Buchumschlag

Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів

Запропоновано новий підхід до оцінки стану природно-техногенних об’єктів з позицій сталого розвитку, що ґрунтується на методі компараторної ідентифікації. Розроблено алгоритмічне забезпечення реалізації методології компараторної екологічної ідентифікації з встановлення рівня екологічності еколого-со...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Системні дослідження та інформаційні технології
Datum:2015
Hauptverfasser: Козуля, Т.В., Шаронова, Н.В., Білова, М.О., Козуля, М.М.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainisch
Veröffentlicht: Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України 2015
Schlagworte:
Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/123552
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, М.О. Білова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2015. — № 4. — С. 63-74. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860080156096331776
author Козуля, Т.В.
Шаронова, Н.В.
Білова, М.О.
Козуля, М.М.
author_facet Козуля, Т.В.
Шаронова, Н.В.
Білова, М.О.
Козуля, М.М.
citation_txt Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, М.О. Білова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2015. — № 4. — С. 63-74. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Системні дослідження та інформаційні технології
description Запропоновано новий підхід до оцінки стану природно-техногенних об’єктів з позицій сталого розвитку, що ґрунтується на методі компараторної ідентифікації. Розроблено алгоритмічне забезпечення реалізації методології компараторної екологічної ідентифікації з встановлення рівня екологічності еколого-соціально-економічних систем, розроблено математичні моделі стану системних об’єктів. На основі поданого методу отримано рейтинг еколого-економічних систем з безпечності екологічного стану та комплексну оцінку екологічності території забруднення важкими металами з встановленням механізмів саморегулювання якості систем. Розрахунок оцінки екологічності досліджених об’єктів за наданою методикою проведено відповідно програмного забезпечення, яке дозволяє автоматизувати аналіз стану складних систем. Предложен новый подход к оценке состояния природно-техногенных объектов с позиции постоянного развития, которое базируется на методе компараторной идентификации. Представлено алгоритмическое обеспечение реализации методологии компараторной экологической идентификации по установлению уровня экологичности эколого-социально-экономических систем, разработаны математические модели состояния системных объектов. На основе предложенного метода получен рейтинг эколого-экономических систем по безопасности экологического состояния и комплексную оценку экологичности территории загрязнения тяжелыми металлами с установлением механизмов саморегулирования качества систем. Расчеты оценки экологичности исследованных объектов по представленной методике проведены на основе программного обеспечения, которое позволяет автоматизировать анализ состояния сложных систем. A new approach for the natural and anthropogenic objects state-assessment from the continuous development standpoint based on the comparative identification method is proposed in this work. The algorithms for the comparative ecological identification methodology implementation were developed on ecological compatibility leveling of ecological-social-economic systems and mathematical models of the system objects’ state. The rating of the ecological state safety for ecology-economical systems and a comprehensive assessment of ecological compatibility for a territory polluted by heavy metals with establishing the self-regulated system quality mechanism were developed on the basis of the presented method. The calculations of ecological compatibility assessment of objects under the study based on presented methods were done using the software that automated the complex systems state analysis.
first_indexed 2025-12-07T17:16:15Z
format Article
