, можна відзначити, що жоден симплекс даного комплексу не
ізольований повністю від інших, тобто для будь-яких i, j ∝≠Ecc . Аналіз
свідчить, що множина X за ступенем неоднорідності дещо перевищує мно-
жину Y. Це означає, що серед обох множин існують елементи, відносно
стійкі до змін всередині множини цих елементів. Але серед елементів мно-
жини причин цей показник дещо вищий. Причиною цього може бути більша
чисельність X (21 проти 16), або більш якісний склад елементів множини [7].
Q-аналіз симплеційного комплексу надає інформацію про багатовимір-
ні ланцюги зв’язків симплексів, що становлять комплекс К. Однак особли-
вий інтерес викликає питання про структуру, яка створюється цими ланцю-
гами. Можна уявити собі комплекс К у вигляді уявного багатомірного
швейцарського сиру з ланцюгами q-зв’язків, які формуються його вмістом.
У цьому випадку задача зводиться до дослідження структури дірок у такій
структурі. Вивчення багатомірних дірок у комплексі мовою алгебраїчної
топології є прерогативою теорії гомологій, яка оперує такими поняттями як
ланцюг, границя, група гомології.
ДІРКИ ТА ПЕРЕШКОДИ
Обмежимося розглядом відношень між двома скінченними множинами X та
Y, а саме XY ×⊂λ та YX ×⊂*λ . У цьому випадку обидва симплеціальні
Рис. 2. Величини ексцентриситетів множини механізмів, спрямованих на ліквідацію
екологічних та природно-техногенних загроз
Y1 Y3 Y5 Y7 Y9 Y11 Y13 Y15 Y16
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Ecc (σ)
Y
Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенно безпекиї …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2013, № 1 13
комплекси );( λXKY та );( 1−λYK X мають скінченну розмірність і скінчен-
не число симплексів.
Розглянемо комплекс );( λXKY з nK =dim . Припустимо, що на K за-
дана орієнтація, індукована впорядкуванням множини вершин X, тобто за-
дана нумерація вершин ),,...,...,( 11 kki xxxx − , де nk ≥ . Для будь-якого цілого
числа р, такого, що np ≤≤0 , будемо позначати симплекс розмірності р че-
рез i
pσ , phi ,...,3,2,1= , а число всіх р-симплексів у K — через .ph
Утворимо формальні лінійні суми цих р-симплексів, допускаючи крат-
ність для будь-якого i
pσ . Будь-яку таку комбінацію назвемо р-ланцюгом [5].
Позначимо сімейство всіх р-ланцюгів через pC , а будь-який елемент лан-
цюга pC — через .pc Тоді типовий р-ланцюг має вигляд
,2
2
1
1
p
p
h
phppp sm...smsmc +++=
де кожне ,Jmi ∈ а J — вільна абелева група. Тепер можна розглядати
множину pC як абелеву групу відносно операції «+» у припущенні, що
.)(...)( 1
11
p
pp
h
phhppp mmmmcc σσ ′+++′+=′+
Кожному р-ланцюгу ( pc ) співставимо деякий )1( −p -ланцюг, який
позначимо як pc∂ та назвемо границею. Визначимо pc∂ за допомогою
pc∂ -симплексів, лінійна комбінація яких утворює ланцюг pc , якщо
,∑= i
i
pip mc σ то ∑= i
i
pip mc .∂σ∂ Іншими словами, вимагаємо, щоб
∂ був геоморфізмом із pC в 1−pC . Для будь-якого симплекса =pσ
121 ... += pxxx можна визначити pσ∂ так:
,...ˆ...)1(... 121
1
121 +
+
+ ∑ −=∂=∂ pi
i
i
pp xxxxxxxσ
де x означає, що вершина ix пропущена.
Границю будь-якого ланцюга можна розглядати як образ цього ланцю-
га відносно оператора ,∂ який задає відображення 1: −→∂ pp CC для
np ,...,1= . Оператор ∂ не тільки гомоморфний (він зберігає адитивну струк-
туру), але й нільпотентний, так як 0)( =∂∂ pc в 2−pC , або, що те ж саме,
02 =∂ (тривіальне відображення).
Назвемо р-циклами ті ланцюги pp Cc ∈ , у яких границі зникають (тоб-
то .)0)( =∂ pc Такі ланцюги утворюють підгрупу групи pC , яка позначаєть-
ся символом pZ й є ядром гомеоморфізму .∂ Очевидно, що елементи pB ,
або, що те ж саме, 1+∂ pC , є циклами і, очевидно, pp ZB ⊂ . Фактично ж pB
А.Б. Качинський, Н.В. Агаркова
ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2013, № 1 14
є підгрупою pZ . Елементи pB називаються граничними циклами (вони не
є циклами в звичайному або тривіальному розумінні). Ті елементи pZ , які
не є елементами pB , можна ототожнювати з елементами фактор-групи
.pp BZ Будь-який елемент цієї фактор-групи має вигляд pp Bz + , і якщо
вибрати один представник, наприклад ,pz з цього класу еквівалентності, то
його можна позначити через ].[ pz
Фактор-група pp BZ називається р-групою гомологій і позначається як
ppp BZH = , .,...,1,0 np =
Якщо врахувати, що група pZ — це ядро гомоморфізму ),ker( ∂=∂ pZ
то групу гомології можна представити так:
.ker ∂∂= imH p
Число складових (число вільних складових )pH називають р-числом
Бетті комплексу К та позначають pβ [5].
