Моделирование экологической обстановки в промышленном городе тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Моделирование экологической обстановки в промышленном городе"

РГб од

7 П'1 '«^3 Академия наук Украины

11 ' Институт кибернетики имени В. М. Глушкова

На правах рукописи

ЕКЕЕВА Зеннат Жунусбековна

УДК 330.115.504.75:001.18

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ

08.00.13 — экономико-математические методы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Киев 1993

Работа выполнена в Институте кибернетики имени В. М. Глушкова АН Украины.

Научный руководитель: доктор экономических наук,

профессор КОСТИНА Н. И.

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор ТИМЧУК Н. Ф„

доктор физико-математических наук ЯЦЕНКО Ю. П.

Ведущая организация: Киевский государственный универси-

ситет имени Т. Г. Шевченко.

Защита состоится «-»--19 г. в--

часов на заседании специализированного совета К 016.45.05 при Институте кибернетики имени В. М. Глушкова АН Украины по адресу:

252207 Киев 207, проспект Академика Глушкова, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-техническом архиве института.

Автореферат разослан « & »- -У-3--19^3-

Ученый секретарь специализированного совета

РЕВЕНКО В. Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность тепы. В настоящее время актуальность задач по управлению и охране окружающей среди, охране и укреплению здоровья человека чрезвычайно велика. Важное теоретическое и практическое значение приобретает проблема нахождения оптимальных связей между окономикей и окружающей средой, к езду потребностями экономического развития и неоходимостью защиты и улучшения среды обитания человека. Экономические и экологические процессы все более становятся взаимосвязанным. Состояние окружающей среда, в первую очередь воздушного Оассег.на, становится все больше результатом характера производственно.'! деятельности человека, а темпы роста производства, в свои очередь, приобретают все большую зависимость от состояния окру:гаа^е1( среда.

Пренебрежение экологическими условиями про.кньшшя ягздоя в прокошенных городах, господствовавшее несколько десятилетий, привело к тому, что в большинства «ест расположения средних производств к настоящему времени практически все окологнчеакие показатели оказываются вне безопасных пределов. Существует множество направлений улучшения эколсгкчесхой обстановки в охру:яе-1г.1и Загрязняжрх производств. Выбор направлена!; предотвращения загрязнения воздушного басселна в промчшленнои городе елчдует подчинить задаче рационального использования пиделлсьс.'х на ъти цели капитальных влодэиий.

Схема выполнения мероприятия по оздоровлению геологической обстановки в прокькьяеином города должна бить построена на основа последовательного приближения к задьниоиу конечному состояние окружайте;! среда /предельно допустимо!! мнисьтрапии/.

Для решения указанннх задач необходимо использовать самую совершенную информационную токологии, пс-волялцу.1, издавать комплексную оцоняу состояния згл-рязнонкя града и всех планируема меропрляти.'и Чостро^н.ю такой ик^ориагиснноД технологии связано попогред^венно с матечатичеезгпк' медодкрозанием миг^чцм загрязняя-¡кх яецоатв л разра' откол доегопарк.ч к-ото.цо:« опр-е-Д'.-Л! — ния озиояш лараиотроа определения ьагр/эняшм: ¡ю-^га. Разработке и и-;пользовни:уу математических модиле.Ч дин-чи/ли около-■ гичеоких процессов пооая-;оно <я»лю}г количостно од'чшх иол«.'-дованяД к'лк ь нал-гй стрянв, теч и рубе.ъон. 'С;.га>:о -гуейуптся

кхГ дальнейшее совершенствование с целью обеспечения более полного учета факторов, влияющих на процессы распространения загрязняющих веществ, и особенностей их пространственно-временно1'о распределения.

. Целью диссертационной работы является разработка информационной технологии на основе использования математических методов для совершенствования оперативное анализа, прогнозирования экологической обстановки в промышленном города, повышения эффективности планирования капитальных влоу.ений в проектные мероприятия по улучшению экологических условий проживания в городе.

В соответствий с поставленной целью в работе решены следующие задачи:

изучение закономерностей процессов распространения загрязняющих веществ в атмосфере и существующих' математических моделей загрязнения окружающей среды;

разработка специальной информационной технологии исследования динамики экологических процессов;

разработка имитационной популяционной модели миграции загрязняющих веществ в атмосфере;

разработка автоматно-икитационной модели динамики выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями;

алгоритмизация и программная реализация популяционной

модели.