fulltext  Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М., 2015 Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 63 УДК 519.713: 504.064 ВПРОВАДЖЕННЯ КОМПАРАТОРНОЇ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ РІВНЯ БЕЗПЕКИ ОБ’ЄКТІВ Т.В. КОЗУЛЯ, Н.В. ШАРОНОВА, М.О. БІЛОВА, М.М. КОЗУЛЯ Запропоновано новий підхід до оцінки стану природно-техногенних об’єктів з позицій сталого розвитку, що ґрунтується на методі компараторної ідентифі- кації. Розроблено алгоритмічне забезпечення реалізації методології компараторної екологічної ідентифікації з встановлення рівня екологічності еколого-соціально- економічних систем, розроблено математичні моделі стану системних об’єктів. На основі поданого методу отримано рейтинг еколого-економічних систем з безпечності екологічного стану та комплексну оцінку екологічності території забруднення важкими металами з встановленням механізмів саморегулювання якості систем. Розрахунок оцінки екологічності досліджених об’єктів за нада- ною методикою проведено відповідно програмного забезпечення, яке дозво- ляє автоматизувати аналіз стану складних систем. ВСТУП Доцільність досліджень з ідентифікації несприятливих техногенних впливів на природне середовище (ПС), пов’язаних з динамічністю, інтенсивністю і небезпечністю наслідків для стану і функціонування соціально- екологічних систем, обумовлена недостатньою розробленістю теоретичних положень щодо узгодженості різнорідних оцінок стану складових еколого- соціально-економічних систем. Необхідність таких робіт визначена вико- нанням державних екологічних проектів з реалізації Концепції екологічної політики України, спрямованої на втілення загальноприйнятих принципів сталого розвитку (СР), які полягають у поєднанні та узгодженості в еколо- гічній оцінці економічного, екологічного та людського розвитку за умови відсутності зниження якості й безпеки життя людей, збереження природного стану НС й соціального прогресу, відповідно до потреб людини [1–3]. Аналіз ситуації щодо розробок методичного забезпечення оцінки різних факторів впливу на об’єкти навколишнього природного середовища (НПС), показав, що у ході розв’язання задачі уніфікації та узгодження задач струк- турної і параметричної ідентифікації доцільно звернутися до інтелектуаль- них моделей, які б поєднували функції узагальненої корисності з оцінкою альтернатив розв’язання. Для задач синтезу й ідентифікації моделей багато- факторного оцінювання й оптимізації найбільш прийнятним є метод компа- раторної ідентифікації, запропонований Ю.П. Шабановим-Кушнаренком [4], який було розвинено у роботах М.Ф. Бондаренка [5], Е.Г. Петрова [6] та їх наукових шкіл. Метою роботи є запровадження положень теорії компараторної іден- тифікації для формування методичного забезпечення з оцінювання екологіч- ного стану системних об’єктів, пов’язаних із багатофакторним аналізом. У ході дослідних робіт поставлено та вирішено такі задачі: Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 64  обґрунтовано необхідність і доцільність оцінки екологічної якості складних систем за концепцією сталого розвитку у ході використання мето- ду компараторної ідентифікації;  розроблено алгоритмічне забезпечення реалізації запропонованої методики з встановлення рівня екологічності природно-техногенних об’єктів;  встановлено математичні моделі стану еколого-економічних об’єктів із застосуванням елементів синергетики — ентропійну та інформаційну функції як індикатори екологічності систем;  проаналізовано практичні результати екологічних розрахунків від- повідно до встановлених оцінок якості за існуючими методиками, визначено ефективність запровадження компараторної ідентифікації для системи оці- нювання стану складних екологічних систем. ОСНОВНІ НАУКОВІ РЕЗУЛЬТАТИ І ЇХ ПРАКТИЧНА ОЦІНКА Моделі індексного оцінювання стану системних об’єктів природно- техногенного походження орієнтовані на встановлення явних (прямих) вла- стивостей системи, рівень яких безпосередньо визначається властивостями елементів, що утворюють систему. За концепцією СР екологічність як рі- вень якості НПС досягається за умови цілісності еколого-соціально- економічної системи, що передбачає визначення екологічної безпеки не за усередненими проміжними результатами, а з врахуванням усього спектру різнорідних даних моніторингу. Саме багатофакторність аналізу вихідної інформації та її різноманітність за природою та динамікою складає пробле- матику об’єктивного оцінювання системних об’єктів. Таким чином, необхідною є розробка більш складної моделі розра- хунку індексу сталого розвитку, яка враховувала б не тільки параметрич- ну, а й структурну ідентифікацію моделі та емерджентні властивості сис- теми. Для вирішення цього питання запропоновано звернутися до методу компараторної