автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка информационной системы поддержки принятия решений в сфере природопользования и защиты воздушного бассейна от загрязнений

На правах рукописи

..--V - _ \

ПЕТРОВА Надежда Петровна

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В СФЕРЕ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Специальность 05.13.06 -Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) Специальность 05.25.05 -Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2004

Работа выполнена на кафедре «Природопользование и защита окружающей среды» Тамбовского государственного технического университета.

Научный руководитель Заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор Попов Николай Сергеевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Романов Алексей Александрович;

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Муромцев Юрий Леонидович

Ведущая организация ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»

г. Воронеж

Защита диссертации состоится 27 декабря 2004 г. в_ч на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 в Тамбовском государственном техническом университете по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, Большой актовый зал.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.260.01.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392032 г. Тамбов, ул. Мичуринская, 112, корп. Б.

Автореферат разослан «_» ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.А. Чуриков

зоех

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аюуальность работы. В последние годы создание и развитие Государственной системы экологического мониторинга и менеджмента на территории Российской Федерации выдвигается на одно из первых мест среди проблем, связанных с охраной окружающей среды и рациональным природопользованием. Такое положение дел объясняется следующими важными обстоятельствами. Во-первых, необходимостью реализации Концепции перехода России £ устойчивому развитию. При этом социально-экономическая и экологическая информация, отражающая состояние субъектов РФ через согласованные массивы данных, показатели и индексы являются основой для успешного планирования и принятия решений в масштабах всего государства.

Во-вторых, региональная экономика в условиях формирования рыночных отношений становится все более самостоятельной в вопросах потребления природных ресурсов, в связи с чем Управления по охране окружающей среды и природопользованию в субъектах РФ вынуждены не только контролировать состояние техногенных систем, но и разрабатывать экологически обоснованную стратегию комплексного освоения природно-ресурсного потенциала территорий. Для этого также необходимы информационные системы поддержки принятия решений (СППР), содержащие базы данных, математические модели, диалоговые и графические интерфейсы, средства анализа информации и т.п.

В-третьих, стремительное развитие в нашей стране информационных технологий, использующих персональные компьютеры, локальные и глобальные сети передачи данных, геоинформационные системы (ГИС), теорию искусственного интеллекта и многое другое, создает потенциальную возможность для внедрения информационных систем поддержки принятия решений в сфере экологического менеджмента.

Создание информационно-аналитического обеспечения процесса принятия управленческих решений в указанной сфере деятельности представляется весьма сложной научной задачей. Разработке теории и методов экологического менеджмента посвящены работы академика В.В. Кафаро-ва, профессоров: И.Н. Дорохова, Л.С. Гордеева, В.И. Бодрова, ЮЛ. Муромцева, В.Л. Перова, А.Ф. Егорова, В.Н. Смирнова и других. Объекты экологического менеджмента (такие' как воздушный или водный бассейны в совокупности с промышленными предприятиями, или системы сбора и переработай твердых отходов) по своей сути являются социотехнически-ми, состоящими не только из физических элементов, но и социальных, обладающих тесными связями с обществом и постоянно реагирующих на его требования. Кроме того, региональные экосистемы остаются малоизученными из-за отсутствия автоматизированных систем сбора данных, средств на проведение кпмптуг>д.рг иггпедований, а также квалифициро-

I «-УС. Ц >.(* Я"1ЧД,;|ЬНАЯ

I Б«>- -"-'ПКА 1

1тбрСК'

ванных специалистов по планированию устойчивого развития территорий. Особо следует отметить и отсутствие научно обоснованных методов проектирования систем поддержки принятия решений в экологии. Данная отрасль знаний, ввиду сложности объектов исследования и многообразия решаемых задач, сегодня находится в стадии динамичного развития. Отсюда и очевидна ее важность для народного хозяйства страны.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением и законом Тамбовской области «О природных ресурсах и природопользовании» и положением «О территориальной системе экологического мониторинга Тамбовской области», утвержденным постановлением администрации области от 29.08.97 №529.

Целью работы является проектирование информационной системы поддержки принятия решений в административных органах управления природопользованием на базе геоинформационных технологий, разработка теоретических и прикладных методов решения природоохранных задач, связанных с управлением качественным состоянием воздушного бассейна в промышленно развитых центрах.

Задачи. Для достижения указанных целей решаются следующие задачи исследования:

- анализа состояния проблемы экологического менеджмента в нашей стране и за рубежом и изучения возможности применения современных информационных технологий при разработке систем поддержки принятия решений;

- определения категорий «типовых» задач экологического менеджмента и их постановки в математической форме;

- формализации нового класса ресурсно-техногенных или природо-промышленных систем (ППС) в целях математического моделирования и имитационного исследования экологических проблем;

- выбора принципов и технологии автоматизированного проектирования систем поддержки принятия решений в сфере природопользования и охраны воздушного бассейна;

- апробации разработанных теоретических положений и программных средств экологического менеджмента в условиях Тамбовской ППС.

Предмет и объект исследования. Объектом исследования является Тамбовская природо-промышленная система, в состав которой вошли промышленные предприятия с источниками пыле-газообразных выбросов, воздушный бассейн и слой почвы, накапливающий вредные вещества. Предметом исследования является информационная система поддержки принятия решений в экологическом менеджменте субъекта Российской Федерации.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории информационных систем и процессов, теории принятия решений, имитационного и натурного экспериментов.

Научная новизна. Разработано формализованное описание класса ресурсно-техногенных систем на георетико-множественной основе и предложена методика их исследования как объектов экологического менеджмента.

Сформулированы математические постановки «гиповых» задач управления природопользованием и защитой окружающей среды от загрязнений.

Предложена последовательность альтернативных задач оптимального планирования нормативов выбросов из стационарных промышленных источников в детерминированном и вероятностном вариантах, а также в условиях купли-продажи прав на загрязнения.

Разработаны алгоритмы «централизованного» и «децентрализованного» решения воздухоохранных задач с использованием расчетных фоновых концентраций.

Сформулированы принципы построения информационной системы поддержки принятия решений в природопользовании.

Разработан метод выбора постов контроля для автоматизированной системы мониторинга воздушного бассейна.

Выявлены зоны повышенного содержания в почве г. Тамбова тяжелых металлов и их взаимосвязь с ростом детской заболеваемости.

Практическая значимость. Создан программный комплекс информационно-аналитической системы поддержки принятия решений в территориальных органах управления природопользованием и защиты окружающей среды, включающий базы данных по предприятиям, источникам загрязнений, типам примесей, а также электронные карты местности и пользовательский интерфейс.

Решены следующие задачи по защите воздушного бассейна г.Тамбова от промышленных загрязнений:

- установления нормативов ПДВ для стационарных промышленных источников загрязнения, с использованием предложенной методики расчета фоновых концентраций;

- оптимального выбора мест размещения постов контроля в системе мониторинга воздушного бассейна ППС;

- экспериментального геохимического обследования территории г. Тамбова на содержание в почве тяжелых металлов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1 Методика решения задач экологического менеджмента, возникающих в практике работы природоохранных органов и служб субъектов Российской Федерации.

2 Информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений с использованием ГИС-технологии, баз данных, расчетных модулей и интерфейса менеджера.

Апробация работы. Основные положения диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:

- IV региональной научно-технической конференции «Вопросы региональной экономики», Тамбов, 2000 г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы малых городов», Елец, 2003 г.;

- Годичной научной конференции Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН, Москва, 2003 г.;

- X межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии», Тамбов, 2003 г.;

- Межрегиональной научно-практической конференции «Природные ресурсы и учение В.И. Вернадского - основа устойчивого развития цивилизации», Тамбов, 2003 г.;

- на научных семинарах кафедры «Природопользование и защита окружающей среды» Тамбовского государственного технического университета.

