автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Интеллектуальная система поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на химических предприятиях

004610356 На правах рукописи

Лёвушкина Светлана Анатольевна

Интеллектуальная система поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на химических предприятиях

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 0НГ 20Ю

Москва, 2010 г.

004610356

Работа выполнена на кафедре компьютерно-интегрированных систем в химической технологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Савицкая Татьяна Вадимовна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Кузин Рудольф Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент

Сидельников Сергей Иванович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Московский государственный университет инженерной экологии»

Защита состоится «26» октября 2010 года на заседании диссертационного совета Д 212.120.08 в Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова по адресу: 119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им. М. В. Ломоносова (119571, г. Москва, пр. Вернадского, 86). Автореферат диссертации размещен на сайте www.mitht.ru. л

Реферат разослан «» года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.120.08

Колыбанов К. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Химические производства являются объектами повышенной экологической опасности для человека и окружающей среды. Наличие множества постоянно действующих и потенциально аварийных источников загрязнения представляет реальную угрозу нарушению качества окружающей среды. Поэтому анализ экологической обстановки на территориях, прилегающих к химическим предприятиям и другим химически опасным объектам, является весьма актуальной задачей.

Проблемой моделирования загрязнения и управлением качеством атмосферного воздуха отечественные и зарубежные ученые занимаются более 50 лет. Основополагающие работы зарубежных авторов Паскувилла Ф., ГиффордаФ., Тернера Б. и др. относятся к началу 60-х годов, в основном, они были направлены на поиски численных методов решения задач атмосферной диффузии и разработку статистических моделей по данным наблюдений. В 70-е-80-е годы по данной тематике появилось множество работ отечественных ученых - академика Марчука Г. И., профессора Берлянда М. Е., академика Израэля 10. А. и других. Ими были предложены подходы и методы к решению задачи прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха. Однако большинство разработанных методик прогнозирования используют сравнительно простые модели и имеют достаточно высокие погрешности, связанные с наличием в них значительного количества допущений и ограничений. Применение более сложных моделей требует существенных временных затрат и большого количества исходных данных. Это ограничивает возможности их использования в системах оперативного управления качеством атмосферного воздуха.

Кроме того, перечисленные исследования в основном посвящены постоянно действующим источникам, а исследования аварийных выбросов до середины 90-х годов не публиковались. У нас в стране этим вопросом в научном плане долгие годы занимается профессор Горский В. Г., первые работы которого в соавторстве с учениками были опубликованы в середине 90-х годов.

В трудах академика Кафарова В. В. сформулирован основанный на методах системного анализа информационно-управляющий подход к решению задач экологической безопасности, развитый в работах его учеников: профессоров Перова В. Л., Попова Н. С., Бодрова В. И., Примака А. В., Егорова А. Ф. На основе данного подхода в работах профессоров Смирнова В. Н., Вента Д. П., Эдельштейна 10. Д. изложены основные принципы создания автоматизированных систем контроля и управления качеством атмосферного воздуха.

Развитие информационных технологий в середине 90-х годов открыло широкие возможности и способствовало внедрению методов, основанных на знаниях, и использованию экспертных систем (ЭС) и систем поддержки принятия решений (СППР) для широкого круга задач моделирования, оптимизации, прогнозирования, планирования, управления в химической технологии, получивших отражение в трудах профессоров Мешалкина В. П., Дорохова И. Н., Гордеева Л. С., Коршошко В. Ф., Бурляевой Е. В. Использование новых информационных технологий и создание интеллектуальных систем поддержки принятия решений и экспертных систем по управлению качеством атмосферного воздуха позволит добиться качественно новых результатов в обеспечении экологической безопасности химически опасных объектов.

Диссертация проводилась в рамках научно-исследовательской работы (НИР) по фундаментальным исследованиям, выполняемой научно-педагогическим коллективом кафедры компьютерно-интегрированных систем в химической технологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева» (РХТУ им. Д. И. Менделеева) по теме «Развитие теоретических

основ химической безопасности, разработка методов и моделей оценки риска и управления безопасностью высокорисковых объектов химической технологии» (20062009 г.г.) в рамках единого заказ-наряда Федерального агентства по образованию РФ и проекта 4774 «Развитие учебно-научно-инновационного комплекса «Экологическая безопасность в химических производствах» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)».

Цель работы и задачи исследований

Целью работы является разработка функциональной структуры, моделей, методов и алгоритмов интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к химическим предприятиям.

Для реализации поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- проведение системного анализа химического производства как источника

загрязнения и формулировка задачи управления качеством атмосферного воздуха в условиях неопределенности;

- разработка методов многокритериального принятия решений по оперативному и

долгосрочному управлению качеством атмосферного воздуха на стадиях функционирования, реконструкции, модернизации химических производств с использованием системы поддержки принятия решений;

- разработка функциональной структуры СППР, продукционных моделей

представления знаний и системы логического вывода, а также требований к экспертным системам поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха различными группами лиц, принимающих решения (ЛПР);

- разработка подхода к прогнозированию последствий аварий и залповых выбросов

от постоянно действующих источников, моделей эколого-экономического анализа развития аварийных ситуаций;

- разработка баз данных, баз знаний и программная реализации системы поддержки

принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха;

- практическое использование СППР на примере цехов Открытого акционерного

общества «Новомосковская акционерная компания «Азот» (ОАО «HAK «Азот»),

Объект исследования

Объектом исследования данной работы является химическое производство как источник загрязнения атмосферного воздуха. Для управления качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к рассматриваемому объекту, предложено использовать методы системного анализа, моделирования, обработки информации, поддержки принятия решений с целью повышения эффективности и качества его функционирования.

Предмет исследования

Предметом исследования являются: создание интеллектуальной СППР по управлению качеством атмосферного воздуха на основе формализации и постановки задач системного анализа, принятия решений и обработки информации; разработка специального математического и программного обеспечения в интеллектуальной системе; методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений, направленных на повышение качества атмосферного воздуха на предприятиях химической промышленности; методы получения, анализа и обработки экспертной информации в процессе создания и эксплуатации интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на химических предприятиях.

Методы исследования

Для решения поставленных задач в работе использовались методы системного анализа, математического моделирования, прогнозирования на основе искусственного интеллекта, теории принятия решений и новых информационных технологий.

Научная новнзна пабогы заключается в следующем:

- с позиций системного анализа проведены исследования химических производств

как источников загрязнения атмосферного воздуха, и сформулирована задача управления качеством атмосферного воздуха в условиях неопределенности;

- проведена классификация задач управления качеством атмосферного воздуха, и

обоснована необходимость разработки принципиально нового подхода к решению данной задачи на основе создания интеллектуальной системы поддержки принятия решений;

- предложен методический подход и разработаны модели и алгоритмы решения

многокритериальных задач принятия решений в условиях возникновения аварийных ситуаций и залповых выбросов, а также при реконструкции и модернизации, заключающиеся в ранжировании наиболее опасных сценариев развития аварии и поиске управляющих воздействий, направленных на снижение экологических последствий;

- разработана система продукционных правил и механизм логического вывода

оперативного формирования рекомендаций для различных групп лиц, принимающих решения по управлению качеством атмосферного воздуха.

Практическая ценность работы

Разработаны информационное и программно-алгоритмическое обеспечение, базы данных и знаний интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха для обеспечения экологической безопасности химических производств.

СППР реализована с использованием архитектуры «клиент-сервер», включающей распределенную базу данных и клиентскую программу, устанавливаемую на рабочие места лиц, принимающих решения (главный инженер, диспетчер, начальник цеха, старший оператор установки, экологические службы предприятия и района и т.д.), направленные на улучшение экологической обстановки. Распределенная база данных реализована с использованием системы управления базами данных (СУБД) MySQL. Клиентское программное обеспечение интеллектуальной системы реализовано в среде Borland Delphi 7 и предназначено для работы в операционной системе семейства Windows.

С использованием разработанного математического и программно-алгоритмического обеспечения проведен анализ ОАО «ПАК «Азот» как основного источника загрязнения атмосферного воздуха региона; разработаны продукционные модели для оперативного и долгосрочного управления качеством атмосферного воздуха на территории предприятия и прилегающих территориях; получены результаты оценки эколого-экономических ущербов последствий развития аварий и залповых выбросов.

Предложенный подход к созданию СППР, реализованные в ней модели, методы и алгоритмы, и разработанная программная оболочка ЭС могут быть применены при создании СППР на аналогичных объектах: предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, нефтехимической и других отраслей промышленности, таких как: ОАО «Невинномысский Азот», ООО «ЕвроХим -Белореченские минудобрения», ОАО «Химпром» (г. Новочебоксарск), ЗАО «ЛУКОЙЛ-Нефтехим» и других.

Результаты работы также могут использоваться в федеральных региональных организациях и учреждениях: структурных подразделениях Министерства Российской

Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России); организациях, подведомственных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Результаты исследований используются в учебном процессе на кафедре компьютерно-интегрированных систем в химической технологии РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на трех международных конференциях: XX «Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии» (г. Москва, 2006); I The Internationa! Conference on Information Technology and Telecommunication (Азербайджан, г. Гянжа, 2007); XXII «Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Псков, 2009).

Публикации

Результаты, отражающие содержание диссертационной работы, изложены в 7 публикациях, 3 из которых опубликованы в изданиях, включенных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ в перечень ведущих научных журналов и изданий.

Структура н объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов, изложенных на 186 страницах, содержит 24 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 209 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность, научная новизна и практическая ценность результатов диссертационной работы. Сформулированы цели и основные направления исследования.

В первой главе проведен анализ возможности использования традиционных и интеллектуальных моделей и методов принятия решений для создания системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха; представлен литературный обзор современного состояния проблемы моделирования, прогнозирования, мониторинга, контроля и управления качеством атмосферного воздуха, на основе которого обоснована необходимость создания качественно новых систем управления экологической безопасностью химически опасных объектов с использованием новых информационных технологий.

Систематизированы основные термины и определения предметной области, связанной с управлением качеством атмосферного воздуха.