ідентифікації, який дозволяє відмовитися від проміжних оці- нок, що дають накопичення похибок, замінивши їх аналізом (порівнянням) ситуації, як цілого. Для реалізації компараторної ідентифікації екологічної відповідності прийнято деяку сукупність об’єктів nXXXX ,...,,, 210 загальною кількістю n , кожен з яких характеризується m певних параметрів початкового ста- ну :S )( 00201000 m,x,,x,xxX  , 0S ; )( 11211101 m,x,,x,xxX  , 1S ; … )( 210 nmnnnn ,x,,x,xxX  , nS ; ;ni 1 , ;mj 1 . (1) Задача екологічного оцінювання полягає у встановленні структурної здатності системного утворення призводить до виникнення процесу, який Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 65 спричиняє перехід систем у новий екологічно відповідний стан 1S або збе- реження стану 'S0 під час реалізації небезпеки і виникненні суттєвих дестабілізуючих порушень у них (рис. 1). Відповідно до методу компараторної ідентифікації запропоновано роз- робити шкалу відповідності екологічній якості під час оцінювання стану природно-техногенних об’єктів дослідження. Для фіксованого j обирається одне еталонне значення параметру jy , яке буде мінімальним або максималь- ним значенням параметру ijx серед усіх nX в залежності від фізичного змі- сту кожного з параметрів. Загальна кількість еталонних значень буде скла- дати .m У ситуації оцінки за різнорідними щодо фізичного змісту параметрами необхідним є їх нормування, що полягає у порівнянні встановленої власти- вості системи ijx з її еталонним значенням jy й знаходженні частки j ij ij y x n  . (2) Для характеристики стану системи запропоновано три варіанти відно- шення: 1ijn — оптимальний, 1ijn та 1ijn — незадовільний, який свідчить про високий рівень відхилення від відповідності вимогам екологіч- ного розвитку. З метою встановлення міри відповідності запропоновано визначення відхилення від еталонного значення, прийнятого на одиницю, у вигляді: jj ij nn n ij minmax |1|    . (3) Оптимальним варто вважати значення ,0ij допустимим під час оцін- ки якості для змінених систем прийнято відхилення 20% [7], що відповідає припустимим або малим ризикам, а звідси значення параметра для відно- шення відповідності прийняти .]2,0;0[ij Для вибору відповідного стану екологічності досліджених об’єктів усі значення ij проходять через компаратор. Якщо значення ij , що надхо- дить на вхід компаратора, знаходиться в межах ,]2,0;0[ то відповідь на ви- ході компаратору буде ТАК, тобто 1. В іншому випадку на виході компара- тора буде НІ, тобто параметр оцінювання дорівнює 0. 0S Процес 0S 1S 1S  Рис. 1. Схема екологічної відповідності розвитку систем Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 66 Таким чином, кожен з об’єктів iX буде характеризуватись множеною imk , де кожне ijk дорівнює 0 або 1. Надалі використовується компаратор, що має m входів та один вихід. Такий компаратор застосовується для кож- ного iX : на вхід подаються відповідні значення ijk і, якщо всі вони дорів- нюють 1, — на виході буде значення ТАК. Такий об’єкт є «відповідним» — він не потребує заходів управління або регулювання його якості. Однак, як- що хоч один з ijk дорівнює 0, — об’єкт потребує регулюючих змін для по- вернення початкових параметрів або управляючих дій з досягнення відпові- дності вимогам екологічної безпеки. Запропоновану методику екологічної оцінки відповідності запропоно- вано для визначення рейтингу об’єктів за їх станом. На перше місце рейтин- гу пропонується розмістити об’єкт, для якого найбільша кількість характе- ристик ijk приймає значення 1. Сформована таким чином нова вибірка систем оцінювання більше не буде містити в собі вищеназваний об’єкт. Роз- рахунки починаються з пошуку еталонних значень параметрів jy . За тим же принципом обирається об’єкт, який посідає друге місце рейтингу. Форму- ється оновлена вибірка. Таким чином, розрахунки проводяться до моменту повного розміщення досліджених об’єктів у певній послідовності за значен- нями екологічних відхилень (рис. 2). Запропоновану методику компараторної ідентифікації екологічності реалізовано для визначення стану регіонів з високо розвиненою промисло- во-соціальною інфраструктурою ( iX ) за такими показниками: 1ix — приріст населення за останній рік; 2ix — народжуваність; 3ix — кількість померлих віком до одного року; 4ix — середня заробітна плата; 5ix — кількість без- робітних працездатного віку; 6ix — реалізована промислова продукція, млн. грн; 