Публикации Основные результаты диссертационной работы опубликованы в восьми печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основная часть диссертации изложена на 159 страницах машинописного текста. Работа содержит 37 рисунков, 7 таблиц и 8 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

Первая глава «Современное состояние информационных систем поддержки принятия решений в экологическом менеджменте», посвящена сравнительному анализу целей и задач управления объектами промышленного и природного происхождения. При этом промышленные объекты отнесены к разряду «продукто-ориентированных», а природные - к разряду «ресурсно-значимых». Данное различие определяет специфику экологического менеджмента.

Заинтересованность в использовании ресурсного потенциала природных объектов обычно проявляют пользователи с разными (иногда противоположными) интересами. Поэтому при ограничениях ресурсного потенциала возникают конфликты, устранение которых зависит не только от творческих способностей экологических менеджеров, но и наличия у них информационных средств поддержки управленческих решений.

Фактически ресурсные системы являются экосоциотехническими, что объясняет их очевидную сложность, недостаточную теоретическую изученность и указывает на необходимость проведения комплексных исследований природных объектов с техногенными, совместно образующими единую природо-промышленную систему.

Управление таким классом сложных распределенных систем требует больших объемов разнородной информации и соответсвующего программно-технического обеспечения, т.е. наличия информационных систем (ИС) и процессов поддержки принятия решений. В экологии ИС должны обладать наборами баз данных, оптимизационными средствами, ГИС, возможностями компьютерной имитации и картографирования, графическими интерфейсами, средствами анализа и отображения результатов. При этом ведущей концепцией создания ИС в экологии является концепция «системного мышления», рассматривающая ресурсные системы как целостные.

Современная методология проектирования ИС тесно связана с особенностями интересуемой предметной области и осуществляется при помощи CASE - средств (компьютерной поддержки разработки программного обеспечения). Конечным результатом разработки ИС становится программа на одном из распространенных языков программирования. В случаях проведения распределенных вычислений используется компонентная технология (CORBA, DCOM, Java), позволяющая сочетать объектно-ориентированные модели с логическй или физически распределенной архитектурой вычислительных устройств.

Вторая глава '¿Системный подход в решении задач экологического менеджмента», посвящена применению методики системного анализа для исследования и описания ППС, разработки технологии поддержки принятия решений. Схема организации экологического менеджмента показана на рис. 1.

Природо-промышленная система

Рис. 1 Система централизованного управления ППС

Поскольку формализованное описание систем всегда обладает полезной общностью при постановке на их основе различных задач, представим ППС в виде отношения на декартовом произведении 5ПГК с (Хп*Х?)х х(К„хК,), определяемого по формуле

Зтк ~ ° 5э),

где 5П и - соответственно промышленная и экологическая подсистемы; Хи, X, и Уп, К, - множества их входных и выходных переменных; ° и П -знаки операций прямого и обратного соединения подсистем. К характерным особенностям 5ППС отнесено наличие вероятностных процессов, свойственных подсистеме 5Э. В работе сформулированы понятия 5П„С, Я,, связей, элементов, контактов, носителей примесей и других категорий ППС, необходимых при моделировании.

Базируясь на описании данного класса систем предложена методика их исследования, состоящая из пяти этапов: концептуализации, спецификации, отображения, анализа и реализации (рис. 2). В основу информационного процесса поддержки принятия решений положен ряд принципов, отличающих экологический менеджмент от производственного. С учетом них математически поставлены типовые задачи управления ресурсополь-зованием и охраной окружающей среды. Спектр задач представлен в табл. 1.

Простейшую из них, задачу Л, продемонстрируем в следующей постановке.

Будем считать, что математическая модель, адекватно отображающая

процессы в ППС, может быть представлена в виде:

(^П» МП' гуэ' 2уэ)>

ГэА=Ф,(гэ, и3, гуп, Уэв); *р = Фз(гэ, г®);

гуп = кп> 2£>> (О

Г* =Ф2(г„ «„ гуп, У,А);

2уЗ ~ фД^э» ЫЭ> гуп> гуэ)>

где щ е ия г3 е Яэ - соответственно управляемые и наблюдаемые входные переменные в 5,; ип €Е £/т г„ € Лп -управляемые и наблюдаемые входные переменные в 5П; ГЭЛ, Кэв - соответственно выходные абиотические и биотические переменные в Я,; г^ К„ - выходные переменные в 5П; г* , г® - выходные абиотические и биотические пере-Рис. 2 Стратегия экологического менные в ^ воздействующие на 5,, менеджмента

Этап I

Описание объекта исследования

ш

Этап И

Постановка задачи менеджмента

Этап III

Постановка задачи имитационного моделирования

ап IV

Имитационное исследование

I]

Этап V

Принятие решений Внедрение результатов

Таблица 1

Модель задачи Характеристика

Детерминированная, статическая

В Детерминированная, динамическая

С Вероятностная, статическая

О Детерминированная, циклическая

Е Детерминированная, с гарантией экологической безопасности

Статическая, с возможным изменением структуры 5,

(7 Динамическая, с возможным изменением структуры

Я Динамическая, с возможным изменением структуры 5, и гарантией экологической безопасности

Будем считать, что м„ г„ мп, гт КА, У3В, г^,, Гп, гА, г" принадлежат к

конечномерным векторным евклидовым пространствам соответственно

Я„ ип, Лп, УА, У", 2уп, гА, гА. Будем полагать, что любого л-п задана

система планово-технологических фебований, которую в общем виде можно представить так:

Гп, ип) >0, (2)

С(лу„) >0, (3)

где Ри <7 - векторные функции; (2) - представляет собой ограничения на качество, плановый выпуск продукции и технико-экономические показатели производства: (3) - санитарно-экологические ограничения на выброс технологических отходов.

Также будем считать заданной систему ограничений и условий на экологические параметры (показатели): Я( ГЭА, К,в, гъ) > 0 (4), где Я - векторная функция. Пусть Q целевая функция, определяемая отображением д- Кп х иа х Яп х УА х Гэв х ->х, (5)

где х - множество, в общем случае частично упорядоченное отношением «>» Наконец будем полагать, что управляющие воздействия м„ и щ принадлежат некоторым замкнутым областям управления

ип{гп)с и„\ (6)

£/, (/-э)сС/„ (7)

зависящим, в общем случае, от входных возмущений гп и г, соответственно.

Тогда задача А формулируется следующим образом. Для заданных га и гэ найти такие и„ е [/„ (г„) с и м*э е (7, (г,) с С/э, при которых выполняются ограничения (2), (3), условия (1) й для всех ип £ С/п (гп) и ще 11-, (г,), при которых справедливы (2) - (4),

е (г*,, гп, г;д, к;8,«;) > е (гп, «п, гп, Уа , г3в, «,>. (»>

Данная задача управления ППС характеризуется наличием ограничений на экологические переменные (4), сложным видом статической модели (1), векторной целевой функцией (5), наличием вектора управляющих воздействий щ, действующих в Другие постановки задач, именуемые в табл. 1 задачами В, С,..., Н, учитывают работу ППС в динамике, в условиях неопределенности состояний при наличии сезонных факторов, циклических и структурных изменений, свойственных экологической подсистеме.

Все эти постановки задач не только очерчивают круг проблем интересующих экологического менеджера, но и предопределяют особенности разработки информационной системы поддержки принятия решений.

Третья глава «Информационная база системы поддержки принятия решений (СППР) в охране воздушного бассейна» посвящена методике проектирования проблемно-ориентированной информационной системы и процессов, способствующих эффективному решению экологических задач.

Данная методика базируется на принципах масштабируемости, расширяемости, интероперабельности и переносимости, свойственных открытым системам. Разработка ИС включала этап моделирования программной системы и этап ее реализации в конкретной программной среде.