Научная новизна диссертации состоит в следующем: впервые предложено использовать для имитационного моделирования экологических процессов новую информационную технологий на основе многослойных популяций;

разработана имитационная популяционная модель миграции загрязняющих веществ в атмосфере;

разработана автоматная модель динамики выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями;

разработана новая методика прогнозирования концентрации загрязняющих веществ п атмосфере.

Практическая ценность выполненных исследований состоит в том, что использование новой информационной технологии и i1-толики п(.оп;ооироьакия концентрации загрязняющих веществ в атмосфере позволяет достаточно аффективно с помощью OEM решать . издачи мониторинга - непрерывного сктокатимированного слежения за про!г.-гаы>Н1Л1и внЗроо-ип и их последствиями. Разнотонные но;;'.>"и ;:инч.чики экологических п;юцс^зов могут быть исполы'оьа-

ны при определении показателей эффективности капитальные вло-хений в проект"ые мероприятия по улучшению .экологической обстановки в городе.

Внедрение результатов работы.

Методика определения концентрации загрязняющих веществ в атмосфере принята к внедрению отделом охраны атмосферного воздуха Восточно-Казахстанского областного управления экологии и биоресурсов и использована при анализе экологической обстановки в г.Усть-Каменогорске.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на республиканском.семи- ' наре "Проблем1>! и метода организации социально благоприятной среды при развитии промышленного потенциала в новых экономических условиях" /г.Ужгород, IS90 г./, Всесоюзном семинаре "Прикладные проблемы моделирования и оптимизации" /Славское Львовской обл., 1091 г./, на семинарах в отделе Региональных систем управления Института кибернетики имени В.М.Глушкова АН Украины /1991-1992г;г/.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано s 6 печатных работах.

Теоретические разработки автора диссертации являются частью фундаментальных исследований, проводимых в рамках плановых научно-исследовательских тем, разработанных по ■постановлению Госкомитета Украины по вопроса).! науки и технологии Р 12 от 4.05.52 "Разработать и программно реализовать комплекс математических моделей и методов мгогоуровнего согласованного управления эколого-экономичными системами для обеспечения рационального использования ресур.юз Украины и эффективной природоохранной деятельности".

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глад, заключения и списка литературы из 115 наимено-оакий; содержит 176 страниц • машинописного текста, 12 таблиц, 30 рисунков и 3 приложения.

■ХДЕГЕАНИЕ РАБОТУ

Чо введении обоснована актуальность темн.диссертацит ониой рас'оты, яз.чо:; л ¡я цель я задачи исследования, с1«[*<улироЯ'»-нн основные поломи»* ;v,/Jotu, дана краткая, характеристики дц> еертацяи по глгшам.

8 первой главе рассматриваются окологическг.е проблемы ' пропыленного города, исследованы закономерности процессов распространения загрязняицих, веществ в атмосфере и выделены основное фэкторм, которое необходимо учитывать при моделировании ди-на'.';!к.ч апологических процессов в атмосфере проиышенного города. Анализируются суцествуище математические ретодо изучения экологических процессов и опыт моделировании процессов переноса эагрлзняюдих взщзста в атмосфере, Отмечается, что в настоящее время наибольшее распространение получили численные модели, основанные на решении дифференциальных уравнениГ! диффузии прт/е-( зй. Сб.цим для мо до л ей, основании* на уравнениях турбулентной диффузии, являются затраты больших ресурсов машинного времени на получение числовых значении концентраций из-за сложных методов вычислений, сравнительно низкая точность описания реальной ситуации рассеивался примссей, которая значительно сложнее и многообразнее модельных условий. Использование данных моделей эффективно только при решении частных задач. Как показывает проведенный анализ, требуется дальнейшее совершенствование математических методов и моделей, позволяющих отразить динамику миграции загрязняющих вецеств, их перенос в различных метеорологических условиях на различные по масштабу расстояния, учитывать стационарный и нестационарный характеры выбросов, взаимодействие загрязняющих пе.цэств с окруяиюце.': природой и совместное влияние их на человека. Наиболее близкими к.такой цели являются метода имитационного моделирования.Одним из преимуществ имитационных моделей является возможность предсказывать как тенденции складывающееся экологической обстановки, так и последствия планируемых природоохранных проектов. .