Проведен анализ возможности использования методов принятия решений для задач оперативного и долгосрочного управления качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к промышленным предприятиям. В результате анализа определено, что совместное использование традиционных методов принятия решений и современных методов на основе искусственного интеллекта является эффективным в системах реального времени.

Проведен анализ использования современных методов искусственного интеллекта и информационных технологий в области экологической безопасности и управления качеством атмосферного воздуха и определены наиболее перспективные из них: экспертные системы, нейронные сети и продукционные правила.

Рассмотрены существующие СППР и экспертные системы для решения задач управления качеством атмосферного воздуха, основные подходы и принципы, используемые при разработке систем данного класса.

В результате проведенного системного анализа химических производств как источников загрязнения атмосферного воздуха, существующих подходов, методов и моделей принятия решений сформулированы основные требования к созданию производственно-территориальных СППР по управлению качеством атмосферного воздуха. Для реализации данной системы предложено использовать методы и модели, основанные на знаниях, теории принятия решений и искусственном интеллекте.

Вторая глава диссертации посвящена разработке функциональной структуры, моделей, методов и алгоритмов интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

В диссертационной работе проведена классификация задач управления качеством атмосферного воздуха на химических производствах.

В рамках первого класса сформулированы задачи оптимального оперативного управления качеством атмосферного воздуха при возникновении аварийных ситуаций и превышении предельных значений концентраций загрязняющих веществ от постоянно действующих источников. Это задачи управления в условиях неопределенности, формулируемые как задачи поиска оптимальных управляющих воздействий, направленных на минимизацию всех видов ущербов для окружающей среды и персонала производства.

В рамках второго класса сформулированы и решены задачи многокритериального принятия решений, направленные на уменьшение выбросов загрязняющих веществ постоянно действующих источников загрязнения и снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций с использованием методов сравнения альтернатив на основе многокритериальной теории полезности.

В рамках третьего класса задач создана интеллектуальная СППР для управления качеством атмосферного воздуха в условиях неопределенности с использованием современных методов искусственного интеллекта.

В работе предложена функциональная структура системы, которая является одной из подсистем интегрированной автоматизированной системы управления (ИАСУ) качеством атмосферного воздуха.

Функциональная структура СППР (рис. 1.) включает информационно-моделирующую и управляющую подсистемы и является интеллектуальной компьютерной советующей системой поддержки принятия решений, направленных на управление качеством атмосферного воздуха.

Информационно-моделирующая подсистема СППР состоит из ситуационно-советующей системы на основе нечетких сетей Петри и алгоритмов нечетких логических рассуждений для идентификации источников загрязнения и моделирующего блока. Он включает нейросетевые модели прогнозирования и блок эколого-экономического анализа с использованием методов и моделей принятия решений по управлению источниками выбросов.

Управляющая подсистема включает экспертные системы по управлению источниками технологических выбросов и по локализации и ликвидации последствий аварийных выбросов.

При обнаружении превышения значений концентраций на станциях контроля ситуационно-советующая система идентифицирует источник загрязнения. Для более качественного принятия решений производится прогнозирование последствий развития аварийной ситуации или превышающего выброса и эколого-экономический анализ. Полученная информация далее передается в управляющую подсистему СППР для принятия решений, после реализации которых изменения технологических параметров процесса фиксируются в подсистеме сбора и хранения данных.

Рис. 1. Функциональная структура интеллектуальной СППР ИАСУ качеством атмосферного воздуха

Система поддержки принятия решений выполняет несколько функций. Во-первых, она предназначена для долгосрочного хранения и оперативного использования информации, моделей, методов, алгоритмов, прикладного программного обеспечения для принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на территориях, непосредственно прилегающих к химическим предприятиям.

В случае возникновения технологических отклонений, производственных и организационных нарушений, приводящих к превышению концентраций загрязняющих веществ от постоянно действующих источников, система выдает рекомендации, позволяющие снизить эффект от воздействия на окружающую среду в результате залповых и аварийных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Во-вторых, СППР может использоваться для выработки долгосрочных решений, связанных с техническими и технологическими нововведениями, усовершенствованиями, направленными на улучшение экологической обстановки в районе расположения предприятия и снижение негативных его воздействий, связанных с систематическими выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Задача принятия оперативных решений по управлению качеством атмосферного воздуха является задачей ситуационного анализа и управления, для решения которой, прежде всего, необходимо провести анализ ситуаций управления, а затем принимать решение.

При решении задач оперативного управления качеством атмосферного воздуха необходимо использовать и обрабатывать большие массивы информации о технологических параметрах, состоянии химико-технологических процессов и т.п. Поэтому при создании СППР требуется единство форм представления и обработки информации для широких классов задач, а не отдельно взятых технологических процессов.

Результатом разработки моделей представления знаний в системе является создание баз знаний и систем логического вывода для принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха в результате возникновения и развития аварийных ситуаций, а также в результате превышений выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) постоянно действующих источников.

Для формализованного представления знаний в системе предложено формировать группу продукционных правил с использованием лингвистических переменных. Эти правила и модели соответствуют описанию управляющих воздействий, направленных на уменьшение выбросов ЗВ при возникновении аварийной ситуации в результате отклонения технологических параметров процессов от нормы или превышении выбросов ЗВ на постоянно действующих источниках. Так, для каждого 1-го объекта, на котором может возникнуть у'-я аварийная ситуация или превышение выбросов, необходимо определить управляющие воздействия по предотвращению развития данной ситуации и уменьшению загрязнения окружающей среды для каждого 1-го лица, принимающего решение. В виде продукционной модели данная формулировка будет выглядеть следующим образом:

: М0 = [х) -> и),], ¡еГ^'е^^Ь (1)

где х'у - вектор состояния /-го объекта при возникновении у'-й ситуации, а ¿7], -множество управляющих воздействий для различных лиц, принимающих решения; I -количество объектов на рассматриваемой территории; общее количество аварийных ситуаций или залповых выбросов, идентифицируемых ситуационно-советующей системой; Ь - количество лиц, принимающих решения.

Традиционно продукционные правила пишутся в форме «Если ..., то...», тогда они будут выглядеть следующим образом: «Если на 1-м объекте возниклау'-я аварийная ситуация (залповый выброс), то /-му лицу, принимающему решения, необходимо

выполнить й1.1 управляющее воздействие».

Для аварийной ситуации управляющие воздействия направлены на снижение последствий аварии и ее развития на всех уровнях, а для превышений выбросов постоянно действующих источников - на снижение уровней выбросов.

Введем следующие лингвистические обозначения для различных ситуаций: А -«авария», Р - «превышение выбросов постоянно действующего источника», О -«неопределенная ситуация».

В зависимости от того, какое именно лицо принимает решение (технолог цеха, экологическая служба предприятия, руководство предприятия) и на каком уровне управления химическим предприятием, управляющие воздействия будут различны.

Гак, для формализованного представления в базе знаний (БЗ) ЭС значений технологических параметров производственных процессов введем следующие лингвистические обозначения: N - «норма», ¿/У - «ниже нормы», Ш- «выше нормы», КМ) - «выше нормы, допустимо», £№5 - «ниже нормы, допустимо», ЬЫЛ - «ниже нормы, недопустимо», УЫА - «выше нормы, недопустимо», а управляющие воздействия: РЦ - «увеличить», Рй - «уменьшить», СХ - «перекрыть», МРИ - «сильно увеличить», ЬРи - «немного увеличить», 1РО - «немного уменьшить», МРР - «сильно уменьшить», СН- «изменить» и другие.

Отклонение с-го технологического параметра от нормы можно записать:

УО,с):х'с=^Ы, /е /; сеС (2)

где С - множество параметров состояния 1-го объекта.

Значение контролируемого или регулируемого технологического параметра х'с «отклонение от нормы» может принимать одно из следующих значений: «выше нормы» или «ниже нормы», которые, в свою очередь, могут быть «выше нормы, допустимо», «ниже нормы, допустимо», «ниже нормы, недопустимо», «выше нормы, недопустимо».

А/, з = ЬЩ, /е /; сеС (3)

М2 = [х'с->х'с = УЫй V УЫА], / ё /; се С (4)

М3 з [х^^М ->х'с = ¿//О V ЬЫА], / е /; с е С (5)

или

М4 ЕЕ = Ш) V ¡.N0 V V КЛГЛ], / е /; с е С (6)

Правила М1-М3 эквиваленты правилу М4.

Возникновение у'-й аварийной ситуации означает, что произошло отклонение одного или нескольких или всех технологических параметров процессов. Если хотя бы один из технологических параметров отклонился от нормы, то продукционные модели запишем в виде:

У(/,у): М5 = [х) = А-> 1 е /; у е У; с е С (7)

Щ, у, /): Мс = [х{ -> й)л = СЯ], / £ /; у е У; / е Л; с е С (8)

Если несколько или все технологические параметры отклонились от нормы, то: У(/,у,/): Мс. = [ф^ТУ й'ц = СН], / е /; у е ./, I е V, с'е С (9)

Выражения 1-9 - это правила для создания базы знаний.

С использованием предложенных обозначений можно записать ряд продукционных моделей, для представления рекомендаций технологу производства.

Если произошла разгерметизация трубопровода, то вектор х\ будет представлять собой вектор состояния параметров трубопровода (;) в результате разгерметизации (/). Для предотвращения попадания загрязняющих веществ в атмосферу необходимо отключить соответствующий участок трубопровода управляющим воздействием (й]Д регулирующим расход (х'с), т.е. выполнить действия по аварийному отключению разгерметизированного участка трубопровода:

М6 = [х) = Л х'с=~*Щ, / е /; у е У; сеС (10)

д/7 ее [х'с="И г7у / = СН], ( е /; у е У; / е с е С (11)

Л/8 = [Гс], =СН -> Щ, = МРО V СЦ, ( е /; у е У; / е (12)

На основании моделей такого вида формируются более сложные модели логического вывода в экспертных системах СППР.