При моделировании программной системы была использована методология структурного программирования, позволившая получить спецификацию формальных требований к программному обеспечению и архитектуру системы. На рис. 3 показан принцип работы различных категорий специалистов с СППР, а на рис. 4 - архитектурная организация программного комплекса.

выбор сорящая / ч Библиотека /• \ Расчетный

^_____________ сценариев модуль «и У

ЛПР

Оператор

Рис. 3 Принцип работы ЛПР с СППР

Для получения альтернатив используется библиотека сценариев. В их основу положен расчетный модуль, представляющий собой программную реализацию базовых алгоритмов системы, например таких как расчет концентрационных полей от стационарных точечных источников. Необходимая для этого информация содержится в базе данных.

Топология программной системы (рис. 4) относится к типу «звезда», в которой все компоненты системы взаимодействуют с ее ядром (цен-8

тральным компонентом). При создании ядра системы в качестве среды разработки была выбрана объектно-ориентированная среда разработки приложений Delphi. Для доступа к данным использована технология ADO, позволяющая с помощью OLE DB-провайдеров подключаться к различным источникам данных, например базам данных MS Access или серверам данных. Картографическая информация в части, непосредственно используемой ГИС Географ, хранится в собственном формате ГИС.

Для построения логической модели базы данных использованы возможности визуального построения схемы данных в MS Access. Фрагмент логической модели в виде ER-диаграмм показан на рис. 5.

ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС

Рис. 4 Структурная организация программного комплекса

ШВкШ- а

id

id_catalog

kfist

stl

st2

st3

Ä4

st5

St6

it?

Рис. 5 Фрагмент логических связей БД

Клиентское приложение (автоматизированное рабочее место) реализовано в сфере быстрой разработки Delphi Основной информационной единицей, с которой оно работает, является проект После его вызова из БД MS Access в главном окне отображается информация, связанная с проектом. Отображение информации организовано в виде реестров (рис. 6).

^пшшшшшшшшяшшшшвяя^^ IIиI и,иае^в-у-\ - ■ - ln<

£ ' -1 • ! < I

Провет Карточка

»ш

Предприятия Li« ¡Наименование ¡Выбросы, т/г {

Вое » (floAd Tlwwenr 250 30059552

Тамбов - 2 ОАО ТвмбоЕрезиноасбатАхив'.а 24« 868347

Строитель 3 Тамбовская T3U 8752.30480000001

- Примеси 5 Тамбовское Г1АТП 3 7382248

все 7 ТАЗРИ roo ТЗРНИТ 13 4761257

1 класс 6 Завои Комсомоле« 92 37595G5599990 —

2 класс 3 Jaпвд|ми»*ооскольжежя 87.7830033

3 класс 14 ТВРЗ 720 322298500001

4 класс 15 А00Г Тамбоврыба 23.87819023

Прочие 16 Тамбовские за сети 9,6663165

Расчете 18 Тамбов НИХИ П.946076

Атлвс

Отчеты 19 МЛУ Воооканал 6/5886910789999

20 АОЖБИ 2 151 7327851

24 Училаде химэащигы 14 72742447

25 ПТК Камаз 3914647784

Л£. АО Воягогравпрсмжелетройтранс 049402866

! 27 Текнообордаова*« 27 7146149

■ 28 МУП пассажирским педоэок 3,6425402

i 24 301АРЗ МО ВФ 18.33075

32 Завод Полимермэш 893535 zl

Рис. 6 Состояние экрана с записями предприятий

В числе стандартных возможностей ИС: расчет концентрационных полей при фиксированной скорости и направлении ветра, расчет фоновых концентраций для нового предприятия и расчет, обеспечивающий процедуру нормализации выбросов от стационарных источников.

Пример расчета поля концентраций показан в левой часги рис. 7.

вжшшшвшжзвт

jqí*Í

Првйпрмяп» Г-

Нглраслеч* астра ¡45

Срсдмммжс-теикрвгуиммм |24 5 Клмчыцметеграпвиацм« |1gQ Камжжшентрмьеф* j¡

R Учтъвлькааффщмнг «w«l04]

Рис. 7 Пример расчета поля концентраций

Система формирования отчетов построена на основе СОМ-технологии компании Microsoft. Табличные данные о концентрационных полях выводятся в Excel, а отчеты - в Word. Для автоматизированного приема информации от предприятий предусмотрена возможность импорта данных из внешних источников.

Четвертая глава «Реализация информационной системы для решения задач экологического менеджмента» посвящена использованию СППР в работе территориального органа управления по охране окружающей среды и природопользованию.

К важнейшим практическим задачам отнесена задача нормирования выбросов из стационарных источников загрязнения воздуха. И поскольку известная методика ее решения не фокусирует внимание пользователей на необходимости минимизации затрат, учете вероятностных факторов и использовании рыночных способов достижения ПДВ (таких как купля-продажа прав на загрязнение), в СППР реализована серия альтернативных оптимизационных задач (сценариев). В диссертации обсуждаются качественные особенности получаемых решений и разрабатывается алгоритм поиска минимальных по стоимости воздухоохранных мероприятий.

Одна из задач решалась в следующей вероятностной постановке. Найти среднее значение нормативов выбросов

<2„ = аг£ ЩЩ

при условии выполнения плановых заданий производства

уравнениях связи

С, (*, у) =/ ш1 )> м Ь, ц л X ад, 52(х, у)), и ограничениях:

-тГш! сс

(9)

(10)

(И)

Си(х,у)/С™ <* < 1 > 1-р", v = 1,и,| Г |< т, (12)

X СЛх,у) + с

>а,

Рг.

„./-ilimcc

фСу

%Су(х,у) + С%

i=1

>а,

> 1-5,, 7 = 1,/и, (13)

>\-yrj = \,m, (14)

0<х<Х, 0 <уйУ, 0 <Q,j<Qv,

(15)

где I, затраты на очистку; = е( (е) | - среднее значение вы-

бросов; Е - символ математического ожидания; Ргх - Рг3 - символы вероятностей; ё, \ и т\ - векторы случайных воздействий; а, - планируемый

«запас» для непревышения у - концентрацией ПДК (а, > 0); 8Л РУ и у, - вы—*

бранные уровни экологической безопасности нормативов ПДВ; Q¡J -

среднее значение норматива ПДВ у'-го вещества в /-м источнике; Сц(х, у) -концентрация у'-й примеси в некоторой точке приземного слоя воздуха с координатами (х, у), прогнозируемая от /-го источника по модели Д ); X, У- соответственно длина и ширина территории, занимаемой рассматриваемой ППС; М - набор климатологических параметров ППС; Т, - набор технологических параметров, характеризующих условия истечения примесей из /-го источника; С]"1 ** - среднесуточное значение ПДК у'-го вещества; С%, С"| - соответственно среднесуточные и максимально разовые

значения фоновой концентрации у'-й примеси; ср - коэффициент, показывающий во сколько раз ПДК разовая больше ПДК среднесуточной; (х) и Я2 (х, у) - функции, учитывающие ослабление действия источника выброса, по мере удаления от него; Т ' множество индексов загрязняющих веществ, образующих у-ю кумулятивную группу; | • I - мощность множества .Г.

Для решения данной задачи использовался метод Монте-Карло. Законы вероятностного изменения Q,J, Т,аМ определялись по материалам инвентаризации источников выбросов на предприятиях города. В расчетах использовался программный модуль, созданный по методике ОНД-86. Рг{1С0(х, у)-С^)<С)т

0,9

ОД

0,7 0,6 0.5 0,4 03 О 2 О 1

**

/ —■

/ ^__________

/ /

/ /

ч/ /

у /

/

/ /

/ /

/ /

/ /

/ /

-И--- • __ .