Для математической формализации экологических процессов в'диссертационно!! работе использу.чтся раз работали и Г: в Институте кибернетики имени Б.Ч.Глушчова метод автоматного моделирования и яовая информационна«. технология, получившая наименование1 - исслядовчниз многослойных популяции.

Во второй главе дано описание новой информационной технологии илелчдопания окологяческих процессов, предложены имита-гион1|'!чЧ %глл;:и нитрации загряяиккхца.с веществ в атмосфере, исследи шш -¡юпрсои построен;« мониторинга с помощью разработанных

3 основу новой информационной технологии положена методика моделирования с использованием многослойных популяций. Понятие многослойных популяций было введено Н.В.Яровицким у 1990 г. 'и явилось дальнейшим развитием методов так называемой многомерной демографии.

Под популяцией следует понимать некоторую систему упорядоченных множеств однородных элементов, на которой задано определенное правило перехода элементов из одного множества в другие. Если упорядочение множеств, составлявших популяцию, производится по двум или большему числу параметров, популяция считается многослойной. ■

Структура одной из конкретных ахси многослойной популяции изображена на рис.1. Крупки изображают поиуляционнне множества. Упорядочение этих множеств производится по двум параметрам И. (И. =/, Н) и С (С* /,Л) . Время предполагается дискретным. Стрелки означаат направление возможного перемещения эла;до!ггов. Для больпшнетва популяционных шожести ^/¿г = /,//-/; 6= -{) каядыЛ из элементов, со,деркащихс_я в этом множестве с вероятностью монет перейти во Шо.костео ъИк.н,е . Каждый из элементов того хе множествае , остав-иихся в этом множестве, с вероятность« 'См.е!^^ %-ье*-/) мокет переходить в множество . _

Для элементов множес-св Дки имаат место

такое правило: после перехода с вероятностью Р*1- во множество оставшиеся элементы с вероятностью У-ы. покидают систему. Точно также элементы популяционных множеств могут

либо с вероятностью рне покинуть популяцию, либо,временно оставшись ь том же множестве, в дальнейшем перейти с вероятностью во множество^

гн •

Множества I к имеот внешние входа. Относи-

тельно элементов, поступающих на эти входы, можно сделать одно из следующих предположений:

1. число элементов, поступаю^* на входи, - взаимно независимее случайные величины с ззданньзш распределениями;

2. количества поступающих ал^ентов опр делены заранее для каждого момента времени;

3. поступление элементов на входи происходит лишь в определеннее моменты времени: случайные или заранее заданные.

- б -

Рис. I . ''кэгосло?»н&ч пспулл'.л'.я

При этом число поступивших элементов случайно и распределяется модцу различными входами по заданному закону.

Задача иоследщ^ния многослойной популяции состоит в основном в определении параметров состояния каждого из популя- ! ционних множеств /числа элементов каждого множества/ в квдцыЛ момент дискретного времени из рассматриваемого периода.

Формализация некоторого экологического процесса с помощью многослойной популяции может быть представлена д следующем виде. Представим рассматриваемую часть бреди в виде совокупности концентрических прямых кругошл цилиндров, по оси которгх расположены' источники загрязнения, и систсны взаимно параллельных горизонтальных плоскостей. Так как у основе иистояшего ис-следованкч лежит задича определения параметров концентрации в отдельной произвольно задшшоЯ точке ср<-ды, то достаточно рассматривать динамику загрязнения внутри части втого цилиндра -прямого цилиндрического сектора с некоторым центральной углом сС . Обозначим лчсоту цилиндр) /число горизонтальнее слоев/ через Н , а его радиус /чи.:ло концентрических цилиндров/ -через Ь . Номер вложенного цилиндра С будет принимать значения от I до Ь , возрастая от источника. Текущий нокер горгзон-Т:1ЛЬн;го слоя А будет возрастать сверху вниз, приникал вначешш от I до Н. Вся фигура разбивается на Н'1 криволинейных призм, качдая из которых ограничена двумя смежндаи горизонтальными плоскостями, двумя радиальиими вертикальными плоскостями и длу-мя смежными концентрическими цилиндрическими поверхностями. Номера призм обозначаются с помощь» двухкндекенкх пар / Угол сС должен бить выбран столь малым, а Н и Ь - столь большими, чтобы когщентрдцим эагрязняющого вещества з пределах одной и той не нр/.зш.' иожко &.-ло считать од-лнаковой.

