автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка метода идентификации многосвязного объекта на примере исследования лесных массивов

РГБ ОД

- 8 КМ 1398

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

ЗАБОТИНА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИДЕНТИФИКАЦИИ МНОГОСВЯЗНОГО ОБЪЕКТА НА ПРИМЕРЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕСНЫХ МАССИВОВ

05.13.01 - Управление в технических системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Братск - 1998

Работа выполнена в Братском индустриальном институте

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Алпатов Юрий Никифорович кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Рунова Елена Михайловна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Володин Виктор Михайлович кандидат технических наук, доцент Владимиров Эдуард Васильевич

Ведущая организация: Ангарское опытно-конструкторское бюро автоматизации адрес: 665821 г.Ангарск Иркутской обл. а/я 423

Защита состоится 26 мая 1998 г. на заседании диссертационного совета при Братском индустриальном институте

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Братского индустриального института

Автореферат разослан 24 апреля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.ф.-м.н., доцент ([ С.В.Белокобыльский

1. Общая характеристика диссертационной работы.

1.1. Актуальность работы.

Взаимоотношение человека, общества и природы - одна из наиболее острых и актуальных проблем современности. Результатом все усиливающегося техногенного воздействия на природу и человека является возникновение зон чрезвычайной экологической ситуации. Одной из таких зон является г. Братск, где экологические проблемы начали решаться в конце 80-х годов, когда были проведены основные научно-исследовательские работы по оценке воздействия источников загрязнений на природную среду и здоровье населения [7].

На сегодняшний день в г. Братске создано региональное отделение научно-исследовательской организации - Экологическая академия России. Одними из основных задач этого отделения являются: прикладные исследования по оздоровлению окружающей природной среды; разработка принципов создания мониторинговой системы состояния окружающей среды; рациональное природопользование и возможность управления функционированием зоны чрезвычайной экологической ситуации.

Важным функциональным звеном сохранения экологического контроля природной среды является научное направление, связанное с оценкой ресурсных и экологических функций леса, как уникальной природной экосистемы, имеющей глобальное биосферное, социальное и ресурсное значения. Сохранение лесов и повышение их продуктивности -одно из необходимых условий устойчивого развития человеческого общества в XXI веке. Поэтому детальное изучение лесов и их влияние на биосферные процессы должно базироваться на глубоких теоретических представлениях о динамике лесных экосистем и характере взаимодействия слагающих их компонентов.

Одним из важных и сложных направлений создания экологического

мониторинга региона является разработка математических моделей прогнозирования процессов деградации лесных экосистем в условия; антропогенного воздействия.

Поведение природно-экологических явлений рассматривается ш основе методов статистического анализа. Накопление подобны; статистических материалов, их осмысление совместно с работами пс моделированию этих явлений позволят расширить наши знания с закономерностях процессов, которые происходят в лесных экосистемах Последовательность этих действий должна постепенно привести I созданию теории анализа и прогнозирования лесных экосистем.

Оценка состояния лесных ресурсов при организации мониторинг; состояния лесов основана на регистрации реакций древесное растительности на воздействие экологических факторов. В зависимости от характера, продолжительности и интенсивности воздействш антропогенных факторов среды реакция древесной растительности может быть оценена при помощи системы мониторинга. Это позволит разработать конкретные меры по снижению количества вредны; выбросов, восстановлению угнетенных и поврежденных лесных экосисте\ и, следовательно, можно ожидать улучшение экологической обстановки I регионе.

Задача прогнозирования и мониторинга состояния лесныз территорий выявила необходимость разработки схемы алгоритма дш выработки управляющих воздействий на систему. Такая схема должн; хранить данные, получаемые наземными средствами, производить и; взаимоувязку и первичную обработку и последующее регулировани» качества прироста лесных массивов и позволять прогнозировать развита! лесных территорий на несколько десятилетий.

Совместный комплекс мероприятий на промышленных предприятия: по снижению вредных выбросов и лесохозяйственные мероприятия можн<

классифицировать как подсистему мониторинга прогнозирования состояния лесного фонда.

Данная подсистема способна решить проблему охраны окружающей среды, улучшить экологическую обстановку в регионе, повысить эффективность управления лесными ресурсами, регулировать хозяйственные воздействия на лесные экосистемы.

1.2.. Цель работы:

Разработка метода идентификации многосвязного объекта, в основе которого заложен единый методологический подход - топологическая модель структурно-функционального представления системы.