и,114 и.иН О lJ.lt _____■ , ^ , 3

г

Рис. 8 Оценка уровней экологической безопасности нормативных выбросов веществ в Тамбовской ППС, не обладающих эффектами совместного действия в атмосфере

Оценка уровней экологической безопасности нормативных выбросов производилась для веществ обладающих и не обладающих эффектами совместного действия в атмосфере. Аппроксимирующие функции распределения для концентраций аммиака и хлористого водорода с ПДК равным 0,2 мг/м3, показаны на рис. 8. Вероятность непревышения ПДК здесь оценивается величинами 0,93 и 0,83 соответственно.

В связи с приказом Госкомэкологии № 66 от 16.02.99 г. «О применении системы сводных расчетов при нормировании выбросов», в СППР предложен метод, позволяющий в задачах планирования нормативов ПДВ

использовать расчетные значения фоновых концентраций С]1"1 сс взамен

экспериментальных. На практике данный метод можно использовать в централизованном и децентрализованном вариантах расчета нормативов выбросов. Рабочие примеры решенных задач показаны в главе IV.

Другой важной задачей применения СППР являлась задача организации сети автоматизированного мониторинга загрязнения воздушного бассейна, в которой от правильного размещения постов контроля на территории города зависит достоверность всей получаемой информации. Выбор мест расположения постов контроля осуществлялся по результатам решения задачи, использующей идеи теории игр.

Пусть существует Множество Vt е 'V, i-l,n, потенциально возможных вариантов размещения постов контроля состояний ППС Sp j = 1, т , возникающих под действием метеоусловий. Тогда - оценка, соответствующая варианту V, при наличии состояния Sp характеризующая эффективность данной позиции контроля в смысле получения информации об уровне загрязненности воздуха в городе.

Правила разумного выбора позиций контроля за «верхним», «средним» и «нижним» уровнями загрязненности представим в виде

К = { Ко I Ко е Ул = тах тах >' (16)

К„|КюеКл6и=тах^- £ 5,,}

(17)

^о = е К л §10 = шах тш 8„ |. (18)

Дня случая известных вероятностей <у7, характеризующих появление состояний 5У, правило выбора позиций контроля имеет вид

К 4Ко\Ко 6 у Л <5,0 = тах £ Ь1} ц, л = Д. (19)

Практическое решение задач (16) - (19) осуществлялось с использованием созданной информационной системы. Территория г. Тамбова размерами 16 км хЮ км разбивалась на ячейки размерами 360 м х 345 м, каждая из которых рассматривалась в виде варианта У„ / = 1,1408. Состояния загрязненности ППС Яр / = 1,8, определялись по восьми румбам направления ветра. В качестве ^ использован коэффициент вариации ^ =о;у / р.,/ 100 %,

где - среднее значение концентраций примесей, попавших при расчете в йо ячейку приу-м направлении ветра, а аи их среднеквадратичное отклонение.

В результате проведенных расчетов оказалось, что каждое из правил (16) - (19) допускает несколько равноценных вариантов размещения постов контроля, поэтому окончаюпьный отбор позиций зависел от Л ПР. Решение было найдено после совмещения предварительно отобранных по критериям (16) - (19) вариантов V, и нахождения среди них нескольких «инвариантных». Именно эти позиции желательно использовать в системе мониторинга загрязнений воздушного бассейна. Результаты расчетов по критерию (18) показаны на рис. 9.

Рис. 9 Поле коэффициентов вариаций, рассчитанное по критерию (18) - оптимальные позиции контроля

Еще одна из задач практического применения ИС в экологическом менеджменте касалась зонирования территории г. Тамбова по степени экологической опасности, связанной с загрязнением почвы тяжелыми металлами. ~1п, Сс1, N1, Со, Мп, РЬ, Си, А§, Яг, Сг, Ва, Ц, Р, А5, Мо. С поверхности

земли было отобрано 170 проб, со средней плотностью - 1,7 пробы на 1 км2. Исследования валового содержания металлов проводились по стандартным методикам на спектрофотометре С-115. Все получение данные наносились на электронную карту местности, в результате чего было выявлено девять аномально высоких зон загрязнений.

Статистическая обработка данных по детской заболеваемости, полученных из отчетности городских поликлиник, позволила констатировать наличие значимых коэффициентов корреляции между различными группами заболеваний и установить связь заболеваний с содержанием металлов в почве. Сам факт накопления металлов в почве объясняется первичным их появлением в отходящих газах ряда промышленных производств и последующим осаждением на территории города.

ОСНОВНОЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате выполненного исследования по проблеме создания информационно-аналитических систем в экологии теоретически обоснованы и экспериментально проверены идеи и методы, совокупность которых составляет научную основу экологического менеджмента территорий субъектов РФ, направленного на эффективное природопользование и защиту окружающей среды от загрязнений, и в связи с этим имеющего важное народнохозяйственное значение. Основными результатами работы являются следующие:

1 Вскрыты и обобщены характерные особенности нового класса «ресурсных систем», с учетом которых сформулированы принципы экологического менеджмента.

2 Научно обоснованы математические постановки важнейших классов задач оптимального планирования и управления ресурсными системами.

3 Разработаны теоретические основы и алгоритмы построения информационно-аналитических систем поддержки принятия решений в сфере охраны воздушного бассейна и рационального природопользования.

4 Создано прикладное программное обеспечение для централизованного решения задач в сфере экологии воздушного бассейна.

5 Приведены примеры решения задач планирования нормативов ПДВ с учетом расчетных значений фона и оптимального расположения постов контроля в системе мониторинга.

6 Проведено экспериментальное исследование загрязненности территории г. Тамбова тяжелыми металлами. Выявлены зоны с аномально высоким содержанием металлов.

7 Выявлены корреляционные связи между содержанием металлов в почве и детской заболеваемостью в городе.

8 Результаты научных исследований и созданная информационная система использованы в практике работы Управления по охране окру-

жающей среды и природопользованию Тамбовской области, а также в преподавании курса «Управление охраной окружающей среды» в ТГТУ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Петрова Н.П. Нормирование предельно-допустимых выбросов предприятий / Н.П. Петрова, Н.С. Попов, A.A. Алексеев // Вестник ТГТУ / Тамбов, 2000. Т. 6, № 1. С. 110 - 113.

2 Петрова Н.П. Внедрение автоматизированной системы расчетного мониторинга атмосферного воздуха в г. Тамбове - первый этап создания региональной системы экологического мониторинга на территории Тамбовской области / Н.П. Петрова // Вопросы региональной экологии: Материалы IV регион, науч.-техн. конф., 22 - 23 июня 2000 г. Тамбов: ТТУ им. Г.Р. Державина, 2000. С. 68 - 70.

3 Алексеев A.A. Построение территориальной системы экологического мониторинга Тамбовского промрайона / A.A. Алексеев, Н.С. Попов, Н.П. Петрова // Труды ТГТУ. Технологические процессы и оборудование / Тамбов, 2000. Вып. 6. С. 90 - 92.

4 Попов Н.С. Проектирование информационно-аналитической системы природопользования / Н.С. Попов, А.Г. Назаров, Н.П. Петрова, A.A. Алексеев // Информационные системы и процессы: Сб. науч. тр. М.; СПб.; Баку; Вена: Нобелистика, 2003. Вып. 1. С.136 - 152,

5 Назаров А.Г. Становление и развитие образовательного комплекса в условиях малого города России / А.Г. Назаров, Н.П. Петрова // Проблемы малых городов: Материалы Всеросс. науч.-нракт. конф., 17 - 19 апреля 2003 г.; ЕГУ. Елец, 2003 г. С. 14-18.