Задача принятия решений по оперативному управлению качеством атмосферного воздуха является многокритериальной. Критериями данной задачи являются экологические и социальные ущербы (к - вид ущерба), которые могут возникнуть при развитииу'-й аварийной ситуации на /'-й установке и ее развитии (У"). Специфика решения этой задачи заключается в том, что исходная постановка является дискретной. Количество управляющих воздействий, направленных на уменьшение выбросов опасных химических веществ (ОХВ) при развитии аварии, относительно невелико. Это обстоятельство позволяет разработать общие критерии эффективности и сравнивать альтернативы между собой.

Для решения данной задачи предложено использовать экспертные модели принятия решений на основе метода ранжирования альтернатив и сравнения по предпочтительности.

Задача формулируется следующим образом: каждому вектору управляющих

воздействий (и ) по снижению негативных последствий развития аварии на ;-й установке соответствует свой набор значений У,'* Необходимо выбрать наиболее предпочтительные управляющие воздействия для обеспечения минимального ущерба от воздействия ЗВ на окружающую среду и персонал.

Данная задача относится к классу задач принятия решений с заданным множеством альтернатив и заданным набором критериев, где критериями являются ущербы, а альтернативами - множество управляющих воздействий.

Пусть <р :х^ -»[У^1] - отображение, ставящее в соответствие вектору состояния 1-го объекта множество оценок ущербов для каждой _/'-й аварийной ситуации. А 4>'\й' - отображение, ставящее в соответствие вектору управляющих

воздействий (й') множество оценок ущербов, которые могут возникнуть на /-й установке от _/-ой аварийной ситуации при реализации управляющих воздействий по локализации развития аварии и ликвидации ее последствий.

Таким образом, задача принятия решений по оперативному управлению качеством атмосферного воздуха заключается в поиске таких альтернативных вариантов управляющих воздействий ¡7', которые обеспечивают наименьшее влияние ОХВ на окружающую среду и персонал в результате развития аварии.

Для решения данной задачи в работе предложен подход, включающий два основных этапа.

На первом этапе для различных у'-х аварийных ситуаций производится оценка значений возможного экологического и социального ущербов (У*), и определяются наиболее опасные аварийные ситуации и сценарии их развития с точки зрения тяжести последствий аварии. Проводится ранжирование альтернатив с использованием методов упорядочивания по степени ущербов.

На втором этапе осуществляется выбор перспективных управляющих

воздействий и для выбранных на 1-м этапе наиболее опасных аварийных ситуаций и сценариев их развития. При поиске управляющих воздействий учитываются оперативность реализации действий по локализации и ликвидации последствий аварии. Производится оценка необходимых ресурсов: человеческих ресурсов, временных затрат и других. При этом проводится оценка ущербов различного вида на ;'-й установке (У]*)', которые будут получены при реализации этих управляющих

воздействий. Альтернативы (управляющие решения) и е!/',(где V - множество управляющих воздействий на <-й установке), обеспечивающие наименьшее воздействие ЗВ на окружающую среду и персонал при развитии аварии с использованием минимального количества ресурсов и реализуемые за минимальные сроки, считаются предпочтительными.

Наряду с оперативным принятием решений в работе предложен подход к решению задачи многокритериального выбора мероприятий, направленных на снижение воздействий загрязняющих веществ при модернизации (реконструкции) предприятий, и методика оценки эффективности этих мероприятий. Данная задача является одной из задач долгосрочного управления качеством атмосферного воздуха, решение которой совместно с задачами оперативного принятия решений позволяет добиться качественно новых результатов и актуально для всех типов источников загрязнения.

В работе предложена методика оценки возможности снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за смет внедрения на производстве новых технических решений и выбора перспективных мероприятий, направленных на повышение качества атмосферного воздуха на стадии реконструкции и модернизации. Этими мероприятиями являются: внедрение надежных систем управления; замена оборудования на более эффективное, в том числе для схем очистки выбросов с целью снижения валовых выбросов; модернизация технологических процессов.

Задача оценки эффективности мероприятий заключается в поиске альтернатив (управляющих решений), обеспечивающих минимизацию выбросов загрязняющих веществ при наличии ограничений на затраты по различным видам ресурсов. В данной задаче количество предлагаемых альтернативных вариантов технических усовершенствований и внедрений, как правило, невелико и известно заранее. Набор критериев для сравнения альтернатив может быть следующим: общая эффективность мероприятий; экологический эффект; социальный эффект;, экономический эффект. В работе приведены рекомендации по определению перечисленных критериев.

Данная задача с точки зрения теории принятия решений относится к задачам с жестко заданными альтернативами и критериями.

Для решения поставленной задачи в работе используются методы многокритериального ранжирования альтернатив.

Таким образом, в работе рассмотрены принципиально новые модели и методы решения задач управления качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к химическим предприятиям, с использованием продукционных моделей и методов эколого-экономического анализа в СППР ИАСУ качеством атмосферного воздуха.

Третья глава посвящена разработке алгоритмического и программного обеспечения интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

Проведен анализ существующих программных средств в области контроля и управления качеством атмосферного воздуха и определено, что основным их недостатком является то, что заложенные в них стандартные методики расчетов не предназначены для управления и не позволяют представлять пользователям рекомендации в режиме реального времени. Проведен анализ существующих оболочек для создания ЭС, в результате которого принято решение разрабатывать собственную ЭС для СППР по управлению качеством атмосферного воздуха.

Предложена организационная структура СППР управления качеством атмосферного воздуха и ее составляющие, а также взаимодействие пользователей с системой на различных уровнях. Она состоит из следующих узлов: станций контроля, сервера системы управления базами данных и автоматизированных рабочих мест пользователей. Станции контроля осуществляют автоматизированный мониторинг показателей качества атмосферного воздуха (концентраций загрязняющих веществ) и метеопараметров, которые в оперативном режиме передаются в подсистему сбора и хранения данных. Для сбора информации со станций контроля может использоваться как существующая локальная вычислительная сеть (ЛВС) предприятия, так и глобальная сеть Интернет или прямое подключение к серверу СУБД.

На сервере находятся СУБД и непосредственно сами базы данных и знаний; средства администрирования пользователей СУБД; инструменты для выполнения регламентных процедур.

' На каждом автоматизированном рабочем месте (АРМ) пользователя, работающего с системой, должна быть установлена клиентская часть приложения. Таким образом, все пользователи работают в едином информационном пространстве и получают рекомендации одновременно, но при этом адресно.

В соответствии с функциональной структурой разработана и программно реализована интеллектуальная СППР по управлению качеством атмосферного воздуха. Программа реализована с использованием технологий распределенных баз данных и архитектуры «клиент-сервер» и включает:

- серверную часть, созданную на базе реляционной системы управления базами данных MySQL, содержащей таблицы баз данных информационно-моделирующей подсистемы СППР и баз знаний экспертных систем. Таблицы содержат сведения об источниках загрязнений, аварийных ситуациях, пользователях и т.д. В БЗ содержится система продукционных правил;

- клиентскую часть, реализованную на языке Object Pascal в среде Borland Delphi 7, и состоящую из блока принятия решений и блока пополнения баз данных и знаний.

Для доступа и манипулирования данными СУБД позволяет использовать функционал языка структурированных запросов SQL.

При создании структуры БД использовались средства автоматизированной разработки MySQL Workbench OSS version 5.0, администрирования БД MySQL Administrator 1.2.11 и графическая оболочка разработки и исполнения SQL запросов MySQL Query Browser 1.2.11.

Разработанная структура БД позволяет хранить и оперировать всеми необходимыми данными для работы СППР по управлению качеством атмосферного воздуха. При работе СППР обращается к подсистеме сбора и храпения данных ИАСУ качеством атмосферного воздуха для более детального анализа.

БД предприятия состоит из множества таблиц, часть из которых используется информационно-моделирующей подсистемой СППР и экспертными системами, а остальные необходимы для функционирования ИАСУ качеством атмосферного воздуха. IIa рис. 2 представлены тринадцать таблиц с полями и связями между ними.

В таблицах «Ситуации» и «Источники загрязнения» содержится информация о нештатных ситуациях на химически опасных объектах (ХОО).

Таблица «Пользователи/ЛПР» необходима при формировании рекомендаций для разных групп ЛПР. Например, главный технолог цеха получает свои рекомендации и порядок действий в случае аварийной ситуации на объекте, а аварийно-спасательная служба предприятия - свои рекомендации и порядок действий.

Таблица «Правила» содержит продукционные правила оперативных и долгосрочных рекомендаций вида «Если..., то...».

Таблица «Эколого-экономический анализ» содержит данные и результаты этого анализа, используемые для оценки эффективности тех или иных рекомендаций.

Таблица «Аварии и залповые выбросы» содержит информацию об имевших место аварийных ситуациях или превышениях концентраций ЗВ при выбросах на постоянно действующих источниках загрязнения. В таблицу записывается время происшествия, а объект и ситуация определяются по ссылкам из соответствующих таблиц.

Группа из трех таблиц предназначена для хранения информации о различных метеопараметрах. Данные таблицы используются информационно-моделирующей подсистемой СППР для прогнозирования параметров зоны загрязнения.

Таблица «Зона загрязнения» содержит прогнозируемые параметры зоны загрязнения и используется информационно-моделирующей системой для оценки последствий наблюдаемой ситуации и эколого-экономического анализа.

Таблица «Социально-значимые объекты» содержит сведения о социально-значимых объектах, как на территории предприятия, так и за его пределами.

Проведена работа по оптимизации составления продукционных правил, которая позволила значительно снизить размерность задачи, уменьшить нагрузку на СУБД и повысить производительность СППР по управлению качеством атмосферного воздуха.

Рис. 2. Структура базы данных интеллектуальной СППР по управлению качеством атмосферного воздуха РК (Primary Key) - первичный ключ, FK (Foreign Key) - внешний ключ

В четвертой главе представлены результаты практического использования интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на примере цехов ОАО «НАК «Азот». Данное предприятие было выбрано в качестве объекта исследования как основной источник загрязнения атмосферного воздуха в регионе.

