Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів

Надано теоретичні засади обґрунтування методології комплексної оцінки екологічності на основі MIPS-аналізу та імовірнісно-ентропійного ризик-аналізу для розв’язання задач екологічної безпеки територіально-об’єктових систем та ідентифікації факторів, які відповідають за ступінь прояву хвороби й рівен...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Системні дослідження та інформаційні технології
Date:	2014
Main Authors:	Козуля, Т.В., Шаронова, Н.В., Ємельянова, Д.І., Козуля, М.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України 2014
Subjects:	Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85550
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2014. — № 3. — С. 25-34. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85550
record_format	dspace
spelling	Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. Ємельянова, Д.І. Козуля, М.М. 2015-08-07T12:16:21Z 2015-08-07T12:16:21Z 2014 Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2014. — № 3. — С. 25-34. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1681–6048 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85550 519.713: 631.411.6 Надано теоретичні засади обґрунтування методології комплексної оцінки екологічності на основі MIPS-аналізу та імовірнісно-ентропійного ризик-аналізу для розв’язання задач екологічної безпеки територіально-об’єктових систем та ідентифікації факторів, які відповідають за ступінь прояву хвороби й рівень стану здоров’я людини. Дослідження підходів з встановлення взаємозв’язку між рівнем екологічності навколишнього середовища і станом здоров’я людини визначили за необхідне прийняття універсальної характеристики екологічної якості різнорідних систем у вигляді ентропійної оцінки відповідності їх вимогам безпеки або рівноважного стану. Перевагою запропонованою методики екологічної оцінки складних об’єктів (природно-техногенних комплексів) є можливість однозначної характеристики складових і системи в цілому, надання цілісного програмного комплексу подання кінцевого результату. Предоставлено теоретическое обоснование методологии комплексной оценки экологичности на основе MIPS-анализа и вероятностно-энтропийного риск-анализа для решения задач экологической безопасности территориально-объектовых систем и идентификации факторов, которые отвечают за степень проявления заболевания и уровень состояния здоровья человека. Исследования подходов по определению взаимосвязи между уровнем экологичности окружающей среды и состоянием здоровья человека установили необходимость принятия универсальной характеристики экологического качества разнородных систем в виде энтропийной оценки соответствия их требованиям безопасности или равновесного состояния. Преимущества предложенной методики экологической оценки сложных объектов (природно-техногенных комплексов) является возможность однозначной характеристики составляющих и системы в целом, предоставление целостного программного комплекса подачи конечного результата The paper provides a theoretical justification of methodology for assessing the environmental performance based on MIPS- analysis and probabilistic-entropy risk analysis for solving the problems of ecological safety of territorially-site-systems, and identify factors that are responsible for the degree of manifestation of the disease and the state of human health. Research approaches to determine the relationship between the level of sustainability of the environment and human health have established the need for a universal characteristic of the heterogeneous systems' ecological quality in the form of the entropy assessment of compliance with their security requirements, or the equilibrium state. The advantages of the proposed method of environmental assessment of complex objects (natural and man-made systems) is a unique opportunity to characteristics of the components and the system as a whole, providing a comprehensive software system that produces the final result. uk Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України Системні дослідження та інформаційні технології Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Информационно-методическое обеспечение комплексной оценки экологичности системных объектов Information and methodological support of a complex estimation of ecological friendliness for system objects Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
spellingShingle	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. Ємельянова, Д.І. Козуля, М.М. Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах
title_short	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
title_full	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
title_fullStr	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
title_full_unstemmed	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
title_sort	інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів
author	Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. Ємельянова, Д.І. Козуля, М.М.
author_facet	Козуля, Т.В. Шаронова, Н.В. Ємельянова, Д.І. Козуля, М.М.