Выявление взаимосвязей параметров и моделирование процессов лесных экосистем. Обоснование выбора главных компонент, которые оказывают основное влияние на лесные экосистемы.

Идентификация объекта. По измеренным параметрам главных компонент определить показатели качества прироста лесных массивов. Корректировка модели по результатам сравнения с теоретическими результатами.

На основе использования модели антропогенных процессов в лесных экосистемах для принятия решения разработать алгоритм управляющих воздействий на техногеннные объекты с целью предотвращения экологических загрязнений и катастроф.

1.3. Метод исследования.

При разработке метода идентификации многосвязного объекта использованы методы теории систем и управления, методы теории графов, методы статистического моделирования и первичной обработки дщшх,

матричного исчисления, топологии. Результаты работы получены с помощью компьютерной программы Microsoft Excel 5.0 для Windows 95.

1.4. Научная новизна и вклад исследования в разработку проблемы.

Проведенная в работе идентификация многосвязного объекта на примере исследования лесных массивов позволила обобщить и проанализировать основные факторы функционирования объекта, построитть топологическую модель лесных массивов. Прикладной результат решения проблемы имеет важное экологическое значение, позволяющее сделать выводы о состоянии лесов в регионе и принять меры по снижению вредных воздествий и реконструкции поврежденных насаждений. При этом :

1 .Разработана функциональная модель биогенеза лесных массивов в . промышленных зонах.

2. Разработан принцип построения топологической модели многосвязного объекта по характеристикам наблюдаемых состояний системы. З.Обоснован способ моделирования (решения) объекта идентификации. 4.0боснованы методы решения при частичной размерности пространства параметров, что значительно сокращает объем исследований. Использование метода преобразования блочных матриц позволяет целесообразно осуществить обоснованнный выбор координат наблюдения, изменяет качество объекта, сокращает объем вычислительных операций.

5.Предложен способ построения системы мониторинга прогнозирования (функционирования) лесных массивов. . б.Разработаны рекомендации. 7.Метод явился основой для разработки системы мониторинга в Братском регионе.

8.Разработаны критерии оценки состояния лесных массивов, подверженных выбросам промышленных предприятий.

На защиту выносятся следующие новые научные результаты :

1. Для объекта со множеством взаимосвязанных параметров разработан метод, позволяющий объективно, формально выбрать и обосновать алфавит параметров, определяющий заданную точность модели на основе топологической модели структурно-функционального представления

объекта.

\

2.Постановка общей задачи анализа основных факторов функционирования многосвязного объекта идентификации, отличающаяся от известных постановок возможностью определения неизвестных компонент, определяющих качество прироста лесных массивов.

3. Метод формализации описания структурно-параметрического анализа автоматического управления, формализующий в отличие от известных методов процедуру исследования.

Метод включает:

— способ представления модели системы с помощью структурного С -графа;

— метод записи уравнения системы в матричной форме в виде уравнения компонент системы [ В ], уравнения структуры [ А ] и общего уравнения системы [А * В * ХВх] =0;

— способ понижения порядка матричного уравнения, значительно сокращающий размерность пространства состояний и объем вычислений.

4. Метод идентификации объекта управления на основе топологической модели, который позволил:

— обосновать минимальное число наблюдаемых параметров объекта;

— провести априорную идентификацию компонент исследуемого объекта;

— выработать стратегию прогнозирования процесса идентификации и управления объектом.

5. Методология построения подсистемы мониторинга прогнозирования состояния леса.

1.5. Практическая ценность.

Ценность работы состоит в разработке нового 'метода идентификации сложного объекта, позволяющего исследовать лесные массивы промышленного узла, показать связь вредных выбросов и поврежденных лесных экосистем, разработать конкретные меры по снижению количества антропогенных выбросов, восстановлению угнетенных и поврежденных лесных экосистем и, следовательно, улучшить экологическую обстановку в регионе.

Исследования автора выполнялись согласно научному направлению

Братского индустриального института: "Теория, методы и средства

«

автоматизации систем переработки информации и управления, по госбюджетной теме:"Топологические методы идентификации и синтеза систем управления многосвязными объектами ( Код ГАСНИ 10В02 ).

Настоящие исследования позволят повысить эффективность процесса формирования и управления функционирования зоны чрезвычайной экологической ситуации, какой является г. Братск.

1.6.Апробация работы.