Обратимся к приведённой гинв схеме многослойно;! популяции /рис.1/ . Роль популяцион.'шх элементов здесь играит количества загрязнявшего ведесгва, вираженние в единицах массы. Состояние Ом /¿ЯЛ * /,/У; ¿4,1, I '0,1,2,},...} популяционного множества а момент времени I - это количество загрязняющего вецества, содертан^еся в иом^нт времени £ в криволинейно? призыв с комаром / к, С /. Ходящие потоки мно^ьств Аь - ьиброои источника загрязнения. Исходящие потоки шокестя^Мкь - выходы загрязняющего вещества за пределы рассматриваемой части средн. Потоки от кно.м л'вДг к множествам^и.ен (£ ~ )

- а -

рюнрипелание ¡загрязнешь' от источника внброса. Потоки от множеств Ди к м южоотпам(к-Н; ¿'С^) - осаждение ве^оотн >< килелсжици» слой,.

Предполагается, что за промежуток вроиени [£, I +<) намлнП рломрнт инохестш^/ье /одини>;а массы загря-чняю^его ве-.що^тьа/ оо'одяетсн в множеств с вероятности р(о*=р£{)

•ллл с вероятность» = /-/) остается н том же слое к- . После »того кахдай элемент, остаг-пийся в множестве ^Ке , может либо переместиться по множество с вероятность)) Р* ,

либо остаться в прежнем множестве с вероятностью (р *1-р* .

Концентрация загрязняющего вощестш в некоторой точке рассматриваемой цвети средч.или что то же самое, в достаточно мулом кольцевом сегазнте, оод-фулщем эту точку, определяется отношением массы эпгркиня.чщего вещества /количеством эчемечтов множества^е / к объёму этого сегмента, Убывание количества ¡элементов 1,ыот!остьу ^Ь* » ростом индекса £ и увеличения объёмом сегментов тшс»з при увеличении £ соответствует снижению концентрации по морс удаления от источника загрлзнснпя.

Дчл схем многослойных популяций, подобных описанной, Н.В.Яровицким получены рекуррентные соотношения ,цлн производящих Функций распределений, математических ожиданий и дисперсий числа элементов, содержащихся в множествах, образующих популяцию. Рике приведена совокупность рекуррентнгх [юруул для вычисления математических ожиданий раян^делений степени загрязнения среды на различной высоте и различном удалении от источника и количеств загрязнноцего вещества, оседающего вниз и переносимого в горизонтальном направлении:

Ма/е а -о - уо; ма,г щ - мх'.*-* м; г->

МХиМ-рМСЬеМ; . /3/

МХ'м/Н'Р'фМам (ч; ^

где Ь-'Ои е = < ¿-; I- ч

В приведенных формулах использованы следуйте обозначения:

0,МЦ) - состояние популчционного ыпоус $ в момент времени I , или количество з^грязня/;г;его негуст»

ва в момент времени £ в криволинейной призме о номо-рои /ке /; ' .

1(^(1)- потоки осаждающихся частиц, где индексы соответствуют нумерации того популяционного множества, из которого осшдаотся части; да;

XА'(У- потоки частиц загрлэнязмего вещества, которые за текущую единицу времени не осели в слои

и с вероятностью р*(04р'4{) могут переместиться в более удалённую от источника загрязнения криволинейную призму того я.е горизонтального слоя.

Пр:мзр динамики загрязнения среди / Н » 2» 1 « 3/ показан графически из рис.2. На графике видны волнообразниь изменения во времени количеств загрязняющего вещества. .

Основная задача о использованием популлциокноЯ модели заключается в ощ:о. ¡.олпили концентрации загрязпякцего ва^е тса в любо;! точке рассиатризао'/ого простршстса в птбоЛ момент времени. При сто:.: ¡уточнит: заги.'ьнени ¡ прздпол.чгаетоя точечным, и

загрязняющее ье^естно выходит из него, свободно распространяясь в горизонтальной плоскости. Резсиы выбросов может быть совершенно произвольным как во времени, тал и по количеству выбрасываемого вещества. Этот режим должен быть определен в детерминированном ила вероятностном смысле. Задача рассматривается для случая неподвижной среда и параллельно для случал ламинарного её перемещения в постоянном направлении с одной л той же скоростью.