В данной главе на примере исследуемого объекта решены следующие задачи:

- разработки продукционных правил для представления знаний в экспертных системах управляющей подсистемы СППР;

- принятия оперативных решений, направленных на повышение качества атмосферного воздуха, в результате аварий и залповых выбросов загрязняющих веществ с использованием системы эколого-экономического анализа и разработки соответствующих управляющих воздействий;

- принятия долгосрочных решений на стадии модернизации и реконструкции оборудования и производственных процессов.

В рамках решения первой задачи в СППР реализовано более 50 правил для постоянно действующих и аварийных источников загрязнения ОАО «ПАК «Азот» на примере цехов «Аммиак-3», «Аммиак-4», «Хранилище аммиака». Ниже приведен пример формирования системы продукционных правил.

Если станции контроля зафиксировали превышение оксида углерода, а ситуационно-советующая система идентифицировала в качестве источника цех «АММИАК-3», то возможно закрылся шибер на одной из горелок вспомогательного котла при изменении нагрузки по топливному газу. Данную ситуацию можно представить в виде правила: ЕСЛИ цех «АММИАК-3» (объект) и превышение оксида углерода, ТО проверить и отрегулировать нормальную работу горелок 101-В, 101-Ви, 106-и и 103-В.

Общие правила для идентификации аварийной ситуации:

М . г/ аммиак-3 , аммиак-3 , , аммиак-!, аммиак-3, ,/

/ аммиак-3 аммиак-3 аммиак~3 аммиак-3 \ г/\тг\ л-\

(*101-д ^ -и ^х\оз-в ) =

11 - г/ ашлю»—3 аммиак-3 аммиак-3 аммиак-} \_-t\r

(14)

/—аммиак-3 , —аммиак-3 ,, — аммиак-3 —аммиак-3 \ пи ал

Количество рекомендаций для аварийных ситуаций может быть различным, также как и пользователи, которые получают рекомендации (см. табл. 1 и рис. 3.)

Таблица 1. Система продукционных правил при превышении концентрации оксида углерода. Источник цех «АММИАК-3»__

Пользователи Рекомендации Продукционные правила

Старший технолог цеха; старший оператор установки На территории предприятия зафиксировано превышение концентрации оксида углерода. Источник загрязнения — цех «АММИАК-3». Проверить и отрегулировать нормальное горение горелок на М 101-В, 101-BU, 106-U, 103-В. (Возможность закрытия шибера на одной из горелок вспомогательного котла при изменении нагрузки по топливному газу) A4 - [(тгО-ммиак-З -аммиак-3 -аммиак-3 ., —аммиак-3 \ л . "106-UJ v «103-BJ ) - СИА /-аммиак-3 -аммиак-3 —аммиак-3 ^и\0\-В,1хл WU\0\-BU,!i 2 VW106-U,Il>2 —аммиак-3 \ г>г г г»m юз-й,/j 2 ) = PVvPD]

Руководитель экологической службы предприятия На территории предприятия ОАО «HAK «Азот» зафиксировано превышение концентрации оксида углерода в атмосфере. Источник загрязнения - цех «АММИАК-3». Огслеживать развитие аварийной ситуации 14 г/ аммиак-3 ч аммиак-3 , , =[№о1-й 1 о\—ви v аммиак-3 аммиак-3 ; . -аммиак-3 —аммиак-3 06) 101-г,/3 "m-BUJj —аммиак-3 —аммиак-3 г,, аммиак-З-i "106-UJ, VU\03-BJз '

Диспетчер На территории предприятия зафиксировано превышение концентрации оксида углерода. Источник загрязнения - цех «АММИАК-3». Связаться со старшим технологом цеха для идентификации ситуации > t т/ аммиак-3 , . аммиак-3 , , М5 = [С^Юк-Л v*101-ßi/ v аммиак-3 аммиак-3 . хш-и ^ХЮЗ-В N —аммиак-3 —аммиак-3 0*7) 101-Д,/4 "W-BUJi —аи.миак-3 -аммиак-3 г., аммиак-3 ■ 106-f/,/4 !'юз-я,/4 -л"/4 1

Объект: ||Дех АММИАК-3

Ситуация: |лревышевие концентрации СО

г^теопгргтетры—-..............

: ¡0,5

Скорость ветра: Направлен« ветра: |СВ

Облачность: ::|Г~

Нз территории предприятия зафиксировано превышение концентрации оксида углерода. Источник загрязнения цех 'АММИАК-3". Связаться со старшим технологом цеха, для идентификации ситуации.

На территории предприятия ззф1-ока-1дз углерода. Источник загр?

Проверить и отрегу лировать не* Объект: Цех АММИАК-3 101-81!, 306-и, 103-В. Ситуация: Превьшешё концентрг

ОЭЗМож-ность теп. шибера н П»<»™телъ: Дитетчёр котла при изменении нагрузки по Скорость ветра: 0,5 Направление ветра: Облачность: 1

Анализ

На территории Новомосковского предприятия *А;ОТ зафиксировано превышение концентрации оксида углерода в атмосфере. Источник загрязнения цех "АЭДЧИАК-2".

Отслеживать развитие аварийной ситуации.

Объект: Цех АММИАКА

Ситуация; Превьаденне концентрации СО

Пользователь: Старший оператор установки

Скорость ветра: 0,5

Направление ветра: СВ

Облачность; 1

~ обьект: цех дммиак-з Ситуация: г^геыщение «рнцент рации СО Пользователь: Руководитель зкологичеоузй Скорость ветра: 0.5 Напровлениееетра: СВ Обпзчноеть: 1

Анализ

Рис 3. Просмотр рекомендаций для различных пользователей

Разработанная система является открытой и расширяемой, допускает добавление в базу знаний новых продукционных правил для других источников и цехов предприятия.

Для решения второй и третьей задач оперативного и долгосрочного принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха с использованием подходов и методов, предложенных в главе 2, были проведены расчеты эколого-экономических ущербов и эффектов принятия управляющих воздействий. Рассматривались: авария с полным разрушением хранилища аммиака и снижение выбросов постоянно действующих источников с выбросами аммиака и диоксида азота на технологическом оборудовании с ОХВ, расположенном на территории предприятия.

При аварии, если в результате оперативных действий по локализации и ликвидации последствий аварии использовать рекомендации разработанной СППР -«Смыть пролитый аммиак, обильным количеством воды, не допуская ее попадания в систему промышленной канализации», то ущерб будет меньше. Например, если при разрушении хранилища с аммиаком массой 36 тонн в газообразное состояние перейдет только 29 тонн, то экологический ущерб сократится на треть, что составляет порядка 6 млн. руб.

. Социальные ущербы в виде потерь среди производственного персонала снижаются в результате проведения оперативных действий по локализации и ликвидации последствий аварийной ситуации. Для рассматриваемого примера -разрушения хранилища при оперативной организации мероприятий оповещения и эвакуации, ущерб был снижен на порядок, т.е. около 70 человек получат пороговое токсическое воздействие из 700 находящихся на территории предприятия.

Залповые выбросы постоянно действующих источников могут значительно увеличить ущерб, если не применять эффективных управляющих воздействий по их снижению. Например, при снижении годовой массы выбросов диоксида азота на 10 %, за счет применения более эффективных методов и систем очистки, можно значительно

повысить качество атмосферного воздуха, а предотвращенный экологический ущерб в денежном выражении составит порядка миллиона руб.

В целом, полученные результаты практических расчетов показали эффективность принимаемых решений по управлению качеством атмосферного воздуха с использованием интеллектуальной системы поддержки принятия решений в результате аварий и залповых выбросов на химических производствах, а также на этапах реконструкции и модернизации установок и цехов предприятия. Основные результаты паботы и выводы

1. Проведен системный анализ химических производств как источников загрязнения атмосферного воздуха, и определены задачи контроля и управления качеством атмосферного воздуха.

2. Предложена функциональная структура интеллектуальной СППР по оперативному и долгосрочному управлению качеством атмосферного воздуха для аварийных и постоянно действующих источников загрязнения.

3. Разработаны модели, методы и алгоритмы на основе теории принятия решений и методов искусственного интеллекта, позволяющие в оперативном и долгосрочном режимах принимать решения по управлению качеством атмосферного воздуха.

4. Разработана структура базы данных и знаний, позволяющая хранить и оперировать всеми необходимыми данными для работы СППР по управлению качеством атмосферного воздуха в случае нарушения экологической обстановки на территориях, прилегающих к химическим предприятиям.

5. Предложенные в работе модели, методы и алгоритмы реализованы в интеллектуальной СППР и использованы для решения задач управления качеством атмосферного воздуха на территории ОАО «HAK «Азот».

6. Для исследуемого объекта разработана система продукционных правил формирования оперативных рекомендаций для различных групп пользователей и долгосрочных мероприятий по модернизации и реконструкции производства, проведены расчеты эколого-экономических ущербов и оценки эффективности принимаемых решений.

Публикации по теме диссертации:

1. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А., Лёвушкин A.C. Интеллектуальная система поддержки принятия решений для управления качеством атмосферного воздуха // Химическая технология. - 2009. - № 9,- С. 568-574.

2. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А., Дударов С. П. Программные средства анализа и оценки негативных воздействий источников выбросов опасных химических веществ // Экономика природопользования. - 2008. - № 2. -С. 53-125.

3. Савицкая Т. В., Дударов С. П., Лёвушкина С. А., Егоров А. Ф., Лёвушкин А. С. Использование искусственных нейронных сетей для прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха аварийными источниками при изменяющихся метеоусловиях // Экологические системы и приборы. - 2007. -№ 10-С. 45-50.

4. Дударов С. П., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А. Модуль расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, образующихся в результате выбросов предприятий // Безопасность в техносфере. -2008. - № 1 - С. 53-57.

5. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А., Лёвушкин А. С. Интеллектуальная система поддержки принятия решений для управления качеством атмосферного воздуха // Математические методы в технике и

технологиях - ММТТ-22: сб. трудов XXII Междунар. науч. конф. в 10 т. Т. 4. Секция 4- Псков: Псков гос. политехи, ин-та, 2009, 116 с. - С. 38—41.