Научные исследования, связанные с экологическим состоянием воздушного бассейна Промышленного города, проводятся в Братском индустриальном институте очень давно. БрИИ представлял экспозицию в Англии (апрель 1994 г.) по темам: 1)"Разработка методов управления воздушных бассейнов промышленных зон городов"; 2)"Прогнозирование

прироста леса в результате промышленного воздействия на биосферу". Иркутскую область в г. Сеуле (Корея) (декбрь 1994г.) представлял Братский индустриальный институт по теме: "Организация экологического мониторинга в зонах промышленных выбросов (система управления экологическим состоянием воздушного бассейна промышленных городов)". Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: выставке-ярмарке-семинаре в г. Иркутске (июнь 1995 г.); на выставке-ярмарке "Сиблесопользование-96" (октябрь 1996 г.); на

Братской универсальной ярмарке (декабрь 1997 г.).

/

Теоретические исследования при моделировании объектов легли в основу создания цикла лабораторных работ по математическому моделированию производственных процессов для лесоинженерного и механического факультетов Братского индустриального института. Матричные преобразования используются при чтении лекций по курсу "Математическое моделирование".

1.7. Структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (55 названий). Она изложена на 155 страницах, включая 64 рисунка и 17 таблиц.

2. Содержание работы.

2.1. Во введении задача разработки метода идентификации многосвязного объекта рассматривается с позиции целесообразности применения теоретических исследований к реальному поведению конкретной системы. Произведен обзор литературы по моделированию пораженных древостоев. Проанализированы методы моделирования, которые использовали исследователи, работающие в области моделирования антропогенных

изменений в лесных экосистемах. Для целей мониторинга лесов показаны модели структуры и продуктивности древостоев. Организация мониторинга представлена двумя видами: производственным, включающим контроль, оценку и прогноз состояния лесов и научным, основанном на изучении закономерностей функционирования, роста и продуктивности лесных экосистем, а также выявление причин гибели лесов и разработка объясняющих моделей функционирования лесных экосистем.

С точки зрения рационального сокращения времени исследования используется компьютерная программа обработки данных. Рассматривается актуальность данной проблемы, формулируется цель диссертации, излагается ее краткое содержание и характеристика. 2.2. В первой главе сформулирована задача выявления воздействия определяющего перечня множества факторов антропогенного воздействия на лесные массивы. Анализ факторов показывает на существенную взаимосвязь явлений в воздушной, водной средах и почве.

На основе научных исследований путем рассмотрения острой экологической обстановки, сложившейся в индустриальных районах Сибири, показана необходимость настоящих исследований по установлению ареалов загрязнения, типов воздействия техногенных нагрузок на компоненты геосистем в целом. Эти' данные важны и необходимы при разработке мер по восстановлению, охране и рациональному использованию природных ресурсов.

Рассмотрен г. Братск как крупный промышленный узел Восточной Сибири. В нем расположены более 40 крупных и мелких промышленных предприятий, из которых основными загрязнителями атмосферного воздуха являются: АО "Братский лесопромышленный комплекс", АО "Братский алюминиевый завод", предприятия теплоэнергетики: Иркутские ТЭЦ-6, ТЭЦ-7, "Северные тепловые сети", АО "Сибтепломаш". Из-за близкого расположения промышленных источников друг относительно друга происходит перемешивание пылегазовых выбросов, что осложняет

установление доли каждого предприятия в загрязнении природной среды. Тем не менее с определенной достоверностью это удается выявить по ведущим или характерным для каждого предприятия химическим элементам.

Рассмотрены виды выбросов: твердое нерастворимое вещество, растворимое техногенное вещество - их влияние на окружающую среду: атмосферный воздух, почву. Приведены диаграмма суммарных выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников промпредприятий, графики значений выбросов и средних концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Обсуждается характеристика выбросов по реакции среды, влияние токсических компонентов пылегазовых выбросов предприятий на окружающую среду. Приводятся данные содержания химических элементов в почве для зон воздействия алюминиевого завода и лесопромышленного комплекса.

Таким образом, глубоко проанализированы факторы антропогенного воздействия на лесные массивы, отмечено превышение ПДК в несколько раз уровня загрязнения по многим веществам. Ставится задача определения перечня факторов, воздействующих на лесные экосистемы, что потребует в дальнейшем разработки специальных методов исследования многосвязного объекта. :•..'■.

На основе изучения особенностей деградации насаждений в условиях длительного воздействия промышленных эмиссий ставится задача разработать принципы моделирования состояния лесов в зонах антропогенного воздействия.