Для решения данной задачи выбирается пространственная решеска, состоящая из концентрических вложенных друг в друга цилиндрических поверхностей, на оси которых находится источник загрязкания, взаимно параллельных горизонтальных плоскостей и радиальны' плоскостей. Горизонтальные плоскости проведены через одинаковые расстояния V по высоте, а концентрические цилиндрические поверхности отстоят друг от друга на расстоянии и* . Динамика развития систеш фиксируется через промежутки времени, равные Г . Соседние радиальные плоскости расположены друг от друга под углом / « ЗбО'/л , где Л - некоторое целое. Значения и. и V выбираются достаточно иальаш, а л - должно ¿ыть столь большим, чтобы линейные размеры цилиндрического кольцевого •*■ сегмента по дугам были примерно того же порядка малости, что и и , и V . Обозначим через А ' точку среды, в которой требуется определить концентрацию (¿С) загрязняющего вещества в момент времени •

Концентрация загрязняющего вещества Сек. в сегменте / С, К / в момент времени ¿С имеет вид;

и (1С) -СМ- /5/

где МОеь^Г) - математическое охцдшше количества загрязняющего вещества в сегменте / С / в момент времени ¿С, а

Зе - плошодь проекции сегмента / £ , / на горизонтальную плоскость*

Величина Мйгк. №) вшисллется йо формулам /I/ - /4/ ' для математических ожиданий состояний популяцконных множеств.

Для случая неподвижной среды величина Зе представляет собой площадь чаоти круговой кольца с радиусами /¿+1/ и £ и центральным углом / . Вычисление $е в дшшоы случае не представляет затруднений. В случае подвюной среды зле- . ызнты пространсгвенноИ решётки деформируются и не' представляют

собой частей цилиндрических колец. Под действием ветра сагмонт, в котором наход .лась точка А при спокойном состоянии сре,шь вытянется о направлении ветра, при отом точка А остаётся неподвижной. Доя определения концентрации загрязняющего вецостга в точке А необходимо вычислить новый номер / С ,к / сагизнта и площадь проекции этого сегмента, искривлённого под действием ветра. С учетом реалышх условии: направления и скорости ветра, температуры воздуха и коэффициента шероховатости местности были получены соотношения для определения номера сегмента £ и площади проекции искривленного сегмента. Концентрация загрязняющего вещества в точке А определяется по следуш;еЛ формуле:

СЛс,ш

где ¿'к - новый номер сегме!1та,

& - плоцадь проекции искривленного сегмента, а МО-гк СН0!)Д находится по формулам для математических о.т.иданиЯ популяционных множеств.

При оп[юд»лонии концентрации загрязклгаслх ве:;естп, выделяемых в атмосферу через иро^гллвшше трубы, в качестве высоты ¡ормализованного источника выброса следует принимать не п-ометрическуп и^со.ту трубы, а максимальную высоту, па которую выбрасывается загрязняввещество. Иод максимальной высотой труС'ы следует понимать сумму геометрической высоты трубы и некоторой ;;оСиьочпо,'! высоты йк , на которую поднимаются выброшенные из трубы примеси под влиянием пересыпания и начальной скорости под...:мч струи.

Сле.лует отмртить, что при огтре,делении концентрации аагргэ;1я''..:ого ве ,еетзч о приемном слое высотой до 100-200 м ?".:и: :имость сгорости ветра №{г) от высоты £ описывается следую';!>!! {орм/лой:

ьи(¿) --• ш' К"£л [(г , ,7/

где ¿¡/-» - скорость тропил;

Я» - параметр ыерохогптостн;

К- 0.40 - постоыипл И'.р-.гша.

Такны образом, с учетом под.-.е::а струи и соотношения /7/ икепредяо «¡шал .методика позволяет опродлплть концентр .цн») эагр'".шчккего земства л- '.'о.: точке ряссматриваоного простлан-

ства в любой мсшент времени.

Дня построения имитационной модели динамики выбросов загрязняющих вощоств промышленными предприятиями использойан метод автоматного моделирования. Построенная модель осьовывает-ся на исследовании динамики .многослойных популяций. Обратимся к схеме многослойных популяций на рис.I. Внутренние состояния автоматов модели имеют следующий смысл: t'£) (С * 2/ А "/,//,-t-C,i,2,...)- количество элементов, содержащихся в- ыножестве^^г популяции в момент времени t ;

6¿k[t-! {¿*1~L¡ - Доля элементов мно-

жества Jl/e*., переходящих в множество^,**/ в момент времени t ; blH (t) (¿ t " - ••) - доля алементов множества^^/*,

покидающих систему в момент времени t+i ; Ctk.{t) (L-i^-t, h'^H'l-, t =■(>,/,г,...) - доля элементов множества JHtk , не перешедаих за текущую единицу времени во множество JHt,»'i , а в момент времени t+t пбреходяцих в множество _ .