6. Лёвупшша С. А., Савицкая Т. В., Дударов С. П. Разработка нейросетевых моделей прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха при изменяющихся метеоусловиях // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр., Том XX № 1 (59). - М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2006, 136 с. -С. 57-61.

7. Egorov А. F., Dudarov S. P., Levushkin A. S., Levushkina S. A. Training of artificial neural networks based on real-coded genetic algorithms / Proceedings of 3-rd Int. Conf. on Information Tech. & Telecommunication. Azerbaijan, Ganja, Oct. 4-6,2007. -PP. 22-26.

Подписано в печать 20.09.2010. Формат бумаги 60x84/16, бумага писчая Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ №148

Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова

Издательско-полиграфический центр 119571, Москва, пр. Вернадского, 86

Список основных сокращений, принятых в диссертации.

Введение.

Глава Г. Системный анализ химических производств как источников загрязнения атмосферного воздуха.

Г.Г. Основные понятия, определения, подходы, классификации в области охраны окружающей среды' и экологической безопасности.

1.2. Анализ существующих подходов к контролю и управлению качеством атмосферного воздуха. Информационные системы в области экологического мониторинга.

1.3. Основные направления в моделировании загрязнения воздушного бассейна. Модели и методы прогнозирования загрязнения и идентификации источников выбросов.

1.4. Использование методов принятия решений для управления качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к промышленным предприятиям.

1.5. Использование новых информационных технологий для контроля и управления качеством атмосферного воздуха.

1.5.1. Системы поддержки принятия решений для решения задач экологической безопасности.

1.5.2. Экспертные системы для решения задач в области экологии.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Разработка моделей и методов управления качеством атмосферного воздуха в интеллектуальной системе поддержки принятия решений.

2.1. Классификация задач, моделей и методов для управления качеством атмосферного воздуха. Этапы создания системы для решения задач экологической безопасности.

2.2. Разработка функциональной структуры системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

2.3. Разработка моделей и методов управления качеством атмосферного воздуха на химических производствах в интеллектуальной системе поддержки принятия решений.

2.3.1. Модели и методы идентификации источников загрязнения, реализованные в информационно-моделирующей подсистеме системы поддержки принятия решений.

2.3.2. Разработка продукционных моделей принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

2.3.3. Модели и методы прогнозирования в информационномоделирующей подсистеме системы поддержки принятия решений.

2.3.4. Разработка моделей и методов принятия решений по оперативному управлению качеством атмосферного воздуха.

2.3.5. Разработка методов и моделей принятия решений по оптимизации мероприятий, направленных на снижение негативных воздействий химических производств на стадии реконструкции и модернизации.

Выводы по главе 2. 11*

FлaвaiЗ. Разработка* алгоритмического и< программного обеспечения интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха. 118'

3.1. Обоснование и выбор средств реализации и этапы разработки программного обеспечения.

3.2. Организационная структура системы поддержки принятия решений управления качеством атмосферного воздуха.

3.3. Разработка структуры баз данных и оптимизация работы системы.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Практическое использование системы поддержки принятия решений управления качеством атмосферного воздуха на примере Открытого акционерного общества «Новомосковская акционерная компания «Азот».

4.1. Анализ Открытого акционерного общества «Новомосковская акционерная компания «Азот» как источника загрязнения атмосферного воздуха.

4.2. Разработка продукционных правил.

4.3. Реализация продукционных правил и моделей представления знаний в системе поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

4.4. Использование моделей и методов принятия решений по оперативному и долгосрочному управлению качеством атмосферного воздуха.

Выводы по главе 4.

Основные результаты работы и выводы.

Химические производства являются объектами повышенной экологической опасности для человека и окружающей среды. Наличие множества постоянно действующих и потенциально аварийных источников загрязнения представляет реальную угрозу нарушению качества окружающей среды. Поэтому анализ экологической обстановки на территориях, прилегающих к химическим предприятиям и другим химически опасным объектам, является весьма актуальной задачей.

Проблемой моделирования- загрязнения и управлением качеством атмосферного воздуха отечественные и зарубежные ученые занимаются более 50 лет. Основополагающие работы зарубежных авторов Паску вилл а Ф. [1], Гиффорда Ф. [2], Тернера Б. [3] и других относятся к началу 60-х годов, в основном, они были направлены на поиски численных методов решения задач атмосферной диффузии и разработку статистических моделей по данным наблюдений, а также мониторинга и прогнозирования состояния атмосферного воздуха, и в меньшей степени управления. В 70-е-80-е годы по данной тематике появилось множество работ отечественных ученых, .таких как академиков Марчука Г. И. [4,5] и Израэля Ю. А. [6], профессора Берлянда М. Е. [7, 8], и других. Ими были предложены подходы и методы к решению задачи прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха. Однако большинство разработанных методик прогнозирования чаще всего используют сравнительно простые модели и имеют достаточно высокие погрешности, связанные с наличием в них значительного количества допущений и ограничений. Применение более сложных моделей требует существенных временных затрат и наличия большого количества исходных данных. Представленные ограничения оказывают отрицательное влияние на эффективность оперативного управления качеством атмосферного воздуха.

Кроме того, все перечисленные исследования в основном посвящены постоянно действующим источникам, а исследования аварийных выбросов до середины 90-х годов не публиковались. У нас в стране этим вопросом в научном плане долгие годы занимается профессор Горский В. Г. [9], первые работы которого в соавторстве с учениками были опубликованы в середине 90-х годов.

В трудах академика Кафарова В. В. [10-13] сформулирован основанный на методах системного анализа информационно-управляющий подход к решению задач экологической безопасности, развитый в работах его учеников: профессоров Перова В. JI. [13,14], Попова Н. С. [14,15], Бодрова В. И. [14], Примака A.B. [16], Егорова А. Ф. [17, 18]. На основе данного подхода в работах профессоров Смирнова В. Н. [19], Вента Д. П. [17,20,21], Эдельштейна Ю. Д. [20,21] изложены основные принципы создания автоматизированных систем контроля и управления качеством атмосферного воздуха. Но практический опыт использования рекомендуемых методов при создании систем управления экологической безопасностью вскрыл сложности и неопределенности различной природы, связанные с недостатком или неполнотой информации, со сложностью математических моделей и невозможностью в большинстве случаев оценить их адекватность.

Таким образом, задача контроля и управления качеством атмосферного воздуха является многофакторной и многокритериальной, для решения которой необходимо привлекать современные методы, основанные на знаниях, теории принятия решений и искусственного интеллекта.

Развитие информационных технологий в середине 90-х годов открыло * широкие возможности и способствовало-использованию качественно нового подхода к контролю и управлению качеством атмосферного воздуха с использованием системного подхода, методов системного анализа, получивших развитие в трудах Дорохова И. Н. [12, 22, 23], Мешалкина В. П. [24], Гордеева Л. С. [25], Корнюшко В. Ф. [25] и Бурляевой Е. В. [26]. Использование новых информационных технологий и создание интеллектуальных систем поддержки принятия решений (СППР) и экспертных систем (ЭС) по управлению качеством атмосферного воздуха позволит добиться качественно новых результатов в обеспечении экологической безопасности химически опасных объектов. Данные системы позволяют формировать рекомендации для групп лиц, принимающих решения по оперативному и долгосрочному управлению качеством атмосферного- воздуха на различных уровнях управления химическими предприятиями.

Системы данного класса могут использовать как оперативные данные со станций контроля, так и прогнозируемые в режиме реального времени значения на основе моделей и методов искусственного интеллекта. При формировании рекомендаций они используют методы принятия решений, а также знания специалистов, заложенные в экспертных системах.

Цель работы иг задачи исследований

Целью диссертационной работы является разработка функциональной структуры, моделей, методов и алгоритмов интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к химическим предприятиям.

Для реализации поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- проведение системного анализа химических производств как источников загрязнения атмосферного воздуха и формулировка задачи управления качеством атмосферного воздуха в условиях неопределенности;

- разработка методов многокритериального принятия решений по оперативному и долгосрочному управлению качеством атмосферного воздуха на стадиях функционирования, реконструкции и модернизации химических производств с использованием системы поддержки принятия решений;

- разработка функциональной структуры СППР, . продукционных моделей представления знаний и системы логического вывода, а также требований к экспертным системам поддержки принятия решений по

• управлению качеством атмосферного воздуха различными группами лиц, принимающих решения (ЛПР);

- разработка подхода к прогнозированию последствий аварий и залповых выбросов от постоянно действующих источников, моделей эколого-экономического анализа развития аварийных ситуаций;

- разработка баз данных (БД), баз знаний (БЗ) и программная реализация-системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха;

- практическое использование СППР на примере цехов Открытого акционерного общества «Новомосковская акционерная компания «Азот» (ОАО «HAK «Азот»).

Диссертация проводилась в рамках научно-исследовательской работы (НИР) по фундаментальным исследованиям, выполняемой научно-педагогическим коллективом кафедры компьютерно-интегрированных систем в химической технологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева по теме «Развитие теоретических основ химической безопасности, разработка методов и моделей оценки риска и управления безопасностью высокорисковых объектов химической технологии» (2006-2009 г.г.) в рамках единого заказ-наряда Федерального агентства по образованию РФ и проекта 4774 «Развитие учебно-научно-инновационного комплекса «Экологическая безопасность в химических производствах» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)».

Объект исследования

Объектом исследования данной работы является химическое производство как источник загрязнения атмосферного воздуха. Для управления качеством атмосферного воздуха на территориях, прилегающих к рассматриваемому объекту, предложено использовать методы системного анализа, моделирования, обработки информации, поддержки принятия решений с целью повышения эффективности и качества его функционирования.

Предмет исследования

Предметом исследования являются: создание интеллектуальной СППР по управлению качеством атмосферного воздуха на основе формализации и постановки задач системного анализа, принятия решений и обработки информации; разработка специального математического и программного обеспечения в интеллектуальной системе; методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений, направленных на повышение качества атмосферного воздуха на предприятиях химической; промышленности; методы получения, анализа и обработки экспертной информации в процессе создания .и эксплуатации интеллектуальной системы, поддержки принятия решений по управлению* качеством атмосферного воздуха на химических предприятиях.