В алгебраїчній топології числа Бетті застосовуються, щоб розрізняти
топологічні простори. Кожному простору X відповідає якась послідовність
чисел Бетті. Перше число Бетті інтуїтивно являє собою максимальне число
розрізів цього простору, які можна зробити без збільшення числа компонент
зв’язності. Число Бетті є натуральним числом. Для скінченного простору
(наприклад, скінченного симплеційного комплексу), всі числа Бетті скін-
ченні й, починаючи з деякого номера, дорівнюють нулю. Наявність р-дірок
(та відповідних чисел Бетті), очевидно, означає, що за певних розмірностей
існує деякий вид циркуляції між елементами відповідних множин [8].
З геометричної точки зору, числа Бетті показують число наскрізних (від
краю до краю) розрізів, яке витримує фігура, не розпадаючись на частини,
а зберігаючи суцільну структуру [6].
Всередині комплексу );( λXKY для розмірності 5=q маємо 6 симп-
лексів 987653 ,,,,, σσσσσσ , тоді ланцюг 987653 σσσσσσ +−+−+ є гра-
ничним циклом цього комплексу. 1=iβ для 9,8,7,6,5,3=i та 0=iβ для
12,11,10,4,2,1=i . Для розмірності 6=q маємо 4 симплекси
1713102 ,,, σσσσ тоді ланцюг 171310 σσσ −+ є граничним циклом та 1=iβ
для 17,13,10,2=i та 0=iβ для всіх інших і. Для розмірності 10=q маємо
3 симплекси 181615 ,, σσσ тоді ланцюг 181615 σσσ −− є граничним циклом
та 1=iβ для 18,16,15=i та 0=iβ для всіх інших і (у загальному випадку
Ki dim,0= ).
Всередині комплексу );( 1−λYK X не виявлено ланцюгів, які можуть
претендувати на граничні цикли, оскільки там не існує більше двох сим-
плексів однієї розмірності, що свідчить про більшу щільність множини ме-
ханізмів, спрямованих на ліквідацію екологічних загроз.
Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенно безпекиї …
Системні дослідження та інформаційні технології, 2013, № 1 15
ВИСНОВКИ
Запропонована методика аналізу структурної зв’язності системи, що ба-
зується на математичному апараті Q-аналізу, передбачає виділення з до-
сліджуваної системи окремих сильно зв’язних комплексів на кожному рівні
зв’язності та визначення низки параметрів, що характеризують структурні
топологічні властивості схеми основної системи. Отримані в результаті ана-
лізу характеристики зв’язності — структурні вектори, ексцентриситети
множини системи, наявність та кількість чисел Бетті визначають реакцію
нинішньої системи СЗ ЕПТБ на зміни умов існування та функціонування
системи.
Математичний апарат Q-аналізу принципово дозволяє здійснювати до-
слідження топологічних, інформаційних та функціональних властивостей
системи. На основі дослідження структурної зв’язності великої системи
з’являється можливість провести формальну оцінку рівня функціональності
системи, що визначає її здатність до поглинання зовнішніх несприятливих
чинників за рахунок внутрішніх ресурсів системи. Це дозволить ефективні-
ше керувати процесом прийняття рішень, покращить управління існуючими
слабкими зв’язками і, таким чином, надасть можливість обґрунтування того
чи іншого варіанту розвитку системи на перспективу.
ЛІТЕРАТУРА
1. Антонов Г.Н., Можаев А.С. О новых подходах к построению логико-
вероятностных моделей безопасности структурно-сложных систем //
Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. — 1999. — № 9. —
С. 14–27.
2. Згуровский М.З., Доброногов А.В., Померанцева Т.Н. Исследование социальных
процессов на основе методологии системного анализа. — К.: Наук. думка,
1997. — 222 с.
3. Нечипоренко В.И. Структурный анализ и методы построения надежных сис-
тем. — М.: Сов. радио, 1968. — 255 с.
4. Математическое моделирование. — М.: Мир, 1979. — 282 с.
5. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы. — М.: Мир,
1982. — 216 с.
6. Atkin R.H. Mathematical structure in human affairs. — London: Heinemann Educa-
tional Books, 1973. — 142 p.