6 Назаров А.Г. О создании региональной информационно-поисковой системь! управления природопользованием и охраной окружающей среды / А.Г. Назаров, Н.П. Петрова // Институт истории естествознания и технйки им. С.И. Вавилова РАЕН. Годич. науч. конф., 2003 / Отв. ред. докт. экон. наук1 Й.М. Орел. М., 2003. 438 с.

7 Петрова Н.Т1. Создание информационно-аналитической системы природопользования и охраны окружающей среды на территории Тамбовской области // Материалы X межрегиональной науч.-техн. конф. 15-17 октября 2003 г.; Тамб. ун-т им. Г.Р. Державина. Тамбов, 2003. С. 68 - 70.

8 Петрова Н.П. Диспетчерское управление качественным состоянием воздушного бассейна / Н.П. Петрова, С.А. Иванков, A.A. Алексеев, Н.С. Попов // Природные ресурсы и учение В.И. Вернадского - основа устойчивого развития цивилизации: Материалы межрегион, науч.-практ. конф. 6-8 июня 2003 г. Тамбов, 2003. С. 181 -184.

Подписано к печати 25.11.04 Гарнитура Times New Roman. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем: 0,93 усл. печ. л.; 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 826

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

РНБ Русский фонд

2006-4 3067

ВВЕДЕНИЕ.

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ШФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МЕНЕДЖМЕНТЕ. И

1.1. Цели и задачи экологического менеджмента как предметной .области информационной системы.

1.2. Особенности информационных систем поддержки принятия решений в экологии.

1.3. Анализ возможностей применения геоинформационных технологий при проектировании информационных систем в экологии.

1.4. Использование CASE - технологии для проектирования информационной системы.

1.5. Использование систем поддержки принятия решений в экологии.

1.6 Выводы и постановка задач исследования.

II. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА.

2.1. Формализованное описание ресурсных и техногенных объектов управления.

2.2. Методика комплексного исследования природо-промышленных систем.

2.3. Постановка типовых задач предметной области знаний.

Выводы к главе II.

III. ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА СИСТЕМЫ

ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ (СППР) В

ОХРАНЕ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА.

3.1. Принципы построения СППР.

3.2. Основные этапы проектирования базы данных.

3.3. Автоматизированное рабочее место экологического менеджера.

Выводы к главе III.

IV. РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

МЕНЕДЖМЕНТА.

4.1. Эволюция задач планирования нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ).

4.2. Процедурное решение задачи и анализ результатов.

4.3. Разработка метода планирования нормативов ПДВ с использованием расчетных значений фоновых концентраций.

4.3.1. Нормализация выбросов в режимах централизованного и децентрализованного планирования ПДВ.

4.4. Стратегия выбора мест размещения постов контроля загрязнений воздушного бассейна при проектировании систем экологического мониторинга.

4.5. Экспериментальное исследование загрязненности территории г. Тамбова тяжелыми металлами.

Выводы к главе IV.

В последние годы создание и развитие Государственной системы экологического мониторинга и менеджмента на территории Российской Федерации выдвигается на одно из первых мест среди проблем, связанных с охраной окружающей среды и рациональным природопользованием. Такое положение дел объясняется следующими важными обстоятельствами. Во-первых, необходимостью реализации Концепции перехода России к устойчивому развитию. При этом социально-экономическая и экологическая информация, отражающая состояние субъектов РФ через согласованные массивы данных, показатели и индексы становится основой для успешного планирования и принятия решений в масштабах всего государства.

Во - вторых, региональная экономика в условиях формирования рыночных отношений становится все более самостоятельной в вопросах потребления природных ресурсов, в связи с чем Управления по охране окружающей среды и природопользованию в субъектах РФ вынуждены не только контролировать состояние техногенных систем, но и разрабатывать экологически обоснованную стратегию комплексного освоения природно-ресурсного потенциала территорий. Для этого также необходимы информационные системы поддержки принятия решений, содержащие базы данных, математические модели, диалоговые и графические интерфейсы, средства анализа информации и т.п.

В - третьих, стремительное развитие в нашей стране информационных технологий, использующих персональные компьютеры, локальные и глобальные сети передачи данных, геоинформационные системы (ГИС), теорию искусственного интеллекта и многое другое, создает потенциальную возможность для внедрения информационных систем поддержки принятия решений в сфере экологического менеджмента.

Актуальность работы. Создание информационно-аналитического обеспечения процесса принятия управленческих решений в указанной сфере деятельности представляется весьма сложной научной задачей. Это объясняется тем, что объекты экологического менеджмента (такие как воздушный или водный бассейны в совокупности с промышленными предприятиями, или системы сбора и переработки твердых отходов) по своей сути являются социотехнически-ми, состоящими не только из физических элементов, но и социальных, обладающих тесными связями с обществом и постоянно реагирующих на его требования. Кроме того, региональные экосистемы остаются малоизученными из-за отсутствия автоматизированных систем сбора данных, средств на проведение комплексных исследований, а также квалифицированных специалистов по планированию устойчивого развития территорий. Особо следует отметить и отсутствие научно обоснованных методов проектирования систем поддержки принятия решений в экологии. Данная отрасль знаний, ввиду сложности объектов исследования и многообразия решаемых задач, сегодня находится в начальной стадии своего развития. Отсюда и очевидна ее важность для народного хозяйства страны.

Цель данного научного исследования - спроектировать информационную систему поддержки принятия решений в административных органах управления природопользованием на базе геоинформационных технологий, теоретические и прикладные методы решения природоохранных задач, связанных с управлением качественным состоянием воздушного бассейна в промышленно развитых центрах.

Задачи. Для достижения этих целей необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать состояние проблемы экологического менеджмента в нашей стране и за рубежом и рассмотреть возможность применения современных информационных технологий при разработке систем поддержки принятия решений.

2. Определить классы «типовых» задач экологического менеджмента и сформулировать их в математическом виде.

3. Формализовать новый класс ресурсно-техногенных или природо-промышленных систем (ППС) в целях математического моделирования и имитационного исследования.

4. Выбрать принципы и технологию автоматизированного проектирования систем поддержки принятия решений в сфере природопользования и охраны воздушного бассейна.

5. Апробировать теоретические положения и программные средства экологического менеджера в условиях Тамбовской ГТГТС.

Предмет и объект исследования. Объектом исследования является Тамбовская природо-промышленная система, в состав которой вошли промышленные предприятия с источниками пыле-газообразных выбросов, воздушный бассейн и слой почвы, накапливающий вредные вещества. Предметом исследования является информационная система поддержки принятия решений в экологическом менеджменте субъекта Российской Федерации.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением и законом Тамбовской области «О природных ресурсах и природопользовании» и положением «О территориальной системе экологического мониторинга Тамбовской области» №529 от 29.08.97г.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, теории принятия решений, имитационного и натурного экспериментов.

Научная новизна. Разработано формализованное описание класса ресурсно-техногенных систем на теоретико-множественной основе и предложена методика их исследования как объектов экологического менеджмента.

Сформулированы математические постановки «типовых» задач управления природопользованием и защитой окружающей среды от загрязнений.

Рассмотрена эволюция задач оптимального планирования нормативов выбросов из стационарных промышленных источников в детерминированном и вероятностном вариантах, а также в условиях купли-продажи прав на загрязнения.

Разработаны алгоритмы «централизованного» и «децентрализованного» решения воздухоохранных задач с использованием расчетных фоновых концентраций.

Сформулированы принципы построения информационной системы поддержки принятия решений в природопользовании.

Разработан метод выбора постов контроля для автоматизированной системы мониторинга воздушного бассейна.

Выявлены зоны повышенного содержания в почве г. Тамбова тяжелых металлов и их взаимосвязь с.ростом детской заболеваемости.

