Математичні та комп'ютерні імітаційні процедури
прогнозування забруднення середовища
В. М. Казіев
1. Про деякі принципи аналізу і моделювання
екосистем
Багато
завдання інформатизації та екологізації тісно пов'язані і базуються на
фундаментальних принципах системного аналізу, управління, екології, методи
математики та інформатики. При моделюванні екосистем, на наш погляд, необхідний
облік важливих принципів [1]:
екологію
людини (прикладну) слід розуміти як науку, що займається вивченням
поведінки людини по відношенню до навколишнього середовища і вироблення раціональних
(екологічно обгрунтованих) норм поведінки в навколишньому середовищі, а прогрес цієї
науки неможливий без методів інформатики, імітаційного моделювання та
прогнозування;
привабливі
для дослідника добре формалізовані та структуровані моделі екосистем
часто можна будувати лише при досить загальних, хоча і теоретично важливих
гіпотезах, огрубіння, а моделі повинні враховувати основні процеси в
екосистемі, отже, в першому наближенні можна обмежитися простими для
вивчення та використання моделями, гіпотезами - для відпрацювання ефективних
технологій моделювання;
необхідно
виходити з загальнодоступної вхідної інформації, використовувати методи інформатики,
математики її отримання при недоліку інформації, тому що найчастіше неможливо
або дорого провести відповідний Екомоніторинг Публікації працівників парку;
необхідно
використовувати як класичні подання або опису математичних
моделей, так і некласичні моделі, які дозволяють, наприклад, враховувати
просторову структуру екосистеми - клітинні автомати і фрактали,
структурою та ієрархією підсистем екосистеми - графи та структури даних, досвід і
інтуїцію - евристичні та експертні процедури та ін, а також різні
операції моделювання;
навчання
і адаптація простих моделей повинні поєднуватися з використанням якісного
алгоритмічного (а також - програмного) забезпечення, гнучких технологій
використання їх, наприклад, імітаційних технологій;
інтерфейсній
- Орієнтоване забезпечення цих моделей має бути дружньо і звично
для користувача - непрофесіонала (наприклад, - еколога);
декомпозиція,
агрегування екосистем (моделей) повинні відбуватися за функціональним
критеріям, наприклад, з управління траєкторією екосистеми, управління
екосистемою ж має бути кінцевою метою моделювання, причому за своїм
характеру воно відрізняється від управління технічними системами, наприклад, - тим,
що необхідно при моделюванні динамічно переупорядочівать зв'язку в системі;
необхідно
враховувати системну, структурну активність і складність екосистеми --
динамічну, обчислювальну та структурну як і внутрісистемну здатність
екосистеми до саморегулювання, до протистояння, збурень середовища, бо в
процесі еволюції екосистеми вона зазнає - відповідно до принципів
синергетики, зміни, які дозволяють екосистемі максимізувати контакт з
зовнішньої навколишнім середовищем з метою пошуку ефективних зворотних зв'язків (див. [2]);
модель,
особливо, комп'ютерна, повинна бути придатною для розвитку екологічної,
математичної, комп'ютерної, інформаційної, технологічної культури
користувачів;
модель
повинна підтримувати весь життєвий цикл моделі - від змістовної постановки
задачі до проектних рішень;
математичне
моделювання, якщо враховувати тривалість екологічних процесів, стає
потужним, а часто і єдиним, засобом встановлення зв'язків в екосистемі,
визначення, опису, вивчення інваріантів, ізоморфізму екосистем; вивчення
їх повинно бути пов'язане з аналізом супутніх проблем екоенергоінформатікі.
2. Процедура інтегральної оцінки впливу
забруднювачів
Розглянемо
n основних забруднювачів екосистеми, що виділяються експертним шляхом, наприклад.
Концентрацію забруднювача номер i позначимо через х (i), i = 1,2 ,..., n, а оцінку
забруднення середовища - через y. Будемо, для простоти, розрізняти тільки 3 випадки:
1)
слабо виражене забруднення - 0