7ix — викиди забруднюючих речовин, тис. т; 8ix — кількість утворених відходів, тис. т; 9ix — утилізовано відходів, тис. тонн [8]. За формулами (2, 3) та алгоритмом (рис. 2) наведено рейтингові розра- хунки, у результаті яких отримано таку послідовність стану областей за рів- нем екологічності: 1. Київська; 2. Волинська; 3. Автономна Республіка Крим; 4. Івано-Франківська; 5. Закарпатська; 6. Рівненська; 7. Чернівецька; 8. Запорізька; 9. Полтавська; 10. Сумська; 11. Миколаївська; 12. Кіровоград- ська; 13. Житомирська; 14. Тернопільська; 15. Донецька; 16. Дніпропетров- ська; 17. Харківська; 18. Херсонська; 19. Луганська; 20. Львівська; 21. Чернігівська; 22. Хмельницька; 23. Черкаська; 24. Одеська; 25. Він- ницька. Результати рейтингу збігаються з оцінкою стану екологічної безпеки областей України за трьома класами небезпеки, встановленими за інтеграль- ним показником ризику (перші 8 місць рейтингу більше, ніж на 50% мають низьку оцінку ризику, а з 9-ї позиції переважає оцінка високого і середнього ризику) [9]. Відповідно до запропонованої методики оцінки екологічної відповідно- сті встановлено рейтинг більш небезпечних промислових об’єктів Харківсь- кої області за рівнем небезпеки їх стану: 1X — ПАТ «Євроцемент-Україна», Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 67 2X — ПАТ «Харківська ТЕЦ-5», 3X — Філія «Теплоелектроцентраль» ТОВ «ДВ нафтогазовидобування», 4X — Зміївська ТЕС ПАТ «Центренер- го». Аналіз виконано у рамках восьми параметрів, кожен з яких позначає кількість викидів у тоннах на рік певної речовини: 1ix — метали та їх спо- луки; 2ix — речовини у вигляді зважених твердих частинок; 3ix — сполуки азоту; 4ix — діоксид та інші сполуки сірки; 5ix — оксид вуглецю; 6ix –– неметанові леткі органічні сполуки; 7ix — метан; 8ix — діоксид вуглецю [10]. Рейтинг з небезпечності екологічного стану, отриманий після прове- дення розрахунків: 1 — Зміївська ТЕС ПАТ «Центренерго»; 2 — Філія «Те- плоелектроцентраль» ТОВ «ДВ нафтогазовидобування»; 3 — ПАТ «Харків- ська ТЕЦ-5»; 4 — ПАТ «Євроцемент-Україна», що відповідає офіційним даним, представленим у «Доповіді пpо стан навколишнього пpиpодного сеpедовища в Хаpківській області у 2012 pоці» [10]. Для встановлення об’єктивної комплексної оцінки екологічності систем (КЕС), що є об’єктом управління якістю НПС, запропоновано запровадити структурну і параметричну ідентифікацію рівноваги систем і необоротних процесів, визначених самоорганізацією об’єкта [11]. Складний природно- техногенний об’єкт дослідження визначається у вигляді системної моделі — виділення економічного, екологічного і соціального аспектів аналізу, для якої передбачається перехід від системного аналізу стану мікрооб’єкту до визначення процесів стабілізації відповідно до положень теорії синергетики та негентропії. На основі ймовірнісно-ентропійних показників стану систем і процесів (Р, S й параметр стану х) запропоновано перейти від результатів аналізу ста- тистичних спостережень до характеристики термодинамічних потоків (про- цесів), які дозволяють утримати систему в стані рівноваги )0( S чи змен- шити негативні впливи між системами за рахунок трансформаційних перетворень max)( S , або фіксувати дестабілізацію в об’єкті maxS . Загальний підхід у визначенні екологічності чи рівня екологічної без- пеки системного об’єкта дослідження передбачає таку послідовність розв’язку задачі екологічної якості: )0(max2 1 1 ),( 10     SSSSSS wwww HDAtxqS , (4) де wS — стохастичний оператор під час дії природних впливів, зовнішнього регулювання в межах природоохоронних заходів; ),( txq — зв’язок між сис- темами, речовинно-енергетичний потік; wA — оператор переходу стохас- тичних функцій у детерміновані, який визначає перехід системи у новий стаціонарний стан у результаті самоорганізації; wD — детермінований оператор, який відповідає за функцію виходу, що приводить об’єкт у рівно- важний екологічний стан за умови стабілізації зовнішнього і внутрішнього гомеостазу — оператор wH схеми «вхід-вихід», який для системного утво- рення визначається досягненням максимального ентропійного стану maxS й відсутністю дестабілізуючих явищ .)0( S Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 68 Для комплексної оцінки екологічності територіально-об’єктових сис- тем компараторна ідентифікація надає кількісне значення у двох парамет- p;l 1    m j ljlt 1 Початок Кінець Вивід об’єкта з вибірки 