Практическая значимость. Создан программный комплекс информационно-аналитической системы поддержки принятия решений в территориальных органах управления природопользованием и защиты окружающей среды, включающий базы данных по предприятиям, источникам загрязнений, типам примесей, а также электронные карты местности и пользовательский интерфейс.

Решены следующие задачи по защите воздушного бассейна г.Тамбова от промышленных загрязнений:

1. Установления нормативов ПДВ для стационарных промышленных источников загрязнения, с использованием предложенной методики расчета фоновых концентраций.

2. Оптимального выбора мест размещения постов контроля в системе мониторинга воздушного бассейна ППС.

3. Экспериментального геохимического обследования территории г. Тамбова на содержание в почве тяжелых металлов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

Методика решения задач экологического менеджмента, возникающих в практике работы природоохранных органов и служб субъектов Российской Федерации.

Информационная система, обеспечивающая поддержку принятия решений на базе ГИС-технологии, баз данных, расчетных модулей и интерфейса менеджера.

Сведения об апробации результатов диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах:

- IV региональной научно-технической конференции «Вопросы региональной экономики», Тамбов, 2000г.;

- Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы малых городов», Елец, 2003г.;

- Годичной научной конференции Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН, Москва, 2003г.;

- X межрегиональной научно-технической конференции «Проблемы химии и химической технологии», Тамбов, 2003г.;

- Межрегиональной научно-практической конференции «Природные ресурсы и учение В.И. Вернадского - основа устойчивого развития цивилизации», Тамбов,2003г.;

- на научных семинарах кафедры «Природопользование и защита окружающей среды» Тамбовского государственного технического университета.

Сведения о публикациях (по теме диссертации). Основные результаты диссертационной работы опубликованы в восьми печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основная часть диссертации изложена на 159 страницах машинописного текста. Работа содержит 37 рисунков и 7 таблиц.

Выводы к главе IV

1. Научно обоснован новый класс задач планирования нормативов ПДВ в условиях неопределенности состояний 'ППС, при наличии ущербов наносимых ресурсной подсистеме, а также при организации купли-продажи выбросов.

2. Разработан алгоритм решения указанных задач и произведены его испытания в условиях Тамбовской ППС.

3. Разработан метод и предложен новый .алгоритм расчета фоновых концентраций примесей в условиях централизованного и децентрализованного планирования нормативов ПДВ.

4. Предложен метод и на его основе решена задача выбора мест расположения постов контроля системы мониторинга загрязнений воздушного бассейна.

5. Проведено экспериментальное исследование загрязненности территории г. Тамбова тяжелыми металлами. Выявлены зоны с аномально высоким содержанием металлов.

6. Выявлены корреляционные связи между содержанием металлов в почве и детской заболеваемостью в городе.

159

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненного исследования по проблеме создания информационно-аналитических систем в экологии теоретически обоснованы и экспериментально проверены идеи и методы, совокупность которых составляет научную основу экологического менеджмента территорий субъектов Российской Федерации, направленного на эффективное природопользование и защиту окружающей среды от загрязнений, и в связи с этим имеющего важное народнохозяйственное значение. Основными результатами работы являются:

1. Вскрыты и обобщены характерные особенности нового класса «ресурсных систем», с учетом которых сформулированы принципы экологического менеджмента.

2. Научно обоснованы математические постановки важнейших классов задач оптимального планирования и управления ресурсными системами.

3. Разработаны теоретические основы и алгоритмы построения информационно-аналитических систем поддержки принятия решений в сфере охраны воздушного бассейна и рационального природопользования.

4. Создано прикладное программное обеспечение для централизованного решения задач в сфере экологии воздушного бассейна.

5. Приведены примеры решения задач планирования нормативов ПДВ с учетом расчетных значений фона и оптимального расположения постов контроля в системе мониторинга.

6. Проведено экспериментальное исследование загрязненности территории г. Тамбова тяжелыми металлами. Выявлены зоны с аномально высоким содержанием металлов.

7. Выявлены корреляционные связи между содержанием металлов в почве и детской заболеваемостью в городе.

8. Результаты научных исследований и созданная информационная система использованы в практике работы Управления по охране окружающей среды и природопользованию Тамбовской области, а также в преподавании курса «Управление охраной окружающей среды» в ТГТУ.

1. Глобальная экологическая перспектива 3. Прошлое, настоящее и перспективы на будущее. ЮНЕП. Интер Диалект, 2002. 504с.

2. Словарь иностранных слов и выражений / Авт. сост. Е.С. Зенович. -М.: Издательства ACT, 2002.- 778с.

3. Голуб А.А. Струкова Е.Б. Экономика природопользования. М.: Аспект Пресс, 1995.- 188с.

4. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). М: Журнал «Россия Молодая», 1994. - 367с.

5. Grigg N.S. Water resources management: principles, regulations and cases. Mac Graw-Hill, 1996, 539pp.

6. Water resources: environmental planning, management and development. Ed. By A. K. Biswas. Mac Graw- Hill, 1996, 737pp.

7. Rudwick B.H. Systems Analysis for Effective Planning, J.Wiley, N.Y., 1973.

8. Senge P.M. The Fifth Discipline: The Art and Practice of the Learning Organization, Doubleday Currency, N.Y., 1990.

9. Ackoff R.L. The Art of Problem Solving, J. Wiley, N.Y.,1978.

10. Израэль Ю.А. Гидрометеорология и контроль состояния природной среды //Проблемы современной гидрометеорологии. JL, 1977.

11. Woodring R.C. A Data Centered Paradigm for Enchancing Water Resources Decision Support Systems. Colorado State University, Fall, 1994.

12. Попов H.C., Бодров В.И., Перов В.JI. Основные направления в моделировании загрязнения воздушного бассейна за рубежом // Хим. промышленность за рубежом. 1982. - №6. - с. 10-34.

13. Попов Н.С., Бодров В.И., Перов В.Л. Моделирование процессов загрязнения водной среды за рубежом // Хим. промышленность за рубежом. 1984. - №3. - с.28-45.

14. Попов Н.С., Перов B.JL, Бодров В.И. Имитационное моделирование биогеоценозов суши в проблеме охраны окружающей среды за рубежом // Экология. 1984. - №2. - с.95-96.

15. Scheider Н .-J. Systems of 5 th Generation and their Impact on the Qualification, Training, and Retraining of Management. Robotics, №2, 1986.-pp. 345-355.

16. Mullarkey P.W. A Geotechnical KBS Using Fuzzy Logic. R-85-147, Dep. of Civil Eng., Carnegie-Mellon University, March, 1985.

17. Grossmann W.D., Schaller J., Sittard M. "Zeitkarten": eine nene Methodik zum Test von Hypothesen und Gegenmabnahmen bei Waldschaden // Allemeine Forst Zeitschrift, v.33/34, August, 1984, 837-843.

18. Воронов А.А. Геоэкоинформатика в системах экологических исследований // Вест. АН СССР, 1988, №11. с.73-76.

19. Экологические системы. Адаптивная оценка и управление // Под ред. К.С. Холинга. М.: Мир, 1981, с.152.'

20. Экоинформатика. Теория. Практика. Методы и системы. // Под ред. В.И. Соколова. C'.-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992, с.520.

21. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование в экологических исследованиях // Геоинформатика. Сб. статей. Изд. МГУ, 1995. с.38-40.

22. Новаковский Б.А. и др. Цифровые и электронные геоэкологические карты: получение и использование // Геоинформатика 97, №1. с.ЗЗ-36.

23. Новаковский Б.А., Сыроватская М.В., Тульская Н.Н. Использование компьютерных технологий в экологическом картографировании // Геоинформатика 97, №2. с.36-41.