Методы исследования

Для решения1 поставленных задач в работе использовались методы системного: анализа, математического моделирования, прогнозирования на основе искусственного интеллекта, теории принятия решений и новых информационных технологий.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов, изложенных на 186 страницах, содержит 24 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 209 наименований.

Основные результаты работы и выводы

1. Проведен системный анализ химических производств как источников загрязнения атмосферного воздуха, и определены . задачи контроля и управления качеством атмосферного воздуха.

2. Предложена функциональная структура^ интеллектуальной СППР по оперативному и. долгосрочному управлению качеством атмосферного воздуха для аварийных и постоянно действующих источников-загрязнения.

3. Разработаны модели, методы и алгоритмы на основе теории принятия решений и методов искусственного интеллекта, позволяющие в оперативном и долгосрочном режимах принимать решения по управлению качеством атмосферного воздуха.

4. Разработана структура базы данных и знаний, позволяющая хранить и оперировать всеми необходимыми данными для работы СППР по управлению качеством атмосферного воздуха в случае нарушения экологической обстановки на территориях, прилегающих к химическим предприятиям.

5. Предложенные в работе модели, методы и алгоритмы реализованы в интеллектуальной СППР и использованы для решения задач по управлению качеством атмосферного воздуха на территории ОАО «НАК «Азот».

6. Для исследуемого объекта разработана система продукционных правил формирования оперативных рекомендаций для различных групп пользователей и долгосрочных мероприятий по модернизации и реконструкции производства, проведены расчеты эколого-экономических ущербов и оценки эффективности принимаемых решений.

1. PasqillF. Atmospheric diffusion. // Van Nostr. Co. Ltd. L., 1962".

2. Gifford F., Hanna S. Modeling urban air pollution // Atm. Env. -1973. № 1.

3. Turner B. Relation ship between~24 hour mean-air quality mesure-ments and meteorological1 factors, in Nashvill, Tennesee // J. Air Poll. Gontr. Assoc. 1961. — V. 11, № 10.

4. Марчук F. И. Численное решение задач динамики атмосферы и океана. — Л. : Гидрометеоиздат, 1974. 303 с.

5. Марчук- Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. -М. : Наука, Гл.ред.физ.-мат.лит., 1982. 320 с.

6. Израэль Ю. А. Экология и контроль природной среды. JI. : Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

7. Берлянд Ml Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л. : Гидрометеоиздат, 1975. - 448 с.

8. Берлянд М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. — JI. : Гидрометеоиздат, 1985.-271 с.

9. Горский В. Г., Моткин Г. А., Петрунин В. А., Терещенко Г. Ф., Шаталова А. А., Швецова-Шиловская Т. Н. Научно-методическне аспекты анализа аварийного риска.' М. : Экономика и информатика, 2002. - 260?с.

10. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М. : Химия, Л 985. - 468 с.

11. Кафаров В. В., Дорохов И. Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. М. : Наука, 1976. - 500 с.

12. Кафаров В. В., Дорохов И. Н., Марков Е. П. Системный анализ процессов химической технологии. Применение метода нечетких множеств. М. : Наука. 1986. - 359 с.

13. Кафаров В. В., Перов В. Л., Мешалкин В1. П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем (Введение в системотехнику химических производств). -М. : Химия, 1974. -344 с.

14. Попов Н. С., Бодров В. И., Перов В. Л. Основные направления в моделировании загрязнения воздушного бассейна за рубежом // Химическая промышленность за рубежом. 1982. № 6 (234). - С. 10-34.

15. Попов Н. С. Автоматизированное моделирование и оптимизация природоохранных систем: дисс. д-ра. техн. наук М., 1989. - 459 с.

16. Примак А. В., Кафаров В. В., Качиашвили К. И. Системный анализ контроля и управления качеством воздуха и воды. Киев : Наукова думка, 1991.-390 с.

17. Разработка интегрированной автоматизированной системы контроля и управления качеством атмосферного воздуха / А. Ф. Егоров, Т. В. Савицкая, Д. П. Вент и и др. // Химическая промышленность. 1999. - № 6. - С. 53-64.

18. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий. М. : Химия, КолосС, 2004. -416 с.

19. Смирнов В. Н. Принципы автоматизированного управления природо-промышленными комплексами «химическое производство-окружающая среда»: дисс. д-ра. техн. наук М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 1998. -377 с.

20. Комиссаров Ю^ А. и др. Экологический мониторинг окружающей среды: учеб. пособие для вузов: в 2 т. Т.1. / Ю. А. Комиссаров, Л. С. Гордеев, Ю. Д. Эделыптейн, Д. П. Вент; под ред. П. Д. Саркисова. М. : Химия, 2005.-365 с.

21. Комиссаров Ю. А. и др. Экологический мониторинг окружающей среды: учеб. пособие для вузов: в 2 т. Т.2. / Ю: А. Комиссаров, Л. С. Гордеев, Ю. Д. Эделыптейн, Д. П. Вент; под ред. П. Д. Саркисова. М. : Химия, 2005.-403 с.

22. Дорохов И. Н., Кафаров В. В. Системный анализ процессов химической технологии: Экспертные системы для совершенствования промышленных процессов гетерогенного катализа. М.: Наука, 1989. - 376 с.

23. Дорохов И. Н., Меньшиков В. В. Системный анализ процессов химической технологии. Интеллектуальные системы и инженерное творчество в задачах интенсификации химико-технологических процессов и производств. М. : Наука, 2005. - 584 с.

24. Мешалкин В. П. Эксперные системы в химической технологии. Основы теории, опыт разработки и применения. М. : Химия, 1995. -368 с.

25. Информатика для химиков-технологов: учеб. пособие / Л. С. Гордеев и др.; под ред. Л. С. Гордеева, В. Ф. Корнюшко. М. : Высш. шк., 2006 (Иваново). - 286 с.

26. Бурляева Е. В. Информационно-методологическое обеспечение поддержки принятия решений при прогнозировании активности конформационно-гибких органических соединений: дисс. д-ра. техн. наук: 05.13.01-М., 2004.-182 с.

27. Савицкая Т. В. Системный анализ и управление безопасностью химических производств с использованием новых информационных технологий: дисс. д-ра. техн. наук М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004. -Ч. 1-591 е., Ч. 2-198 с.

28. Шайкин А. Н. Моделирование и управление химико-технологическими процессами с использованием нечетких сетей Петри: дисс. канд. техн. наук М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2002. - 167 с.

29. Черноруцкий И. Г. Методы принятия решений. Спб. : БХВ-Петербург, 2005. - 416 с.

30. Трахтенгерц Э. А., Степин Ю. П., Андреев А. Ф: Компьютерные методы поддержки принятия управленческих решений в нефтегазовой промышленности. М. : СИНТЕГ, 2005. - 592 с.

31. Головко В. А. Нейронные сети: обучение, организация и применение.

32. Научная серия «Нейрокомпьютеры и их применение», кн. 4: учеб. пособиедля вузов / общая ред. А. И. Галушкина. М. : ИПРЖР, 2001. - 256 с.

33. Интеллектуальные системы управления с использованием нейронных сетей: учеб. пособие / В. Н. Васильев, Б. Г. Ильясов, С. К. Васильев и др.. -Уфа, Уфим. гос. авиац. техн. ун-т, 1997. 91 с.

34. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году»: Государственный доклад. — М. : AHO «Центр международных проектов», 2006. 500 с.

35. Концепция федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009— 2013 годы)». Утверждена распоряжением Правительства РФ от 28.01.2008 г (№74-р).

36. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2007 году»: Государственный доклад. М. : AHO «Центр международных проектов», 2008. - 504 с.

37. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2001 году»: Государственный доклад. — М. : Государственный центр экологических программ, 2002. 452 с.

38. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» (№7-ФЗ от 10 января 2002 г.). Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ecoline.ru/mc/legis/zoos2002.html. - Загл. с экрана.

39. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» (№96-ФЗ от 4 мая 1999 г.). Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.akdi.ru/gd/proekt/078238GD.shtml. - Загл. с экрана.

40. ГОСТ 17.2.1.04-77. Источники и метеорологические факторы загрязнения, промышленные выбросы. Термины и определения. М. : Издательство стандартов, 1984. - 14 с.

41. ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения. М. : Издательство стандартов, 1985. -Юс.

42. Федеральный закон «Общий технический регламент «Об экологической безопасности» (проект). Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ecopalata.ru/php/content.php?id=315. - Загл. с экрана.

43. Мониторинг атмосферного воздуха: учебное пособие / В; В. Тарасов и . др..-М.: издательство РХТУ им. Д;.И. Менделеева, 2000:- 97 с. :

44. Мониторинг качества атмосферного воздуха для,оценки воздействия на здоровье человека // Региональные публикации Всемирной организации здравоохранения, Европейская серия.- 2001. № 85 - 293 е.- . . .

45. Марчуков С. С. Динамические модели прогноза загрязнений для информационных систем экологического- производственного мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05;13;16. .— М{,1998.-20 с. ' • : ; , : ■'"'■. ' ' "

46. Дмитриев В. Г., Костин Ю; М., Суворова О. К. Методология построения интерфейса информационно-аналитической системы «Экологическая и радиационная безопасность» //Экология и промышленность России. 1997. - № 6. - С. 42-45.

47. Пигурнов Е. В., Таран Т. А., Хомяков А. Т. Система исследования и моделирования загрязнения воздушного бассейна выбросами промышленных предприятий Украины // Программные продукты и системы. 1995. - № 1.- С. 25-29.

48. Бирюков В. Л., Довгуша В. В., Тихонов М. Н. Технология интегрированного информационно-программного и инструментального обеспечения региональной экологической службы, // Экономика природопользования: обзорн. инф. ВИНИТИ. 1996. -№1. - С. 76—101.

49. Дударов С. П. Разработка информационно-моделирующей системы для анализа и оценки экологических последствий аварий на химических предприятиях: дисс. канд. техн. наук М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2002, —233 с.