topic	Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах
topic_facet	Проблеми прийняття рішень і управління в економічних, технічних, екологічних і соціальних системах
publishDate	2014
language	Ukrainian
container_title	Системні дослідження та інформаційні технології
publisher	Навчально-науковий комплекс "Інститут прикладного системного аналізу" НТУУ "КПІ" МОН та НАН України
format	Article
title_alt	Информационно-методическое обеспечение комплексной оценки экологичности системных объектов Information and methodological support of a complex estimation of ecological friendliness for system objects
description	Надано теоретичні засади обґрунтування методології комплексної оцінки екологічності на основі MIPS-аналізу та імовірнісно-ентропійного ризик-аналізу для розв’язання задач екологічної безпеки територіально-об’єктових систем та ідентифікації факторів, які відповідають за ступінь прояву хвороби й рівень стану здоров’я людини. Дослідження підходів з встановлення взаємозв’язку між рівнем екологічності навколишнього середовища і станом здоров’я людини визначили за необхідне прийняття універсальної характеристики екологічної якості різнорідних систем у вигляді ентропійної оцінки відповідності їх вимогам безпеки або рівноважного стану. Перевагою запропонованою методики екологічної оцінки складних об’єктів (природно-техногенних комплексів) є можливість однозначної характеристики складових і системи в цілому, надання цілісного програмного комплексу подання кінцевого результату. Предоставлено теоретическое обоснование методологии комплексной оценки экологичности на основе MIPS-анализа и вероятностно-энтропийного риск-анализа для решения задач экологической безопасности территориально-объектовых систем и идентификации факторов, которые отвечают за степень проявления заболевания и уровень состояния здоровья человека. Исследования подходов по определению взаимосвязи между уровнем экологичности окружающей среды и состоянием здоровья человека установили необходимость принятия универсальной характеристики экологического качества разнородных систем в виде энтропийной оценки соответствия их требованиям безопасности или равновесного состояния. Преимущества предложенной методики экологической оценки сложных объектов (природно-техногенных комплексов) является возможность однозначной характеристики составляющих и системы в целом, предоставление целостного программного комплекса подачи конечного результата The paper provides a theoretical justification of methodology for assessing the environmental performance based on MIPS- analysis and probabilistic-entropy risk analysis for solving the problems of ecological safety of territorially-site-systems, and identify factors that are responsible for the degree of manifestation of the disease and the state of human health. Research approaches to determine the relationship between the level of sustainability of the environment and human health have established the need for a universal characteristic of the heterogeneous systems' ecological quality in the form of the entropy assessment of compliance with their security requirements, or the equilibrium state. The advantages of the proposed method of environmental assessment of complex objects (natural and man-made systems) is a unique opportunity to characteristics of the components and the system as a whole, providing a comprehensive software system that produces the final result.
issn	1681–6048
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85550