24. Чистов С.В. Информационное обеспечение экологического картографирования на региональном уровне // Геоинформатика 97, №2. с.44-48.

25. Буренков Э.К., Головин А.А., Филатов Е.И. Защита среды обитания начинается с многоцелевого геохимического картографирования: концепции устойчивого развитая // Экология и промышленность России. 1997, №7. с. 24-28.

26. Кочуров Б.И., Иванов Ю.Г. Природные кадастры в современных условиях // Экология и промышленность России. 1998.

27. Сташенко А.Г. Захаров В.Ю., Зубровский Н.Е. Контроль окружающей среды: концепция и принципы построения мониторинговых систем реального времени // Экология и промышленность России. 1997, №3. с.45-47.

28. A geographic information systems approach to sanitary landfill siting procedures: a case study/ Atkinson S. Schoolmaster F., Lyons D., etc. // Environ. Prof. 1995. - 17.N1. - P. 20-26.

29. Anwendung geografischer Informations Systeme beider Kanalnetzberechnung / Fuchs L., Maksimovic C., Prodanovic D., etc.// Korrespond. Abwasser. 1994.-41, N10. S 1766-1768, 1770-1773.

30. Barbera P. La, Siccardi F. Application of Geographical Information Systems in the analysis of hydrological inputs to a shallow Mediterranean constal aquifer: (Pap. Int. Conf., Tallinn, 6-9 Sept., 1993// IAHS Publ. -1994.-N220.-P'.337-346.

31. Blinn C.R., Martodam D.J., Queen L. Enhancing access for natural resource professionals to geographic information systems: An example application//Forest. Chron. 1994. - 70, N1. - P.75-79.

32. Bojarowski K. Zastosowanie systemu ARC/INFO do pozyskiwania informacji i oceny zmian srodowiska// Acta Acad. arg. ac tech. olsten. Good, et runs regul. 1994. - N25. - C.31-42.

33. Bousserna M.R., Megdiche M.F., Caloz R. Systeme d'inforrnation sur l'environnement du Lac Ichkeui integrant les donnees de leledetection: Rapp. Symp. Int., Tunis, 6-9 dec., 1993// Bull. Corn. fr. cartogr. 1994.

34. Bracht M.J. Geohydrological information systems for water management// Int: Conf.:Conf. Integr. Water Resources Manag., Amsterdam, 26-29 Sept., 1994. Amsterdam, 1994. - P.687-690.

35. Deursen W.P.A. 'van. Geographical information systems and dynamic models. Development and application of a prototype spatial modelling lanquage//Ned. Geogr.Stud. 1995.-N 190.-P. 1-198.

36. Drayer D., Huber M. GIS-Methoden in der landschaftsokologischen Raumbewer tung mit einern Beispiel zur Bestimmung der Bodenerosion sgefahrdung//Erde. 1994. - 125, N 1. - S. 1-13.

37. Hrebicek J. Using GIS in state controlling environment protection // Eur. Transit.: Context of GIS.: Conf. Proc., Brno, Aug. 28th-31st, 1994. Brno, 1994. P.111-5-I11-11.

38. Liao H.H., Tim U.S. Interactive water quality modeling within a GIS environment // Comput., Environ, and Urban Syst. 1994. - 18. N 5. - P. 343-363.

39. Masser J., Pritchard A. GIS in state of the environment auditing // Town Plann. Rev. 1994.65, N 2. - P. 205-213.

40. Morse G., Eatherall A., Jenkins A. Managing agricultural pollution using a linked geographical information system and non-point source pollution model // Inst. Water and Environ. Manag. (Gr.Brit.).1994. Vol.8, N 3. - P. 277-286.

41. The Design and Implementation of an Integrated Geographic Information System for Environmental Applications/ Cowen D.J., etc.// PEARS. 1995. - Vol. LXI, NIL - P. 1393-1400.

42. Разработка элементов муниципальной ГИС экологии г. Вологды Отчет о НИР. Вологда, 2000. - 84 с.

43. Опыт разработки ГИС экологии города / Т.А. Воробьева, Е.А. Красильников, B.C. Поливанов, И.В. Фадеева // Проблемы окружающей среды и природ, ресурсов: Обзор, информ. / ВИНИТИ. -1999. № 6. - С. 41-49. - Библиогр.: 4 назв.

44. Жовняк А.В. Региональная геоинформационная система ИКАР//ГИС-обозрение. 1995. - Спец. вып. - С. 16.

45. Использование ГИС-технологий в моделировании экологических процессов/ Гвоздев В.Е., Низамов P.P., Ульданов Э.А., Хатыпов А.Ф.// Матер.2 Междунар. симп. "Пробл. экоинформат.", Москва, 14-15 ноября 1994 г. М., 1994. - С.37-40.

46. Красовская О.В., Скатерщиков С.В. Проект создания геоинформационной системы "Экология"// Использ. косм. инф. в градосгроит. проектир. / Федерал, служба геод. и картогр. РФ. М., 1994.-С. 119-125.

47. Милич В.Н., Мурынов А.И. Концепция муниципальной автоматизированной картографической системы Ижевска. "ГИС-Обозрение", 1997, № 3. - С.55-56.

48. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М., Недра, 1987, - 126 с.

49. Грибачев К. BOLD инструмент реализации MDA в Delphi / Компьютер Пресс, № 3, 2003, с. 185-188.

50. Марка Д.А., Мак Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. -М.: "МетаТехнология", 1993. 434 с.

51. Information integration for Concurrent Engineering (IICE). IDEF5 Method Report., Knowledge Based Systems, Inc. University Drive East, College Station, Texas 1994.53. www.idef.com

52. Грейвс М. Проектирование баз данных на основе XML. М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. - 640 с.

53. Элиенс А. Принципы объектно-ориентированной разработки программ. М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. - 496 с.

54. Калверт Ч. Borland С++ Builder. Энциклопедия пользователя. К.: Издательство/мДиасофт", 1997.-848 с.

55. Cameron J. JSP & JSD: The Jackson approach to software development / IEEE Press, 1989, pp. 293-304.

56. Embley D. W., Jackson R.B., Woodfield S. N. Object-Oriented Systems Analysis: Is It or Isn't It? / IEEE Software 12,4 (July 1995), pp. 19-33.

57. Кратчен Ф. Введение в Rational Unified Process. M.: Издательский дом "Вильяме", 2002. - 240 с.

58. Ларман К. Применение UML и шаблонов проектирования. М.: Издательский дом "Вильяме", 2001. — 496 с.

59. Fayad М.Е., Wei-Tek Tsai, Anthony R. L., Fulghum M. L. Object Modeling Technique (OMT): Experience report / JOOP, November/December, 1994.62. http: www.3ka.mipt.ru/vlib/citforum/programming/ooprsis/index.shtml

60. Гайсарян С. С. Объектно-ориентированные технологии проектирования прикладных программных систем.

61. Quade E.S. and Boucher W.I. (eds). Systems Analysis and Policy Planning: Applications in Defense, American Elsevier, N.Y.,1968.

62. Моисеев H.H. Александров В.В., Тарко A.M. Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями, М.: Наука, 1985-272с.

63. Форрестер Дж. Мировая динамика. — М.: Наука, 1978. 167с.

64. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод. М.: Недра, 1981. - 304с.

65. Niwa К. et al. Environmental Data Base. Proc. Of the 4-th. Int. Clean Air

66. Congress, Tokyo, Japan, May 16-20, 1977, pp.647-649.

67. Построение экспертных систем /Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената М.: Мир, 1987. - 441с.

68. Galliani G., Lanzi.E. A Data Base for Environmental Management. In: Env. Syst. Anal, and Manag. Ed. by S. Rinaldi. North Holland Publ. Сотр. IFIP, 1982, pp.789-800.