Ссь. (¿I (ti = 1,НЧ\ t-0^,2,..,) - доля элементов множества^*, не перешедших за текущую единицу времени в множество^^,**/ , а в момент времени t *1 покинуbeüex систему.

При составлении таблицы условных функционалов переходов использованы'следующие обозначения для случайных величин: 1>{к (lm(¡L-t - доля элементов, переходящих из мно-

жества^*. в ■ множество^/,; }(# доля элементов

множества JUtu , покидающих систему; fe* (í-i,L-I¡ h.*(,H-i]- доля элементов, переходялдо из множества JUtk во множество JMe*t, * ; 7¿/i. (h-i,H-i) - Доля элементов множества JUll , покидающих систему; (M/f- количество элементов, поступающих на А- - й

вход.

Таблица условных функционалов переходов для основной части модели описывается с помощью такой системы стохастических уравнений:

atk (íh) = atK(¿)(i-¿ttí(t))({-CtH. (i¡) -rat.t^(t¡* • -//-С/л(t¡)Се-,к (t) + CLi.K.,(t)él,K-,(t) {£*&¡МЛ/);

a,.i -atl,(t)(i-bti,(t))(i-ctli(t) v" 6>.<,№(/-Se-,,<{£»Ce.<

а<{ (й *а„ м (/- б„ а))(<-с„ щ * ;

а,к (*><) =а<к

а*н - аеи $ен м)*а,,нч & ¿С)ИЧ {¿;. (е-г^);

а,н (I и) * ам {¿) (/-$,„ (I)) *а,,*ч Д ;

Сек (ь Н) - ■ ¿2.; /, НЧ).;. '

С помощью построенной модели могут быть решены различные задачи, связанные с вопросами изучения распространения загрязняющих веществ в пространстве и их изглснением во времени.

Разработанные модели экологических процессов могут быть использованы при организации многоцелевой информационной системы мониторинга. Информация о существующем состоянии окружающей среды и тенденциях его изменения должна быть положена в основу разработки мероприятий по охране природы и учитываться при планировании развития экономики. Предлагается на основе разработанных моделей решение экономической задачи улучшения экологической обстановки в промышленном городе по распределению выделяемых средств на природоохранные и природовосстановительные мероприятия. . Описывается программное обеспечение, осуцестзляющее.решение поставленной экономической задачи. Основной цикл программного обеспечения базируется на блоке вычисления концентрации загрязняющего вещества. Блок выполняет свою -задачу методом моделирования в виде многослойных популяций. Блок вычисления показателя эффективности капиталовложений определяет по каждому заданному варианту отношение величины' используемых затрат к величине взвешенного изменения усредненной по всем контрольным точкам средней концентрации загрязнения. Этот показатель аналогичен "цене" снипения загрязнения на одну условную единицу. 'Ранкиро-вочно оптимизационный блок упорядочивает все намеченные варианты по убыванию эффективности капиталовложений. Это означает оп-

ределение оптимальной последовательности проведения в жизнь мероприятий улучшения экологической обстановки.

Третья глава посвящена методика использования теоретических результатов и модели. Описана характеристика информационного обеспечения, необходимого для проведения исследований по состоянию и динамике загрязнения среды в районе крупного промышленного центра. Исследованы особенности экологической обстановки в городе Усть-Каменогорске, приведены статистические данные о содержании загрязняющих веществ в воздушном бассейне города, дана характеристика отдельных прогл тленных предприятий, как основных источников загрязнения атмосферного воздуха города.

Для реализации популяционной модели на ПЭВМ разработа но программное обеспечение на языке СИ в среде Даны характеристика алгоритма программы моделирования, описание модельной информации.

На основе материалов исследований экологической обстановки города Усть-Каменогорска произведена апробация популяционной модели. Выли использованы даингю наблюдений распространения' двуокиси серы в атмосферной воздухе, поступающей с дамовыыи газами ссинцово-цинкового комбината, и материалы исследований аварийного выброса бериллия УльОинским металлургическим заводом. Приведены результаты экспериментальных и теоретических расчетов.