citation_txt	Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів / Т.В. Козуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2014. — № 3. — С. 25-34. — Бібліогр.: 11 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT kozulâtv ínformacíinometodičnezabezpečennâkompleksnoíocínkiekologíčnostísistemnihobêktív AT šaronovanv ínformacíinometodičnezabezpečennâkompleksnoíocínkiekologíčnostísistemnihobêktív AT êmelʹânovadí ínformacíinometodičnezabezpečennâkompleksnoíocínkiekologíčnostísistemnihobêktív AT kozulâmm ínformacíinometodičnezabezpečennâkompleksnoíocínkiekologíčnostísistemnihobêktív AT kozulâtv informacionnometodičeskoeobespečeniekompleksnoiocenkiékologičnostisistemnyhobʺektov AT šaronovanv informacionnometodičeskoeobespečeniekompleksnoiocenkiékologičnostisistemnyhobʺektov AT êmelʹânovadí informacionnometodičeskoeobespečeniekompleksnoiocenkiékologičnostisistemnyhobʺektov AT kozulâmm informacionnometodičeskoeobespečeniekompleksnoiocenkiékologičnostisistemnyhobʺektov AT kozulâtv informationandmethodologicalsupportofacomplexestimationofecologicalfriendlinessforsystemobjects AT šaronovanv informationandmethodologicalsupportofacomplexestimationofecologicalfriendlinessforsystemobjects AT êmelʹânovadí informationandmethodologicalsupportofacomplexestimationofecologicalfriendlinessforsystemobjects AT kozulâmm informationandmethodologicalsupportofacomplexestimationofecologicalfriendlinessforsystemobjects
first_indexed	2025-11-27T01:20:54Z
last_indexed	2025-11-27T01:20:54Z
_version_	1850790636209307648
fulltext	 Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля, 2014 Системні дослідження та інформаційні технології, 2014, № 3 25 TIДC ПРОБЛЕМИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ І УПРАВЛІННЯ В ЕКОНОМІЧНИХ, ТЕХНІЧНИХ, ЕКОЛОГІЧНИХ І СОЦІАЛЬНИХ СИСТЕМАХ УДК 519.713: 631.411.6 ІНФОРМАЦІЙНО-МЕТОДИЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ ЕКОЛОГІЧНОСТІ СИСТЕМНИХ ОБ’ЄКТІВ Т.В. КОЗУЛЯ, Н.В. ШАРОНОВА, Д.І. ЄМЕЛЬЯНОВА, М.М.КОЗУЛЯ Надано теоретичні засади обґрунтування методології комплексної оцінки еко- логічності на основі MIPS-аналізу та імовірнісно-ентропійного ризик-аналізу для розв’язання задач екологічної безпеки територіально-об’єктових систем та ідентифікації факторів, які відповідають за ступінь прояву хвороби й рівень стану здоров’я людини. Дослідження підходів з встановлення взаємозв’язку між рівнем екологічності навколишнього середовища і станом здоров’я люди- ни визначили за необхідне прийняття універсальної характеристики екологіч- ної якості різнорідних систем у вигляді ентропійної оцінки відповідності їх вимогам безпеки або рівноважного стану. Перевагою запропонованою методи- ки екологічної оцінки складних об’єктів (природно-техногенних комплексів) є можливість однозначної характеристики складових і системи в цілому, на- дання цілісного програмного комплексу подання кінцевого результату. ВСТУП Актуальність дослідження полягає у розв’язанні однієї з пріоритетних за- дач системи екологічного моніторингу з визначення комплексної еколого- гігієнічної оцінки природно-техногенних комплексів (ПТК) у вигляді кількі- сної характеристики рівня екологічності територіально-об’єктових угрупо- вань, наданих як інтегроване утворення систем, під час урахування подаль- шого їх економічного розвитку відповідно до вимог забезпечення стабільності екологічної якості та зменшення навантаження на навколишнє природне середовище (НПС). Існуючі підходи з визначення порушень без- пеки засновані на порівняльних методиках або еталонних методах встанов- лення рівня забруднення окремих об’єктів навколишнього середовища та інтегрувальної індексної оцінки якості довкілля [1–3]. Суттєвим недоліком такого підходу є відсутність аналізу процесів, що відбуваються у ході трансформацій техногенних факторів і відповідним чином впливають на природні елементи НПС. Саме такі процеси корегують стан і діяльності ПТК та дію середовища на стан здоров’я населення. У роботі досліджені питання формування нового підходу щодо визна- чень функціонування системних об’єктів природно-техногенного похо- дження. Запропоновано за наявності якісної й кількісної інформації з моні- торингу довкілля або стану здоров’я населення, виходити з аналізу наявних Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2014, № 3 26 градієнтів у значеннях досліджених параметрів стану систем і процесів, які супроводжують ці зміни. Для однозначної оцінки зазначених аналітичних характеристик застосовано ентропійну функцію стану і процесів, виходячи зі змістовності цього параметру й термодинамічної природи соціально- еколого-економічних об’єктів. Мета дослідження — обґрунтування методологічного