0 ij ltmin Збір даних Введення даних ijx Пошук оптимальних значень jjy max або jjy min Місце рейтингу z = 1 Нормування даних j ij ij y x n  Визначення відхилень відповідності jj ij ij nn n minmax |1|    ]2,0;0[ ij 1ij    m j ijiS 1  ip Sm max  1p Вивід об’єкта на z-е місце рейтингу nz  1 zz Рис. 2. Схема алгоритму оцінки якості за екологічним компаратором Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 69 рах — 0 й 1, що дозволяє поєднати за параметром S зміни у стані систем і об’єкта й імовірності P порушення зв’язків у середовищі [5, 11–13]. За теорією компараторної ідентифікації [5]: компаратор — вимірювач відповідності структури, функціональності систем внутрішньому гомеостазу системного об’єкта, поданої кортежем sX й tX вхідного впливу X виду ),(),( )()s( tXAFXAF  , ,),()(),( )()s( tXAFXAF  tskts  ,,1, . (5) Зазначені кортежі є складовими термодинамічного потоку, визначеного як деякий зв’язок — відношення R між складовими системи і об’єкта від- повідно до параметра A моделі і оператора F (структура) (2), що реалізує внутрішній гомеостаз складових систем. За однозначності характеристики стану систем через імовірнісно-ентропійні параметри оцінку екологічності надано видом оператора F й параметрів моделі ,A для яких невідповідність вимогам безпеки (ситуація нееквівалентності) призводить до нерівності (5). Під час вивчення територіально-об’єктових екосистем поряд з варіан- тами поведінки ),...,,( 21 nxxxX  для niXxi ,1 ,  розглядаються пооди- нокі кількісні вимірювання для окремих систем (наприклад, під час дослі- дження стану екосистеми «ґрунт» — вимірювання фізичних параметрів і хімічного складу як індикаторів їх екологічності і відповідності гомеостазу): )(),...,(),()( 21 imiii xkxkxkxK  . На основі аналізу окремих характеристик систем за певних умов стану системного об’єкта визначають імовірнісну оцінку реалізованої структури і її відповідність вимогам екологічної безпеки, поданих у вигляді ,: VXP  де P — оператор моделі оцінювання, а  XPV  — модель багатофакторних оцінок альтернатив рішення )1,)(( ,n ixPv ii  . Оцінка екологічності систем і рівня безпеки передбачає застосування вимірювальної процедури екологічного ризику, яка і реалізує предикат виду       ,при0 ,при1 ),(1 nq nq nq vv vv vvD ,, ],)(),([),( 11 XxxxPxPDxxE nqnqnq  (6) де qv , nv — оцінка корисності дослідженого і природного стану, як )( qq xPv  , )( nn xPv  з врахуванням витрат на підтримку екологічності систем. Аналіз потоків між системами та імовірності виникнення негативного фактору впливу Vvv rq , виявляють зміни у результаті трансформаційних процесів щодо складу потоку, прояву ефектів у НПС, які приводять до збіль- шення S й S внутрішнього простору об’єкта. Результати аналізу подають за компаратором і предикатом у вигляді (позитивні результати — 1):       ,при0 ,при1 ),(2 nq nq rq vv vv vvD Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 70 XxxxPxPDxxE rqrqrq  , ],)(),([),( 22 . (7) Екологічність цього стану системи визначається незмінністю ентропій- ної функції оцінки і 0S , негативною оцінкою є збільшення імовірності перебігу процесів із дестабілізації систем 0 ,  SSS rq і появою ініціюю- чого впливу на них у внутрішньому середовищі об’єкта .)()( rq xPxP  Для моделі виду (4) стан систем визначається досягненням максималь- ного значення ентропійної функції maxS і відсутністю дестабілізуючих явищ ,)0( S надають оператор з деталізацією, зважаючи на пріоритетність збереження стійкості природних екосистем ( 1x ): 1 ,2, ,, ,)()()( 1  snsXxxxPxP iss , . )()()( ,)()()( 1312 xPxPxPxP  (8) За узгодженням імовірнісно-ентропійних показників екологічності і компараторної ідентифікації (4–7) надано загальну модель )(M оцінювання: ,1 ,))(,()( ,n ixKAPxV iMMiM  (9) де )( iM xV — узагальнена оцінка корисності альтернатив з оцінки екологіч- ної якості систем, вибору їх структури, прийнятого рішення; MP — опера- тор моделі оцінювання — структурна ідентифікація як реалізація економіч- них, соціальних і екологічних складових і їх зв’язку; )( ixK — m -мірна кількісно-виміряна вхідна дія (характеристика стану); MA — r -мірний век- тор характеристик моделі об’єкта — параметрична ідентифікація (стан сис- тем, потоків, як зв’язок між системами). За даними моніторингу для системного об’єкта визначають функцію ,))(()( ii xKFxY  де )( ixY — скалярна багатофакторна оцінка станів або змін у складових і об’єкті (за рівнем