7. Агаркова Н.В., Качинський А.Б., Степаненко А.В. Регіональний вимір
екологічної безпеки України з урахуванням загроз виникнення техногенних
і природних катастроф: моногр. — К.: НІСД, 1996. — 73 с.
8. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. —
СПб.: Политехника, 2000. — 248 с.
Поступила 19.05.2011
|
| id | journaliasakpiua-article-55891 |
| institution | System research and information technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-07-17T10:19:39Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | journaliasakpiua/2a/a47c9ed86ea3f85148757c1a3a12d52a.pdf |
| spelling | journaliasakpiua-article-558912018-03-30T15:12:23Z Structural analysis of the system of maintenance of ecological and natural-technogenic safety of Ukraine Структурный анализ системы обеспечения экологической и природно-техногенной безопасности Украины Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України Kachinskiy, A. B. Agarkova, N. V. The application of the binary relations (Q-analysis) theory for the investigation of the system of environmental and natural-technogenic safety maintenance is considered. From the point of view of the system analysis the connections between elements of such system are the means of influence of its elements at each other and their interaction among themselves which causes system functioning in space and time. The basic principles of creating the model of structural coherence of the system of ecological safety maintenance are presented on the example of two sets: sets of threats of emergency situations occurrence and sets of mechanisms of their prevention and elimination. Interaction between sets of system is considered on the basis of a complex as a whole, considering the existing connections between elements of system of ecological safety. Elements connectivity of system of ecological and natural and technogenic safety maintenance is investigated, numerical values eccentricity, p-holes are calculated and measures of complexity of an ecosystem elements complex are analyzed. Рассмотрено применение теории бинарных отношений (Q-анализ) для исследования системы обеспечения экологической и природно-техногенной безопасности. С точки зрения системного анализа связи между элементами такой системы — это средства влияния ее элементов друг на друга и их взаимодействие между собой, которое обусловливает функционирование системы в пространстве и времени. Представлены основные принципы построения модели структурной связности системы обеспечения экологической безопасности на примере двух множеств — множества угроз возникновения чрезвычайных ситуаций и множества ме-ханизмов их предотвращения и ликвидации. Взаимодействие между множествами системы рассмотрено на основе комплекса в целом, учитывая существующие связи между элементами системы экологической безопасности. Исследована связность элементов системы обеспечения экологической и природно-техногенной безопасности, рассчитаны числовые значения эксцентриситетов, р-дыр, и проанализированы меры сложности комплекса элементов экосистемы. Розглянуто застосування теорії бінарних відношень (Q-аналіз) для дослідження системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки. З точки зору системного аналізу зв’язки між елементами такої системи — це засоби впливу її елементів один на одного та їхня взаємодія, що обумовлює функціонування системи у просторі та часі. Представлено основні принципи побудови моделі структурної зв’язності системи забезпечення екологічної безпеки на прикладі двох множин — множини загроз виникнення надзвичайних ситуацій та множини механізмів їх запобігання й ліквідації. Взаємодію між множинами системи розглянуто на основі комплексу в цілому, враховуючи існуючі зв’язки між елементами системи екологічної безпеки. Досліджено зв’язність елементів системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки, розраховано числові значення ексцентриситетів, р-дірок та проаналізовано міри складності комплексу елементів екосистеми. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2013-03-19 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/55891 System research and information technologies; No. 1 (2013); 7-15 Системные исследования и информационные технологии; № 1 (2013); 7-15 Системні дослідження та інформаційні технології; № 1 (2013); 7-15 2308-8893 1681-6048 uk https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/55891/52052 Copyright (c) 2021 System research and information technologies |
| spellingShingle | Kachinskiy, A. B. Agarkova, N. V. Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title | Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title_alt | Structural analysis of the system of maintenance of ecological and natural-technogenic safety of Ukraine Структурный анализ системы обеспечения экологической и природно-техногенной безопасности Украины |
| title_full | Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title_fullStr | Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title_full_unstemmed | Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title_short | Структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки України |
| title_sort | структурний аналіз системи забезпечення екологічної та природно-техногенної безпеки україни |
| url | https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/55891 |
| work_keys_str_mv | AT kachinskiyab structuralanalysisofthesystemofmaintenanceofecologicalandnaturaltechnogenicsafetyofukraine AT agarkovanv structuralanalysisofthesystemofmaintenanceofecologicalandnaturaltechnogenicsafetyofukraine AT kachinskiyab strukturnyjanalizsistemyobespečeniâékologičeskojiprirodnotehnogennojbezopasnostiukrainy AT agarkovanv strukturnyjanalizsistemyobespečeniâékologičeskojiprirodnotehnogennojbezopasnostiukrainy AT kachinskiyab strukturnijanalízsistemizabezpečennâekologíčnoítaprirodnotehnogennoíbezpekiukraíni AT agarkovanv strukturnijanalízsistemizabezpečennâekologíčnoítaprirodnotehnogennoíbezpekiukraíni |