забезпечення комплексної оцінки екологічності ПТК і стану здоров’я людини за імовірні- сно-ентропійним підходом за умови розв’язання таких задач: 1) розробка математичної моделі комплексної імовірнісно-ентропійної ризик-оцінки рівня екологічної безпеки природно-техногенних об’єктів на основі дослідження «стан-процес» з метою встановлення рівня негативного впливу на об’єкти НПС і людину; 2) формування ентропійної моделі виявлення факторів поважності (не- безпечності) захворювання і груп наслідків; 3) практичне опробування моделі комплексної оцінки екологічності стану техногенно-навантажених об’єктів за наданою методикою з метою забезпечення об’єктивності управлінських рішень. МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ Й АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ Методика комплексної екологічної оцінки якості складних територіально- об’єктових систем визначається формуванням імовірнісно-ентропійного підходу з аналізу даних моніторингу за трьома аспектами — економічним, екологічним і соціальним, відповідно до вимог концепції сталого розвитку. Методика полягає в удосконаленні інформаційно-екологічної складової моніторингу НПС на рівні територіально-об’єктового угрупування. Розв’язання екологічних задач з усвідомлення еколого-соціально-економічної інформації й отримання екологічних знань для пошуку балансу між інтере- сами систем і загальною екологічною змістовністю об’єкта передбачає за- стосування моделі ПТК, об’єкта, який було досліджено. Методичне забезпе- чення оцінки екологічності складних систем розроблено з урахуванням визначеного взаємозв’язку між станом і процесами внутрішньої самооргані- зації і зовнішнього зв’язку з навколишнім середовищем відповідно до пра- вил системного гомеостазу. Розглянуто два базових аспекти з обґрунтування методології комплексної оцінки екологічності навколишнього середовища:  встановлення структури моделі системного об’єкта на екологічних засадах і її математичний опис;  визначення екологічності систем за імовірнісно-ентропійною оцін- кою на основі термодинамічного аналізу, положень синергетики, теорії ри- зиків;  визначення особливостей моделювання системних об’єктів і форму- вання інформаційно-управляючої бази для розв’язання задач з імовірнісно- ентропійної оцінки екологічності природної, економічної і соціальної сис- тем територіально-об’єктового угрупування. Оцінка споживання природних ресурсів і ресурсомісткості продукції є характеристикою навантаження на НПС [4, 5]. Відповідно до теорії еколо- гічного менеджменту така оцінка здійснюється в межах MIPS-аналізу на основі MI-індексів, що є показником питомої ресурсомісткості виробництва продукції: Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2014, № 3 27 QRR nпр , (1) де прR — питоме споживання цього виду природного ресурсу на одиницю готової продукції, (г, кг, т, м3)/( т, шт., м, м3); nR — витрата цього виду ре- сурсів на виробництво продукції (г, кг, т, м3); Q — обсяг валової продукції або продуктивність техногенної складової ПТК (т, шт., м, м3 ). Для визначення змістовності MI-індексів як оцінки «екологічної варто- сті» готового продукту і подальшого їх узгодження з характеристикою по- рушень природної якості на рівні ПТК запропоновано використання таких індикаторів природокористування:  Показник екологічності процесу (L) — величина шкідливих впливів на НПС в розрахунку на одиницю корисної продукції чи послуги, що нада- ється на основі даного процесу: QPL B , (2) де BP — кількість природних ресурсів, які використовуються для виробниц- тва одиниці продукції (г, кг, т, м3); Q — вартість готової продукції (т, шт., м, м3). Величина BP дозволяє врахувати специфічні умови забезпечення вироб- ництва і екологічність одержаної продукції у вигляді зафіксованих констант (MI-індексів) природної цінності використаних ресурсів і збитковості для природних комплексів такої діяльності, встановлюючи екологічну ціну про- дукту з урахуванням обсягів вилучення, стійкість і наслідки техногенного навантаження територій природокористування у вигляді змін природного стану екосистем, що дозволяє у подальшому