задачі дослідження), ;Xxi  ,)(,)({)( 21 iii xkxkxK  ,)}(, im xk ni ,1  — фактори оцінювання ix , для яких вводиться коефіці- єнт ізоморфізму з метою досягнення однорідності )( ixK — raaaA ,...,, 21 . Таким чином, загальна оцінка якості забезпечується завдяки досягнен- ню однорідності подання досліджених факторів стану систем і характерис- тик процесів у них у вигляді . , , , RiskPSS  Реалізацію методики комплексної оцінки якості НПС розглянуто на прикладі дослідження екологічного стану ландшафтно-геохімічних комплек- сів, які знаходяться під впливом потоку забруднення важкими металами (ВМ). За компараторною ідентифікацією (відношення (5–9)) визначають гео- хімічний підпростір mAAA ,,, 21  ( m — розмірність), для якого ),,,( 21 mxxx  складені з факторів впливу у вигляді 2211 , AxAx  , що ста- новлять предметний простір з катіонних і аніонних форм ВМ  21 AA :UAm  Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 71             21 VCr,Mo,,CuSr,Pb,Ni,Co,Zn, xx U . Для оцінки безпеки надходження ВМ в об’єкти НПС розглядають від- ношення },{ 21 xx ,2m }CuSr,Pb,Ni,Co,Zn,{1 A . }VCr,Mo,{2 A , тоді 21 AAS  є множина пар виду ),( 21 xx , для яких відношення формуються за значенням ентропійного стану, тобто аналізу процесів змін і самоорганіза- ційних здатностей системи ґрунт. Відношення, що є частинами одного прос- тору, однотипні, реалізовані операціями: об’єднання — диз’юнкції  — або; переріз — кон’юнкція  — .i Для аналізу стану важких елементів у ґрунті прийнято для значень імовірності відхилення кількості їх від нор- мативно встановленого обмеження у межах малого ризику — 20%:       .2,0якщо,0 ,2,0якщо,1 )( 1 x x xxP n Ентропія у ході самовільних процесів збільшується і відповідно цього ідентифікується стан безпеки знаходження елементу у ґрунті (таблиця). Т а б л и ц я . Результати ентропійної і компараторної ідентифікації стану елементів у ґрунтах Елемент Ентропійний стан Компаратор Cr V Zn –2,265 1 1 1 Co –1,619 0 1 1 Nі –1,616 0 1 1 Pb –2,042 1 1 1 Sr –1,687 1 1 1 Cu –1,844 1 1 1 Mo –1,462 0 1 1 Cr –2,639 1 1 1 V –2,434 1 1 1 Відношення з відображення «перевищення» природного рівня завдяки техногенному надходженню і взаємодії у ґрунті зі складовими ґрунтів (сорбція) і між собою з урахуванням об’єднання цих процесів для кожно- го елемента (кон’юнкція )QP  має такий остаточний вид  00yxP 40302010 yxyxyxyx  згідно з сформованою базою оцінки їх стану: Важкі метали Zn Ni Pb Sr Cu Zn 1 1 1 1 1 Ni 0 0 0 0 0 Pb 1 1 1 1 1 Sr 1 1 1 1 1 Cu 0 0 0 0 0 Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 72 Відповідно до отриманої досконалої диз’юктивної нормальної форми (ДДНФ): 4030201000 yxyxyxyxyxP  отримують такі дані: Важкі метали Zn Pb Sr Cr V Zn 0 0 0 1 1 Pb 0 0 0 1 1 Sr 0 0 0 1 1 Cr 1 1 1 0 0 V 1 1 1 0 0 Урахування перерізу станів Zn відповідно до стану присутніх інших важких металів (ВМ) визначено ДКНФ виду  423241314030 yxyxyxyxyxyx 241404231303 yxyxyxyxyxyx  . (10) Зафіксовані процеси самовільних процесів накопичення ВМ можливі при малому значенні P відхилення від мінімального їх вмісту, стабільне забезпечення «позитивного стану» визначено значним відхиленням від до- пустимого обмеження нявності елементу у ґрунті та перебігу при цьому за- значених процесів: 3,2ix при 1,0P і 99,2jy при 95,0,05,0  P . З урахуванням даних таблиці і виразу (10) отримують таку оцінку стану елементів за компараторною ідентифікацією: Zn 78,20 x 1111  1 Pb 04,21 x 1010  0 Sr 02,22 x 1010  0 Cr 7,23 x 111111  1 V 46,24 x 111111  1 Таким чином, феноменологічні знання про поведінку ВМ в об’єктах НПС обґрунтовуються ентропійною оцінкою їх стану та компараторною ідентифікацією з урахуванням «стан – процес» завдяки застосуванню ДДНФ і ДКНФ. Це дозволяє встановити фактор небезпеки, імовірність нівелювання його негативного впливу за рахунок процесів трансформації у міграційних потоках у наявності інших негативних складових фактору. Аналогічно проводиться оцінка стану здоров’я населення, що є відо- браженням рівня екологічності дослідженої території. Таким чином, сформована екологічна оцінка є комплексним критерієм щодо визначення стану еколого-соціально-економічної системи і суттєвих змін, пов’язаних з підтримкою гомеостазу в природно-техногенних об’єктах. Розрахунок оцінки екологічності досліджених об’єктів за наданою методикою (4–10) проводиться відповідно до програмного забезпечення, що дозволяє автоматизувати аналіз стану складних систем — Microsoft Visual Studio 2005 (рис. 3). Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2015, № 4 73 ВИСНОВКИ Отже, у роботі запропоновано новий підхід до оцінки стану об’єктів навко- лишнього середовища з позицій сталого розвитку, що ґрунтується на методі компараторної ідентифікації. Запропонована методика оцінки якості систе- мних природно-техногенних об’єктів (рис. 1–3) дозволила отримати такі науково-практичні результати: 1) відповідно до удосконалення системного аналізу для розв’язання за- дач сталого розвитку запропоновано методику оцінки екологічної якості системних об’єктів із застосуванням теорії компараторної ідентифікації; 2) розроблено математичне (1–9) та алгоритмічне (рис. 2) забезпечення оцінки відповідності стану системного рівня моделей природно-техногенних комплексів вимогам екологічності; 3) використано надану методику для ранжування за екологічністю об- ластей і підприємств за соціально-екологічними показниками, показано від- повідність отриманих результатів встановленим даним [9, 10]; 4) обґрунтовано ефективність запровадження компараторної ідентифі- кації для оцінки якості природно-техногенних об’єктів за ентропійною ха- рактеристикою стану і процесів, визначення факторів стабілізації екологіч- ності. Таким чином, у методиці оцінки стану об’єктів запроваджено компара- торну ідентифікацію відповідності вимогам екологічності з урахуванням зв’язків між системами різної природи та визначенням стану об’єкту не за усередненими проміжними результатами, а за всіма даними інформаційного простору функціональності системного об’єкта дослідження. Рис. 3. Приклад оцінки рівня екологічності території Козуля Т. В., Шаронова Н.В., Білова М.О., Козуля М.М. ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2015, № 4 74 ЛІТЕРАТУРА 1. Рамперсанд Х. Универсальная система показателей: Как достигать результатов, сохраняя целостность. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2006. — 352 с. 2. Згуровский М.З., Гвишиани А.Д. Глобальное моделирование процессов устойчивого развития в контексте качества и безопасности жизни людей. — К.: Політехніка, 2008. — 331 c. 3. Згуровський М.З., Статюха Г.О., Войтко С.В., Мельниченко А.А., Болдак А.О., Джигирей І.М. Аналіз сталого розвитку — глобальний та регіональні контексти. Україна в індикаторах сталого розвитку — К.: Політехніка, 2010. — 359 с. 4. Бондаренко М.Ф., Шабанов-Кушнаренко Ю.П. Мозгоподобные структуры: Справочное пособие. Том первый. Под ред. акад. НАН Украины И.В. Сергиенко. — К.: Наукова думка, 2011. — 460 с. 5. Бондаренко М.Ф., Шабанов-Кушнаренко С.Ю., Шабанов-Кушнаренко Ю.П. Про загальну теорію компараторної ідентифікації // Біоніка інтелекту: наук.-техн. журнал. — 2008. — № 2 (69). — С. 13–22. 6. Петров К.Э. Компараторная идентификация модели формирования индекса устойчивого развития // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2009. — № 1. — С. 36–46. 7. Машина Н.І. Економічний ризик і методи його вимірювання. — К.: Центр навчальної літератури, 2003. — 188 с. 8. Державна служба статистики України. — http://www.ukrstat.gov.ua/. 9. Качинський А.Б. Екологічна безпека України: системний аналіз перспектив покрашення. — К.: Екологічна безпека, 2001. — 251 с. 10. Доповідь про стан навколишнього природного середовища у Харківський об- ласті у 2012 році. — http://www.menr.gov.ua/docs/activity-dopovidi/regionalni/ rehionalni-dopovidi-u-2012-rotsi/kharkivska_2012.pdf. 11. Sharonova N.V., Kozulia T.V. Entropy as Substratum of identifying the Corporative Ecological system (CES) condition // Вестник Херсонского национального технического университета. — 2008. — № 2 (31). — С. 518–527. 12. Козуля Т.В. Процеси екологічного регулювання. Концепція корпоративної екологічної системи: монографія. — Харків: НТУ «ХПИ», 2010. — 588 с. 13. Козуля Т.В., Білова М.О. Оцінка якості системних об’єктів навколишнього середовища на основі метода компараторної ідентифікації // Проблеми інформаційних технологій. — 2013. — № 13. — С. 78–84. Надійшла 13.05.2015
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-123552
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1681–6048
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T17:16:15Z
publishDate 2015
publisher Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
record_format dspace
spelling Козуля, Т.В.
Шаронова, Н.В.
Білова, М.О.
Козуля, М.М.