В заключении сформулированы нолученные результаты и основные вывод;:

X, Успешое решение задач оперативного анализа и прогнозирования экологической обстановки в проиишешюм городе имеет важное значения при выбора оптимального комплекса природоохранных мероприятий, при решении вопросов экологического обоснования народнохозяйственных проектов, при оконо(.ическоЙ оценке последствий загрязнения среды.

2. Одним иэ наиболее обоснованных математических методов .исследования а к о логически.; процессов, которой позволяет прогч.-ооиронать как тенденции складывающейся экологической Ситуации, тa^: и последствия прштыаож: природоохранных решений, является имитационное моделирование.

3. ГйзргСотаьпаг. информационная технология исследование л'.нпгцмки урологических процессор с пемо^ьз Многослойных по-

пуляций позволяет задавать комплексную оценку состоя;гил загрязнения окружающей среди и всех планируемых мероприятий по оздоровлению экологической обстановки в регионе.

4. Разработанная методика прогнозирования концентрации загрязняю:;;:« вецеств в атмосфере позволяет достаточно а'^юктивно с помощьй ЭВМ решать задачи мониторинга - непрерывного автоматизированного слежения за прошшленными выбросами и их последствия)™.

5. Разработанная автоматная модель динамики выбросов загрязняющих веществ промышлешгыми предприятиям! позволяет адекватно отразить особенности этого процесса, учёт которых важен для объективной оценки состояния загрязнения воздушного бассейна.

6. Предложенная популяционная модель миграции эагряз-нягацих веществ в атмосфер дает возможность исследовать различные аспекты данного процесса, имеющие важное зиачешю для прогнозирования экологической обстановки и планирования капиталье.1.« вложений а охрану окрутаюцей среда.

?. Дальнейшее изучение класса задач, Зорлализуешх с помощью многослойных популяций, мокет найти применение при исследовании других слоянкх экономических систем и процессов.

Предложенная в диссертационной работе новая информационная технология изучения динамики экологических процессов моает быть развита в дальнейших исследования:-:. На основании получешмх результатов выполненной диссертационной работы можно сформулировать такие направления дальнейшей исследовательской работы:

1. Расширение возможностей применения новой информационной технологии исследования динамики экологических процессов.

2. Разработка новых модификаций популл юнной модели и дальнейшая систематизация их в виде »многоцелевого комплекса моделей исследования динамики экологических процессов, с по-моз',ью которого возможна разработка любой перспективной апологической ситуации /города, регионе/ с. иагля.щгым анализом ее эффективности.

Т 16 -

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Яровицкий Н.В., Костина Н.И., Екеева З.Ж. Моделирование м^огофакторной экологической обстановки в промышлзнном городе //. Проблемы и метода организации социально благоприятной среды при'развитии промышленного потенциала в новых экономических условиях: Тез. докл. Респ. семинара. - Киев, 1990. - С.64.

2. Екеева З.Ж., Костина Н.И. Моделирование социальной инфраструктуры города с учётом экологической обстановки // Прикладные проблемы моделирования и оптимизации: Тез. докл. I Всс-союз. семинара. - Мчс/ба. 1991. - С.70.

Я. Костина Н.И., Екеева З.Ж. Загрязнение среды и многослойные популяции // Модели-развития региональных систем в изменяющихся условиях:-Сб. науч. тр./ Ин-т кибернетики им. В.М.Глуш-коЕа АН Украины. - Киев; 1991. - С.33-42.

'4. Костина Н.И., Екеева З.Е. Модель прогнозирования последствий загрязнения среда региона // Регион и отрасль на этало к рынку: Сб. науч. тр. / Ассоциация "Наука - Региону". -Киев; 1992. - С.57-72.

5. Яровицкий Н.В., Костина Н.И., Екеева З.Е. Популяцион-ный подход к решению экологических' задач // Кибернетика и системный анализ,- - Киев, 1992. - &Л1. 5. - С.71-80.

6. Екеева З.Е., Кононец А.Я. Экономическая, задача улучшения экологической обстановки в промышленном городе // Прикладные проблемы моделирования и оптимизации: Катер. ¡5 Метдунар. семинара / Ин-т кибернетики им. В.М.Глуякова АН Украины. - Киев, 1992.