фіксувати це як ентропійний здвиг :S . чи QSMIQSMI SS  (3)  Коефіцієнт екологічності об’єкта )( n визначається як відношення «умов збереження природного середовища» від виготовлення продукції (по- дібно до чистого корисного ефекту )( BPQ  ) до кількості витрачених при- родних ресурсів )( nR з урахуванням ресурсозабезпечення (1) та (2) та ста- лого природокористування виробництва (3): np S прn B n R MI R L R PQ       11 . (4) Вилучення ресурсів, вплив виготовлення і споживання продукції на природні об’єкти є складовими комплексного аналізу екологічної ефектив- ності виробництва продукції (рис. 1). Таким чином, екологічна цінність отриманої продукції з вирахуванням збитку від впливу на НПС перевищує цінність виготовленої продукції, якщо коефіцієнт n > 1. Об’єкти, для яких n <1 і умова екологічності не вико- нується, слід розглядати як екологічно неефективні, оскільки чиста віддача від природних ресурсів, що використовуються не перевищує їх цінності. Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2014, № 3 28 Концепція досліджень системних об’єктів передбачає імовірнісно- ентропійний аналіз змін у комплексній їх моделі, прийняття рішення щодо управління якістю НПС на основі ентропійного ризик-оцінювання характе- ристик фактичного стану еколого-соціально-економічної системи на рівні природно-техногенних геосистем (ПТГС) і різнорівневих ландшафтно- геохімічних комплексів з визначенням заходів регулювання або стабілізації гомеостазу «об’єкт – процес – НПС» (рис. 2). Екологічна складова ентропійної ризик-оцінки передусім стосується стану фактора впливу, який встановлено за даними моніторингу територіаль- Оцінка техногенного впливу на стан НПС Виявлення джерел навантаження НПС і впливу виробництва на природні об’єкти Меатеріальні витрати на виробництво, реалізацію й утилізацію одиниці продукту Виробництво продукції Вартість одиниці сировини з оцінкою її добутку Матеріальні витрати на енергетичні, водні, земель- ні, повітряні ресурси Наявність шкідливих, небезпечних речовин у складі продукту Кількість сировини для виробництва одиниці продукції Цінність природних ресурсів з урахуванням впливу добутку на НПС Сировина Готова продукція Оцінка стану природних об’єктів і екологічних збитків від виробництва й утилізації Рівень екологічності техногенного об’єкта чи ПТК Рис. 1. Складові навантаження НПС під час виробництва продукції Об’єкт контролю безпеки і екологічного управління: Територіальні ландшафтно-геохімічні комплекси: керівництво територіально- адміністративних органів різного рівня (селищ, районів, міст, регіонів, держави) Територіально- об’єктові угрупування: управління підприємств, об’єднань різних форм власності, галузевого спрямування; інвестування розробок інноваційних технологій і проектів Системне інформаційне забезпечення Система екологічного моніторингу ПТГС економічні аспекти — техно- генний об’єкт:  фактор впливу — S-оцінка;  ризик впливу — Risk–;  рівень безпеки — S-оцінка екологічні аспекти — ландшафт:  стан об’єктів НС — S-оцінка;  екологічний ризик — Risk–, Risk+;  рівень безпеки — S-оцінка соціальні аспекти:  еколого- гігієнічний стан — рівень здоров’я Р-S- оцінка;  ризик здоров’ю — Risk– Система управління екологічною безпекою за комплексною оцінкою НС Регулюючий вплив на об’єкт : Risk–; Risk+ Рис. 2. Схема ентропійного ризик-аналізу стану системних об’єктів Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2014, № 3 29 них ландшафтно-геохімічних комплексів. Вона фіксує вплив фактора як від- хилення від мінімально встановленого навантаження на НПС, що дозволяє у ході статистичної обробки даних спостережень визначити імовірність пев- ного рівня небезпеки. Чим менша така імовірність, тим більша за умови ін- тенсивності діяльності об’єкта ентропія перетворень фактора, що може при- водити до позитивних або негативних змін в об’єктах НПС. Якщо ймовірність змін менше 0,1, то ризик порушень низький (до 10%), але зростає ризик невизначеності стану системи: збільшення значення  PS порівняно з попереднім оцінюванням стану системи — перебудова системи, таким чином, виникає необхідність