50. Методика оценки последствий химических аварий. (Методика ТОКСИ). М. : НТЦ «Промышленная безопасность», 1996. - 27 с.

51. Баянов Д. А. Метод построения информационных систем обработки оперативных данных экологического мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук: 03.00.16. Краснодар, 2000. - 31 с.

52. Зайцева Е. В. Разработка метода построения и проектирования информационных систем экологического мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.06. -М., 1995. 20 с.

53. Чистякова Т. Б., Бойкова О. Г., Блохина О. Ф. Методика формирования системы управления и экологического мониторинга на примере процесса коксования // Экологические системы и приборы. -2002. — № 8. — С. 7—11.

54. Волков В. Ю. Разработка автоматизированной системы экологического мониторинга на базе информационных технологий- удаленного доступа: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01, 03.00:16. -М1.; 2005.-17 с.

55. Шпичко О. Ю. Оптимизация' состава и размещения локальных информационно-управляющих центров в системе экологического химического и радиационного мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. -М., 2005.-23 с.

56. Катальников А. В. Универсальный пост наблюдения автоматизированной системы экологического мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.11.13. -М., 2005.-23 с.

57. Less F. P. Loss Prevention in the Process Industries. London: Butterworth's , v. 1, 1980. - 672 p.

58. Sutton O. G. A Theory of Eddy Diffusion in the Atmosphere. Proc. Roy. Soc. (London), Ser. A, 1932, v. 135, P. 143.

59. Сеттон О. Г. Микрометеорология. Исследование физических процессов в нижних слоях атмосферы. // Пер. с англ. // Под ред. Д. JI. Лайхтмана. -Л. : Гидрометеоиздат, 1958. 356 с.

60. Seinfeld J. H. Air Pollution Physical and Chemical Fundamentals. N.-Y. : McGraw-Hill Co., 1975. - 523 p.

61. Seinfeld J. H. Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution. N.Y. : J. Wiley, 1986.-738 p.

62. Вызова H. Л., Гаргер Е. К., Иванов В. Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л. : Гидрометеоиздат, 1991. - 280 с.

63. Егоров А. Ф., Шайкин А. Н. Логическое моделирование в условиях неопределенности на базе нечетких интервальных сетей Петри // Известия РАН: Теория и системы управления. 2002. - № 2. - С.134-139.

64. Трахтенгерц Э. А. Субъективность в компьютерной поддержке управленческих решений. Серия «Системы и проблемы управления». -М. :СИНТЕГ, 2001. 256 с.

65. Ларичев О. И. Наука и искусство принятия решений. М. : Наука, 1979. -200 с.

66. Панченко И. В. Методы принятия решений. Киев, 1986.

67. Т. Саати. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М. : Радио и связь, 1993.-320 с.

68. Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений, а также хроника событий в Волшебных странах: Учебник. М. : Логос, 2002. - 296 с.

69. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 2. Системо-технические задачи создания САПР. /А. Н. Данчул, Л. Я. Полуян; под ред. А. В. Петрова. — М. : Высшая школа, 1990. 144 с.

70. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Компьютерная поддержка изобретательства (методы, системы, примеры применения). — М. : Машиностроение, 1998.-476 с.

71. Черноморов Г. А. Теория принятия решений: учебное пособие. — Изд. 2-е перераб.и доп. — Юж.-Рос. Гос.техн.ун-т, Новочеркасск, ред. Журн. «Изв. Вузов. Электромеханика», 2002. — 310 с.

72. Кини Р. Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: Предпочтения и замещения. М. : Радио и связь, 1981. - 560 с.

73. Фишберн П. К. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.-352 с.

74. Трахтенгерц Э. А. Компьютерная поддержка принятия решений. Научно-практической издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века» М. : СИНТЕГ, 1998. - 376 с.

75. Ларичев О. И., Мошкович Е. М. Качественные методы принятия решений: Вербальный анализ решений. М. : Наука. Физматлит, 1996. -208 с.

76. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А. Н. Борисов, А. В. Алексеев, Г. В. Меркурьева и др.. М. : Радио и связь, 1989.-304 с.

77. Нейман Дж., Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение.-М. : Наука, 1970Г- 707 с.

78. Трахтенгерц Э. А. Неопределенность в математических моделях компьютерной оценки решений: Препринт. — М. : ИПУ, 1998. — 69 с.

79. Абовский Н. П. Творчество. Системный подход. Законы развития принятия решений. М. : СИНТЕГ, 1998. - 294 с.90; Белкин А. Р., Левин М. И. Принятие решений: комбинаторные модели аппроксимации информации. М. : Наука. Гл.ред. физ-мат. лит., 1990. — 160с.

80. Вилкас Э. Й., Майминас Е. 3. Решения: теория, информация, моделирование. М. : Радио и связь, 1982. - 328 с.

81. Некоторые проблемы искусственного интеллекта // Сборник трудов ВНИИСИ. -1990. № 10.-С. 1-9.

82. De Groot М. Н. Optimal statistical decisions // Мс Craw Hill. -1970: -Chapter 6.

83. Орловский С. А. Проблемы принятия, решений при нечеткой исходной информации. М. : Наука, 1981. - 208 с.

84. Левин В. Mi Интервальная математика и изучение неопределенных систем // Информационные технологии. 1998. - № 6. - С. 27-33.

85. Gottinger. Н. W., Weinmann. Р. Intelligent decision support systems //Decision Support Systems. 1992. - Vol. 8, No.4. - P. 317-332.

86. Острейковский В. А. Информатика: учебник для вузов. М. : Высшая школа, 2000.-511 с.

87. Ананьев Н. С. Методы и средства анализа данных в системах поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.25.05. М., 2005. - 27 с.

88. Шумков Е. А. Система поддержки принятия решений предприятия на основе нейросетевых технологий: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. Краснодар, 2004. - 23 с.

89. Бериша А. М. Исследование и разработка методов извлечения знаний для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.11. М., 2005.-20 с.

90. Гимерверт Д. А. Информационно-методическая поддержка принятия управленческих решений в области оптимизации качества окружающей среды: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 11.00.11. — Ижевск, 1996.-24 с.

91. Доронова И. В. Игровые нечетко-логические алгоритмы и комплекс программ многокритериального ситуационного управления-, сложными техногенно-природными системами: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.18. — М., 2005.-20 с.

92. Петрова Н. П. Разработка информационной системы поддержки принятия решений в сфере природопользования и защиты воздушного бассейна от загрязнений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.06, 05.25.05. Тамбов, 2004. - 17 с.

93. Кауфман С. А. Информационное обеспечение поддержки принятия решений в системе эко-контроллинга газотранспортного предприятия: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. — М., 2004. 23 с.

94. Фаррахов Е. Г. Применение экспертных технологий принятия управленческих решений природоресурсного комплекса: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.10. М., 2000. — 23 с.

95. Линге И. И. Информационные технологии поддержки принятия решений при радиационных авариях: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра техн. наук: 05.26.02. М, 2002. - 49 с.

96. Чулисов К. К. Система поддержки принятия диспетчерских решений в магистральном транспорте газа: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.06. Тула, 2005. - 19 с.

97. Боженюк А. В. Принятие решений на основе нечеткой экспертной информации: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра техн. наук: 05.13.17.-Таганрог, 2001.-31 с.

98. Варшавский П. Р. Методы и программные средства поиска решения на основе аналогий в интеллектуальных системах поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.11. -М., 2005.-20 с.

99. Токарев В. Л. Интегрированные системы поддержки принятия решений сложных трудноформализуемых задач (по прогнозированию, управлению идиагностике): Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра техн. наук: 05.13.09.-Тула, 2000.-47 с.

100. Ирхин A.B. Разработка информационной системы поддержки принятия решений для управления процессами в условиях недостоверной информации: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01.- Краснодар, 2004. 24 с.

101. Троицкий В. В. Методы и программные средства представления временных зависимостей в интеллектуальных системах поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.11. -М., 2004. 19 с.

102. Даничев A.A. Методы и алгоритмы обработки данных в порядковых шкалах для систем поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. Красноярск, 2005. - 20 с.

103. Бесшапошников В. В. Разработка методов нечеткого выбора в системах принятия решений на основе экспертных знаний: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.16. — Таганрог, 2005. 18 с.

104. Борзенкова С. Ю. Поддержка принятия управленческих решений на основе ситуационного анализа и управления: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.06. Тула, 1999. - 19 с.

105. Калашникова Т. Г. Исследование и разработка методов и моделей правдоподобных рассуждений в интеллектуальных системах поддержки принятия решений: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.18, 05.13.17. Таганрог, 2001. - 16 с.

106. Тимошенко Р. П. Разработка и исследование алгоритмов нечеткой классификации ситуаций для решения задач экологического мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.14. — Таганрог, 2000. 16 с.

107. Вахания Д. В. Алгоритмы классификации и принятия решений в условиях нечеткой информации в системах экологического мониторинга: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.06. — Санкт-Петербург, 2003.-21 с.

108. Воронеж. Гос. Технол. Акад, 2006. 244 с. С. 59-60i

109. Бабенко А. В. Принятие решений в экспертной системе производственного экологического мониторинга Северо-Европейского газопровода: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01.-М., 1999.- 19 с.

110. Бухнин А. В. Структурно-параметрическая оптимизация-' баз знаний обучаемых экспертных систем: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. Нижний Новгород, 2005. - 19 с.

111. Костина Н. В. Экспертная система REGION как инструмент экологической оценки состояния территорий разного масштаба: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. биол. наук: 03.00.16. — Тольятти, 2004. 19 с.

112. Ноженкова JI. Ф. Технология' построения экспертных геоинформационных систем поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра техн. наук: 05.13.14. Красноярск, 2000. -43 с.

113. Рыбина Г. В. Модели, методы и программные средства для построения интегрированных экспертных систем: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра техн. наук: 05.13.11. М., 2004. - 44 с.

114. Муратова Е. А. Алгоритмы формирования знаний для экспертных систем в слабоструктурированных предметных областях: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. Томск, 2004. — 19 с.