69. Fedra K. Interactive water quality simulation in a regional framework: a management oriented approach to lake and watershed modeling. Ecol. Modelling, 21 (1983/1984), 209 232.

70. Bovenkerk M., Builtjes P.J.H. An Air Quality Management System as a Tool for Establishing a S02 and NOx - policy. Atm. Env. 1984, v. 18, №3, pp.519-529.

71. Casazza I., Cirilli' C., Maier M. Environmental Models in the Context of Complex Territorial Information Systems. In: Env. Syst. Analysis and Management. Ed by S. Rinaldi. North Holland Publ. Сотр., IFIP, 1982, pp.737-753.

72. Bracht M.J. Geohydrological information systems for water management // Int. Conf.: Conf. Integr. Water Resources Manag., Amsterdam, 26-29 Sept., 1994. pp.687-690.

73. Drayer D.JHuber M. GIS Methoden in der landschaftsokologischen Raumbewer tung mit einern Beispiel zur Bestimmung der Bodenerosion sgefahrdung // Erde. - 1994. - 125, №1. - S.l - 13.

74. Masser J., Pritchard A. GIS in state of the environment auditing // Town Plann. Rev. 1994, v.65, №2. - pp. 205-213.

75. Atkinson S. et all. A geographic information systems approach to sanitary landfill siting procedures: a case study // Environ. Prof. 1995. - v. 17, №1. - pp.20-26.

76. Жовняк A.B. Региональная геоинформационная система ИКАР // ГИС обозрение. - 1995. - Спец.вып. - с.16.

77. Eckhardt J.R. Real-Time Reservoir Operation Decision Support under the Appropriation Doctrine, Ph.D. dissertation, Colorado State University,Spring, 1991.

78. Systems Analysis and Simulation in Ecology / Ed. By B.C. Patten. N.Y.: Acad. Press, v.1,2,3, 1975.

79. Теория систем в приложении к проблемам защиты окружающей среды / Под ред. С. Ринальди. Киев, Вища школа, 1981. - 264с.

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

81. Пэнтл Р. Методы системного анализа окружающей среды. М.: Мир, 1979.-213с.

82. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Современное состояние кибернетики химико-технологических процессов и систем // Проблемы автоматизированного проектирования и автоматизация эксперимента: Тр. МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1983.- с.5 - 23.

83. Баркер С. Профессиональное программирование в Microsoft Access 2002: Пер.с англ. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. 992с.

84. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы. Справ, изд. Шаприцкий В.Н. -М.: Металлургия, 1990. -416с.

85. Федеральный закон РФ «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002г., №7-ФЗ. Российское Экологическое Федеральное Информационное Агентство.- М.: НИА Природа, 2002г. - 20с.

86. ГОСТ 17.2.3.02.-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» введен в действие 01.01.80.-14с.

87. О нормативах • предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и вредных физических воздействий на нее. Утверждено Постановлением Совета Министров СССР от 16.12.81. №1180. Собрание постановлений правительства СССР, №4, с.69-72.

88. Временная методика нормирования выбросов в атмосферу (расчет ипорядок разработки нормативов предельно допустимых выбросов). Госкомгидромет. М., Изд. ГГО, 1981. - 56с.

89. Изменения и «Временная методика нормирования выбросов в атмосферу (расчет и порядок разработки нормативов предельно допустимых выбросов)», утвержденные Заместителем Председателя Госкомгидромета В.Г. Соколовский 12 августа 1982г.

90. Рекомендации по составлению сводного тома «Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы ПДВ города (населенного пункта) и его макет». М.: Госкомгидромет, 1985. -43с.

91. Попов Н.С., Назаров А.Г., Петрова Н.П., Алексеев А.А. Проектирование информационно-аналитической системы природопользования / Информационные системы и процессы: Сб. науч. Тр. М., СПб., Баку, Вена: Изд-во «Нобелистика», 2003. Вып.1,-206с.

92. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическя безопасность. М.: Изд. Центр «Академия», 2002. - 480с.

93. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ, изд.: в 2-х ч. 4.2. / Под. ред. Калверта С., Инглунда Г.М. М.: Металлургия, 1988. 712с.

94. Допустимые выбросы радиоактивных и вредных химических веществ в приземной слой атмосферы / Под общ. ред. Е.Н. Теверовского и И.А. Теверовского. М.: Атомиздат, 1980. - 240с.

95. Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-94с.

96. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2002 году». Минприроды РФ, 2003, с. 371-376.

97. Burger L.W., Mulholland М. Real-time prediction of point sourcedistritutions using an anemometer bivane and a microprocessor. Atm. Env., v.22., №7, 1988, pp. 1309-1317.

98. Balzer W. and all. An autonomic station for measuring air pollutants in remote areas. Atm. Env., v.21, №1, 1987, pp. 179-183.

99. Системы контроля загрязнения воздушного бассейна выбросамси промышленных примесей предприятий. ЦНИИТЭИ. М. 1978.- 64с.

100. Munshi U, Partil R.S. A method for selection of air quality monitoring sites for multiple sources. Atm. Env., v. 16, №8, 1982, pp. 1915-1918.

101. Houghland E.S. Air pollutant network design using mathematical programming. Ph.D. thesis. Virginia Polytechnical Institute and State University. Virginia, 1977.

102. Noll K.E., Miller T.L. Design of air monitoring surveys near large power plants. Power Generation (Ed. by Noll K.E. and Davis W.J.), 1976, pp. 121122.

103. Houghland E.S., Stephens N.T. Air pollutant monitoring sitting by analytical techniques. J. Air Pollut. Control Ass., v.26, 1976, pp.51-53.

104. Noll K.E., Mitsutomi S. Design methodology for optimum dosage air monitoring site selection. Atm. Env., v. 17, №12, 1983, pp.2583-2590.

105. Husain Т., Khan S.M. Air monitoring network design using Fisher's information measures a case study. Atm. Env., v. 17, №12, 1983. pp. 2591-2598.

106. Примак A.B., Щербань A.H. Методы и средства контроля загрязнения атмосферы. Киев: Наукова думка, 1980. - 296с.

107. Драмлич М., Иованович Курепа М. Автоматическая мониторинг-система наблюдения за загрязнением атмосферы воздушных бассейнов. Пер. ВИНИТИ. МЛ 982. - 14с.

108. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972.-552с.

109. Ш.Горошко Б.Б., Огнева Т. А. Основные принципы организации обследования состояния загрязнения атмосферы в городах / Тр. ГГО, 1973.-Вып. 213.-с.52-59.

110. Безуглая Э. Ю. Использование статистических методов для обработки данных наблюдений за загрязнением воздуха / Тр. ГГО, 1969. Вып. 238. - с.42 - 47. .

111. Атлас Тамбовской области. М.: ПКО «Картография» ГУГК. 1981. -33с.

112. Свиткин М.З., Мацута В.Д., Рахлин К.М. Менеджмент качества и обеспечение качества продукции на основе международных стандартов ИСО. СПб.: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 1999. -403с.

113. ГОСТ 17.23.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

114. Петрова Н.П., Попов Н.С., Алексеев А.А. Нормирование предельно-допустимых выбросов предприятий // Вестник ТГТУ. 2000, т.6, №1, с.110-113.

115. Алексеев А. А., Попов Н.С., Петрова Н.П. Построение территориальной системы экологического мониторинга Тамбовского промрайона // Труды ТГТУ. Технологические процессы и оборудование. Вып.6, Тамбов: ТГТУ, 2000. с.90-92.

116. Назаров А.Г., Петрова Н.П. Становление и развитие образовательного комплекса в условиях малого города России // Материалы Всероссийской науч.-практ. конференции «Проблемы малых городов», 17-19 апреля 2003г., ЕГУ, Елец, 2003г.