дати характеристику змін в об’єкті (системі) або діючого фактора; за умови 0S існує мала ймові- рність у цій області до підвищення інформативності (рис. 3а ,б (1)). Тоді optK — це природний стан, характеристика 0)( opt  KK приймається при 0S як для стану системи, так і для досліджуваного фактора умо- вою відповідності принципу максимуму ентропії й стійкості системи. Ризик такої оцінки стану й фактора впливу визначається як інформаційна ентропія, яка в цілому оцінює ситуацію – макрорівень синтезу розв’язку задачі. За класичною шкалою ризик-аналізу необхідно провести обмеження над 3,0P (рис. 3а ,б (1)). При малому ризику на макрорівні для стану системи з 4,0P (рис. 3), верхня границя локальної складової інформаційної ентро- пії — 0,38, що має тенденцію до зменшення, є уявною складовою реально існуючої інтегральної інформаційної ентропії й відбиває гадану для цієї си- туації в системі («фрагмента системи») ступінь незнання. Відповідно до за- пропонованої ентропійної оцінки стану І.В. Прингишвілі [7]: величина 0,38 є «золотим перетином» чисельного ряду й пов’язана з гармонією системи (рис. 3 ,б (2)). Рис. 3. Ризик-оцінка й ентропійна характеристика стану систем: а — загально- прийнята шкала ризик-оцінки; б — зв’язок між структурною та інформаційною ентропією (1 — зона ризику незнання, 2 — зона «золотого перетину»; 3 — область досягнення самоорганізаційного гомеостазу) № Ймовірність небажаного результату (величина ризику) Градація ризику 1 0,0–0,1 Мінімальний ризик 2 0,1–0,3 Малий ризик 3 0,3–0,4 Середній ризик (наявність можливостей дії чи трансформаційних змін) 4 0,4–0,6 Високий ризик 5 0,6–0,8 Максимальний ри- зик 6 0,8–1,0 Критичний ризик а б Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2014, № 3 30 Інтегральну ентропію системи становить сукупність усіх локальних ентропій системи, що з’являються в процесі самоорганізації, і досягнення нею стійкого стану гомеостазу з HС (ентропійний ризик Risk 0)]([ln)(  XPXP , рис. 3,б (3)). Це відповідає підвищенню рівня стру- ктурної ентропії на рівень реалізації взаємної стабілізації зв’язків усередині системи й системи з НС. Згідно з роботами І.В. Прингишвілі [7] і А.Н. Панченкова [8, 9] маємо постійну характеристику для даного реалізованого природнього стану сис- теми у вигляді суми інформації )(I і ентропії ,)(S що узгоджується з пер- шим законом термодинаміки — збереження обсягу енергії й матерії для пе- вного стану системи, і його зв’язком з другим законом. Таким чином, зміни досягають максимуму й відбувається перетворення структурної ентропії в інформаційну, усуваючи конкретні нестабільності й досягаючи максимуму в цілому для системи, збільшення інтегральної ентропії в інформації [7]. У ході розв’язку завдань регіонального або галузевого рівня з екологіч- ної оцінки техногенного впливу актуальним є характеристика його відпові- дності екологічним вимогам. Це здійснюється на основі існуючої системи оцінок у системі екологічного менеджменту. З метою підвищення екологіч- ної пріоритетності в ПР запропоновано вдосконалення у вигляді ентропій- ного ризик-аналізу з оцінкою змін стану системи й факторів впливу на неї. Для оцінки процесів у складових об’єкта дослідження, імовірності впливу на організми і людину запропоновано розраховувати вірогідність трансформацій за ентропією діючого фактора [6]. Захворювання визначається станом життєвого процесу, пов’язаного з просторовим ареалом, соціальним, економічним середовищем і умовами природної еволюції. Важливу роль відіграють такі фактори як стиль життя, рівень культури, можливості охорони здоров’я. Для уникнення важкості врахування усіх можливих впливів на стан організму людини і формування певної схильності до хвороби встановимо, що не існує абсолютно детермі- нованого знання природи хвороби (причин, факторів, подій), хоча мають місце причини і її наслідки. Хвороба визначена дестабілізацією квазістаціо- нарного стану організму як біохімічної системи, що є основою для ідентифі- кації механізмів хвороби. Імовірність перебігу процесів у організмі людини під час появи відхи- лень у стані або функціонуванні