2017-09-06T14:56:57Z
2017-09-06T14:56:57Z
2015
Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, М.О. Білова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2015. — № 4. — С. 63-74. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
1681–6048
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/123552
519.713: 504.064
Запропоновано новий підхід до оцінки стану природно-техногенних об’єктів з позицій сталого розвитку, що ґрунтується на методі компараторної ідентифікації. Розроблено алгоритмічне забезпечення реалізації методології компараторної екологічної ідентифікації з встановлення рівня екологічності еколого-соціально-економічних систем, розроблено математичні моделі стану системних об’єктів. На основі поданого методу отримано рейтинг еколого-економічних систем з безпечності екологічного стану та комплексну оцінку екологічності території забруднення важкими металами з встановленням механізмів саморегулювання якості систем. Розрахунок оцінки екологічності досліджених об’єктів за наданою методикою проведено відповідно програмного забезпечення, яке дозволяє автоматизувати аналіз стану складних систем.
Предложен новый подход к оценке состояния природно-техногенных объектов с позиции постоянного развития, которое базируется на методе компараторной идентификации. Представлено алгоритмическое обеспечение реализации методологии компараторной экологической идентификации по установлению уровня экологичности эколого-социально-экономических систем, разработаны математические модели состояния системных объектов. На основе предложенного метода получен рейтинг эколого-экономических систем по безопасности экологического состояния и комплексную оценку экологичности территории загрязнения тяжелыми металлами с установлением механизмов саморегулирования качества систем. Расчеты оценки экологичности исследованных объектов по представленной методике проведены на основе программного обеспечения, которое позволяет автоматизировать анализ состояния сложных систем.
A new approach for the natural and anthropogenic objects state-assessment from the continuous development standpoint based on the comparative identification method is proposed in this work. The algorithms for the comparative ecological identification methodology implementation were developed on ecological compatibility leveling of ecological-social-economic systems and mathematical models of the system objects’ state. The rating of the ecological state safety for ecology-economical systems and a comprehensive assessment of ecological compatibility for a territory polluted by heavy metals with establishing the self-regulated system quality mechanism were developed on the basis of the presented method. The calculations of ecological compatibility assessment of objects under the study based on presented methods were done using the software that automated the complex systems state analysis.
uk
Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
Системні дослідження та інформаційні технології
Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
Внедрение компараторной идентификации для комплексной оценки уровня безопасности объектов
Comparative identification introduction for integrated assessment of object security level
Article
published earlier
spellingShingle Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
Козуля, Т.В.
Шаронова, Н.В.
Білова, М.О.
Козуля, М.М.
Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
title Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
title_alt Внедрение компараторной идентификации для комплексной оценки уровня безопасности объектов
Comparative identification introduction for integrated assessment of object security level
title_full Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
title_fullStr Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
title_full_unstemmed Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
title_short Впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
title_sort впровадження компараторної ідентифікації для комплексної оцінки рівня безпеки об’єктів
topic Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
topic_facet Прогресивні інформаційні технології, високопродуктивні комп’ютерні системи
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/123552
work_keys_str_mv AT kozulâtv vprovadžennâkomparatornoíídentifíkacíídlâkompleksnoíocínkirívnâbezpekiobêktív
AT šaronovanv vprovadžennâkomparatornoíídentifíkacíídlâkompleksnoíocínkirívnâbezpekiobêktív
AT bílovamo vprovadžennâkomparatornoíídentifíkacíídlâkompleksnoíocínkirívnâbezpekiobêktív
AT kozulâmm vprovadžennâkomparatornoíídentifíkacíídlâkompleksnoíocínkirívnâbezpekiobêktív
AT kozulâtv vnedreniekomparatornoiidentifikaciidlâkompleksnoiocenkiurovnâbezopasnostiobʺektov
AT šaronovanv vnedreniekomparatornoiidentifikaciidlâkompleksnoiocenkiurovnâbezopasnostiobʺektov
AT bílovamo vnedreniekomparatornoiidentifikaciidlâkompleksnoiocenkiurovnâbezopasnostiobʺektov
AT kozulâmm vnedreniekomparatornoiidentifikaciidlâkompleksnoiocenkiurovnâbezopasnostiobʺektov
AT kozulâtv comparativeidentificationintroductionforintegratedassessmentofobjectsecuritylevel
AT šaronovanv comparativeidentificationintroductionforintegratedassessmentofobjectsecuritylevel
AT bílovamo comparativeidentificationintroductionforintegratedassessmentofobjectsecuritylevel
AT kozulâmm comparativeidentificationintroductionforintegratedassessmentofobjectsecuritylevel

Ähnliche Einträge