115. Частикова В. А. Оптимизация процессов поиска решений в интеллектуальных системах обработки экспертной информации на основе генетических алгоритмов: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. канд. техн. наук: 05.13.01. Краснодар, 2005. -23 с.

116. Свечина Н. Н. Управление качеством окружающей среды городской территории на основе информационно-экспертных систем: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д-ра экон. наук: 05.13.10. — М., 1994. — 43 с.

117. Емельянов С. В., Ларичев О. И. Многокритериальные методы принятия решения. М. : Знание, 1985. - 32 с.

118. Руа Б. Классификация и выбор при наличии нескольких критериев (метод Электра) // Вопросы анализа и процедура принятия решений. М.: Мир, 1976.-С. 80-107.

119. Портал разработчиков баз данных. Документация и электронные учебные материалы по языку SQL на русском языке, форумы с дискуссиями, посвященными практике разработки баз данных Электронный ресурс. Режим доступа: www.sql.ru. - Загл. с экрана.

120. Поспелов F. С. . Искусственный интеллект — основа новой, информационной технологии. Сер. Академические чтения: ML: Наука,. 1988. - 200 с. , . '

121. Представление знаний в человеко-машинных и робототехнйческих. системах: Том А. Фундаментальные исследования в области представления; знаний /под ред. Д. А. Поспелова. М. : ВЦ АН СССР, ВИНИТИ, 1984. -261 с. '

122. Ларичев О. И. Анализ процессов принятия человеком решений при альтернативах, имеющих оценки по многим критериям: Обзор // Автоматика и телемеханика. 1981. -№ 8. - О. 131—141.

123. Макарова И. М., Виноградская Т. М:, Соколов В: Б. Теория выбора- и принятие решений.-М. : Наука, 1982.-327 с. •'. .,

124. Микони С. В. Методы и алгоритмы принятия решений: Учебное пособие. С-П, 1995. - 55 с.

125. Прангишвили И. В. Принятие решения при управлении сложными объектами: системы, методы, алгоритмы. Сб: трудов. М. : Институт проблем управления. —1997- - № 4. - 124 с.

126. Третьяк В. И. Методы принятия управленческих решений. Киев: УкрНИИНТИ, 1978. - 32 с.

127. Чумаченко Н. Г., Заботина Р. И. Теория управленческих решений: Учебное пособие для вузов. Киев: Вшца школа, 1981. - 247 с.

128. Аунапу Ф. Ф. Научные методы принятия решений в управлении производством. М. : Экономика, 1974. - 134 с.

129. Микони С. В., Баушев А. Н. Методы и алгоритмы принятия решений: Учебное пособие, ч. 2. СПб. : ПГУПС, 1996. - 54 с.

130. Воройский Ф. С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник (Вводный курс по информатике и вычислительной технике в терминах). 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Издательство Либерия, 2001.-536 с.

131. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М. : Мир, 1989. -388 с.154'. Джексон П. Введение в экспертные системы: пер. с англ. и ред. В: Т. Тертышного. М. : Вильяме, 2001. - 622 с.

132. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы, знаний интеллектуальных систем. СПб. : Питер, 2000. - 384 с.

133. Люгер Дж. Ф. Искуственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем. 4-е изд.; пер. с англ. - М. : Вильяме, 2003. - 864' с.

134. Попов Э. В., Фоминых И. Б., Кисель Е. Б., Шапот М. Д. Статические и динамические экспертные системы. Mi : Финансы и статистика, 1996. — 320 с.

135. Горелик Д. О., Конопелько Л. А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов // Аэроаналитические измерения. М. : Изд-во стандартов, 1992. — 432 с.

136. Руководство по эксплуатации АСК «Атмосфера» г.Новомосковска. ПУ1.550.101РЭ // ООО «ЭКОМ», 1999. 101 с.

137. ГОСТ Р 17.0.0.06-2000. Охрана природы. Экологический паспорт природопользования. Основные положения. Типовые формы.

138. Ойхман Е. Г., Попов Е. В. Реинжиниринг бизнеса. М. : Финансы и статистика, 1997. — 332 с.

139. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А., Дударов С. П. Программные средства анализа и оценки негативных воздействий источников выбросов опасных химических веществ // Экономика природопользования. — 2008. № 2. - С. 53-125.

140. РД 09-536-03. Методические указания о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) на химико-технологических объектах / Сер. 09. Вып. 10. М. : НТЦ «Промышленная безопасность», 2005.

141. Федеральный закон РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997.

142. СССР и Президиума АН СССР от 21 октября 1983 г. №254/284/134). М. : Экономика, 1987. - 163 с.

143. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы (утв. Госкомгидрометом СССР 01.06.1989, Главным государственным санитарным врачом СССР 16.05.1989).- М. : Госкомгидромет СССР, 1991. -693 с.

144. Научно-производственное предприятие «ЛОГУС»: информационный портал, посвященный программным средствам в области экологии и природопользования Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.logus.ru/. — Загл. с экрана.

145. Дударов С. П., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А. Модуль расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, образующихся в результате выбросов предприятий // Безопасность в техносфере. 2008. — № 1 — С. 53-57.

146. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В., Лёвушкина С. А., Лёвушкин А. С. Интеллектуальная система поддержки принятия решений для управления качеством атмосферного воздуха // Химическая технология. — 2009. — № 9 — С.568-574.

147. Рыбина Г. В. Основы теории и технологии построения интеллектуальных диалоговых систем: курс лекций. М. : МИФИ, 2005. -132 с.

148. Кафедра информатики Южно-Уральского государственного университета: перечень коммерческих оболочек экспертных систем Электронный ресурс. Режим доступа: http://inf.susu.ac.ru/~pollakyexpert/commercial/faq-doc-7.htm. - Загл. с экрана.

149. Кафедра информатики Южно-Уральского государственного университета: перечень свободно распространяемых/дешевых оболочек, экспертных систем Электронный ресурс. — Режим доступа: http://inf.susu.ac.ru/~pollalc/expert/commercial/Q5-l.htm. — Загл. с экрана.

150. Официальный сайт компании-разработчика ART*Enterprise Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.brightware.com/. — Загл. с экрана.

151. Официальный сайт организации-разработчика BABYLON, Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gmd.de/. — Загл. с экрана.

152. Официальный сайт организации-разработчика CLIPS Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.jsc.nasa.gov/stb/STBhomepage.html NASA. - Загл. с экрана.

153. Официальный сайт организации-разработчика FuzzyGLIPS Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.nrc-cnrc.gc.ca/eng/projects/iit/fuzzy-reasoning.html. — Загл. с экрана.

154. Официальный сайт организации-разработчика EXSYS Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.exsysinfo.com/. - Загл. с экрана.

155. Официальный сайт организации-разработчика G2 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gensym.com. — Загл. с экрана.

156. Официальный сайт организации-разработчика GURU Электронный ресурс. Режим доступа: http://mdbs.com/. — Загл. с экрана.

157. Официальный сайт организации-разработчика КЕЕ, ProKappa, Kappa Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.intellicorp.com/. - Загл. с экрана.

158. Официальный сайт организации-разработчика Knowledge Craft Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.cmu.edu/index.shtml. — Загл. с экрана.

159. Официальный сайт организации-разработчика MIKE Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.open.ac.uk/. - Загл. с экрана.

160. Официальный сайт Института системного анализа РАН Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.isa.ru/. — Загл. с экрана.

161. Официальный сайт организации-разработчика оболочки ЭС ES Win Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.insycom.ru. - Загл. с экрана.

162. Институт Высокопроизводительных Вычислений и Баз Данных при Санкт-Петербургском государственном политехническом университете Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.csa.ru/. — Загл. с экрана.

163. Российский научно-исследовательский институт информационных технологий и систем автоматизированного проектирования Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ritap.ru/index.php. - Загл. с экрана.

164. Кафедра кибернетики Московского инженерно-физического института (государственного университета) Электронный ресурс. Режим доступа: http://cyber.mephi.ru/. - Загл. с экрана.

165. Институт программных систем им. А. К. Айламазяна РАН Электронный ресурс. Режим доступа: http://botik.ru/PSI/. - Загл. с экрана.

166. Персональная страница разработчика оболочки. ЭС «Эксперт» Шипилова Ивана Анатольевича Электронный ресурс. Режим, доступа: http://home.perm.ru/ivan/. - Загл. с экрана.

167. Официальный веб-сайт компании-разработчика Borland Delphi* 7 Электронный ресурс. Режим доступа: http://embarcadero.com/products/delphi. - Загл. с экрана.

168. Статья, посвященная языку программирования Pascal в свободной энциклопедии Википедия Электронный ресурс. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Pascal. — Загл. с экрана.

169. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы г. Новомосковска за 1995 г. Курск: ЦМС, 1996. - 52 с.

170. ГОСТ 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

171. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» № 123-Ф3 от 22 июля 2008 г. Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.rg.ru/2008/08/01/pojar-reglament-dok.html. Загл. с экрана.

172. ПБ 09-540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств // в сб. : ГУП «НТЦ «Промышленная безопасность», 2003. Сер. 09. Вып. 11. 46 с.

173. Замышляев Б. В. Определение потерь населения при авариях на аммиачных особо опасных объектах с учетом реального поведения населения // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций: науч. инф. сб. ВИНИТИ. 2006. - № 4.- С. 78-97.

174. Замышляев Б. В. Влияние оповещения населения об аварии и организации эвакуации на потери населения при авариях на аммиачных особо опасных объектах // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций: науч. инф. сб. ВИНИТИ. 2006. - № 5. - С. 64-98.

175. Тарасова Н. П. «Охрана окружающей среды» в дипломных проектах и работах: учебное пособие / Н. П.Тарасова, Б. В. Ермоленко, В. А. Зайцев, С. В. Макаров М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2006. - 218 с.

176. Химические вещества / под ред. В. А. Филова. Л. : Химия, 1988-1992, Т. 1-4.-320 с.

177. Официальный веб-сайт компании МХК «ЕвроХим». Информация о компаниях группы МХК «ЕвроХим», годовые и ежеквартальные отчеты компаний Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.eurochem.ru/internet/134. Загл. с экрана.