органів і систем надано у такій послідовно- сті [10]:  середньоквадратичне відхилення порушень стану від мінімально за- фіксованого 1)(lenght ))(min( )( 1)(lenght 0 2       X XX X X i i  , (5)  імовірність відхилення порушень від мінімально можливих змін             )(2 2)( ))(min)(max( 2 2 1 erf 2 1 )(2 1 )2,1,( 1 X X XX X xxXP   Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2014, № 3 31    ,)(2 2)( )(minmean 2 2 1 erf 2 1 1             X X XX   (6)  ризик дестабілізації організму виду інформаційної ентропії  )(ln)(1),2,1,(ln)( XPXPSRiskxxXPPS  , (7) де )(PS — ентропійна оцінка порушень, Risk — інформаційна ентропія як узагальнена характеристика рівня небезпеки Стан системи визначається за оцінкою імовірності відхилення пору- шень від стану квазистабільності організму:  середньоквадратичне відхилення від стабільного стану 1)(lenght )0( )( 1)(lenght 0 2       X X X X i i  , (8)  імовірність відхилень від нормативних відповідностей (обмежень)             )(2 2)( )0)(max( 2 2 1 erf 2 1 )(2 1 )2,1,( 1 X X X X xxXPP               )(2 2)( )0)(min( 2 2 1 erf 2 1 1 X X X   , (9)  ентропійна оцінка екологічної небезпеки як рівень невпорядкованос- ті системи    .)(ln)(,)(ln)( XPPXPPRiskXPPPSS  (10) Якщо імовірність відхилення від фонового стану більше ніж 0,2 ваго- мим, то виявляють фактори дестабілізації організму і формування певної групи здоров’я. Для прикладу надано результати оцінки ризику здоров’ю за якісними даними спостережень за станом дітей, вражених церебральним паралічем (ДЦП). Послідовний аналіз дії дестабілізуючих параметрів з використанням факторного і кластерного аналізу і програмна реалізація пошуку ентропійної оцінки стану здоров’я надала однакові результати (рис. 4 а, б). Наприклад, у групі «не ходьба» за даними статистичного аналізу  393,1 VGKp ,0006,028,2  ПВI де VGK3 — внутрішній шлунковий крововилив 3 сту- пеня, ПВІ — противірусний імунітет. Саме такі фактори визначають ризик потрапляння в цю групу. Дослідження специфіки факторів прояву ДЦП встановило, що суттєви- ми у ході реалізації трьох груп макростанів організму як нестабільного ста- ну (неходьба) є внутрішньо шлунковий крововилив 3 ступеню (VGK3) і ПВ1, квазистабільного після хвороби (ходьба, вспопм_ходьба) є внутрі- шньо шлунковий крововилив 1, 2 ступеню (VGK1, VGK2), ПВ лейкомалація 2-го ступеню (PVL2), гендерний вік за полом дитини — найбільш ураз- ливі хлопчики 31-го тижня, що підтверджено результатами двох методик (рис. 4) [10, 11]. Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2014, № 3 32 Оскільки організм через деякий час стабілізується після хаосу на пев- ному рівні та зміни ентропії організму досягають нульової міри, то генеро- вана множина макрорівня параметрів стану визначається функцією нор- мального розподілу (рівняння (6) і (9)). Імовірнісні характеристики при достатньо великому обсязі множини окремих ефектів мають «гострий» мак- симум, що дозволяє постулювати реалізованість одного макростану, який відповідає максимуму ентропії. Рис. 4. Взаємозалежність факторів групи «не_ходьба», ризик-аналіз стану хворих: а — кластерний аналіз факторів аналізу рівня захворювання; б — фрагмент розра- хунку дестабілізуючих факторів; в — фрагмент програмної реалізації ентропійної оцінки факторів захворювання на ДЦП в б а Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів Системні дослідження та інформаційні технології, 2014, № 3 33 Таким чином, доцільність переходу до ентропійного оцінювання ризи- ку здоров’ю, як і екологічного, визначена можливість співставлення факто- рів стабілізації, що дозволяє встановити ступінь імовірності позитивного ефекту запровадження заходів профілактики захворювання чи його лікуван- ня (аналіз ентропійних змін від попереднього стану). Комплексне оцінювання небезпеки екологічної і для здоров’я населен- ня на території дослідженого природно-техногенного угрупування загалом дозволяє встановити зв’язок між забрудненням, процесами його змін в об’єктах навколишнього середовища і формуванням факторів негативного впливу довкілля на людину, зміни захворюваності населення та встановлен- ня факторів поліпшення екологічної ситуації (рис. 5). Таким чином, запропонована методика комплексного оцінювання до- слідженого об’єкта небезпеки, визначеного як системне утворення на рівні «стан–процес», є новітнім кроком у підвищенні ефективності прийняття рі- шення в системі екологічного управління безпекою. ВИСНОВКИ Питання комплексного ентропійного оцінювання стану небезпеки навколи- шнього середовища, які було досліджено у роботі, дозволили отримати такі результати і запропонувати практичну методику екологічного ризик-аналізу.  Оцінка екологічних збитків для НПС від виробництва з урахуванням життєвого циклу продукції (умови (1) і (2)) являє собою узагальнену функ- цію порушення НПС кожної складової комплексної оцінки екологічності на рівні виробництва і ПТК у вигляді ентропійної оцінки MI-індексів (3). Рис. 5. Комплексна оцінка небезпеки екологічної і для здоров’я населення (дані по Зміївському полігону) Т.В.Kозуля, Н.В. Шаронова, Д.І. Ємельянова, М.М. Козуля ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2014, № 3 34  Екологічність природно-техногенного об’єкта визначається збере- женням гомеостазу для його складових систем з урахуванням показників екологічної безпеки: економічного — максимізація ефективності виробниц- тва і мінімізація потоку із системи (викидів, скидів, утворення відходів); со- ціального — максимізація до економічно можливої величини суспільного здоров’я людини; екологічного — максимізація природної біологічної про- дуктивності екосистем.  Впровадження ентропійної оцінки «стан-процес» для ситуацій з за- хворюванням показало, що для макрорівня аналізу явища розглядають бага- точисельні індивідуальні випадкові й незалежні події якісного і кількісного визначення, які є відображенням стану організму і апріорними ймовірнос- тями та ентропійними характеристиками змін у ньому (7, 9) (рис. 3, 4).  Ентропійна оцінка імовірнісних параметрів з аналізу досліджених системних об’єктів природно-техногенного змісту дозволяє отримати ком- плексну його характеристику з встановленням пріоритетних факторів стабі- лізації безпечного його стану (визначити факторну систему підтримки при- йняття екологічного рішення). Обчислення показників, що наведено в статті, спираються на програмну реалізацію, розроблену в Microsoft Visual Studio 2005. Підсумкові дані виводяться у вигляді звіту (рис. 5). ЛІТЕРАТУРА 1. Згуровський М.З. Сталий розвиток в глобальному і регіональному вимірах. — К.: Вид-во «Політехніка», 2006. — 85 с. 2. Качинський А.Б. Системний аналіз визначення пріоритетів в екологічній безпеці України. — К.: Національний інститут стратегічних досліджень. — 46 с 3. Лисиченко Г.В., Забулонов Ю.Л., Хміль Г.А. Природний, техногенний та екологічний ризики: аналіз, оцінка, управління. — К.: Наук. думка, 2008. — 543 с. 4. Риттхофф М., Рон Х., Мертен Т. Вычисления MIPS: ресурсная продуктивность продукции и услуг // Основы теории эко-эффективности: под науч. ред. О.Сергиенко, Х. Рона. — СПб, 2004. — С. 357–366. 5. Сергиенко О., Рон Х. Основы теории эко-эффективности: монографія. — СПб.: СПбГУНиПТ, 2004. — 223 с. 6. Касімов О.М., Козуля Т.В., Ємельянова Д.І., Козуля М.М., Гагар В.В. Методи і модель системи комплексного оцінювання екологічного стану природно- техногенних територій // Экология и промышленность. — 2012. — № 1. — С. 21–27. 7. Прангишвили И.В. Энтропийные и другие системные закономерности: Вопросы управления сложными системами. — М.: Наука, 2003. — 428 с. 8. Панченков А.Н. Энтропия. — Нижний Новгород: Интелсервис, 1999. — 592 с. 9. Панченков А. Н. Энтропия-2: Хаотическая механика. — Нижний Новгород: Интелсервис, 2002. — 713 с. 10. Козуля Т. В., Шаронова Н.В. Практична реалізація концепції корпораційної екологічної системи для інтегральної оцінки екологічного ризику здоров’ю // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2010. — № 4. — С. 100–109. 11. Єріна А.М. Статистичне моделювання та прогнозування: Навч. посібник. — К.: КНЕУ, 2001. — 170 с. Надійшла 30.05.2013

Інформаційно-методичне забезпечення комплексної оцінки екологічності системних об’єктів

Institution

Similar Items