Процесс поражения растительности промышленными выбросами в атмосферу исходит из концепции единства биологической и геофизической сторон явления, т.е. процесс является биогеофизическим. В общем виде модель поражения растительности может быть представлена как сложная система множества параметров, состояние которой описывается функцией:

где у{ ( г ) - текущее значение параметров состояния контролируемой области, Л (%)-результаты антропогенной деятельности Для системы они являются возмущающим фактором.

Предложено среди параметров, характеризующих состояние системы, выделить три группы: 1. Метеорологические : Р - давление воздуха и его пространственное изменение - цгас! Р ; Т - температура воздуха и ее пространственное изменение - цга<1 Т; А - влажность ; Кт -коэффициент турбулентности; Уг - скорость подъема воздуха; Уху -скорость горизонтального перемещения воздуха. 2. Геофизические : Е -,,напряженность электростатического поля ; I - полный вертикальный ток ; р - проводимость воздуха; у - уровень радиоактивного фона; О - состояние геосистемы района; 3. Компоненты пылегазовых выбросов: фтористый водород ( НБ ), сероводород ( Нгв ), сернистый газ ( БОг, БОз), хлор (С1), сульфат натрия ( N32804 ), окись углерода ( СО ), метилмеркаптан, техногенная пыль.

' Взаимодействие указанных параметров отражено в таблице 1. На "основании табл.1 построена функциональная схема воздействия параметров на состояния леса (рис. 1 ). В качестве выходного параметра выбран регрессионный коэффициент - В, характеризующий качественное состояние леса. Связь между параметрами более сложная, чем в приведенном варианте модели. В данном случае выбраны наиболее ; сущетвенные связи, т.к. влияние различных химических составляющих Л (газы, аэроионы, аэрозоли ) можно значительно расширить, но это лишь изменит размеры матрицы модели, не меняя сущности методики исследования.

Данная модель служит информационной основой разрабатываемого в диссертации метода идентификации объекта. Техническим результатом исследуемого объекта является разработка региональной системы мониторинга.

В работе предложен способ построения системы мониторинга прогнозирования функционирования лесных массивов. Она состоит из следующих подсистем. Мониторинг источников загрязнения включает данные по количеству загрязняющих веществ в выбросах и сбросах, контролируемых специализированными инспекциями Облкомприроды, производственными лабораториями, Иркутским управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Росридрометом. Приводятся результаты контроля выбросов в атмосферу, сточных вод, почв.

Мониторинг загрязнения природной среды, основной задачей которого яляется проведение регулярных наблюдений, анализа и оценки состояния окружающей природной среды, доводит эту информацию до органов власти, природоохранных и народнохозяйственных организаций.

Мониторинг состояния природных ресурсов включает всебя данные мониторинга водных, земельных, лесных и других растительных ресурсов.

Предлагаемая система мониторинга состояния леса должна быть новой подсистемой в системе контроля среды и должна учитывать требования общей организационной структуры.

Во второй главе обосновывается и разрабатывается принцип построения топологической модели контроля прироста лесных массивов.

Рассмотрены способы моделирования многосвязных объектов идентификации. Показана ключевая роль математической модели в новых информационных технологиях. Описан формальный подход составления моделей объектов проектирования теоретическим путем.

Среди методов статистической обработки данных испытаний выделен аппарат факторного анализа, где выходные величины математической модели представляются уравнениями регрессии:

? г р

/(*,.....г,) = + + ( 1 )

л-1 к<п я-1

« ■ 1 > + 1 • 1 1 • ■ о

б и <э 2 • ■ ■ • • • 1 ■ 1 » ■ ' 1 ■ 1 о 1

С 0 ■ 1 • 1 • ' 1 • 1 1 1 1 о 1

С О ■■ 'И • • ■ • > ■ • 1 » 1 1 О 1 '

гч И . и я ■ 1 • ■ 1 1 1 • • • ■ 1 • о ■ ' 1 1

ь Ь: я- 1 • • • • 1 1 ■ • 1 1 • • О • • 1 1

■ ь 1 1 • • • + • 1 1 ■ + о 1 1 • 1

с. ■ • ■ 1 + ■ 1 • • • о + • 1 1 • 1

£ • 1 ■ ■ • 1 + + ■ f о 1 • 1 • • • 1

Рч • 1 1 1 • ■ • ■ 1 ■ О 1 • • + + + + +

о ■ ■ • - • • ■ • + + о + ' • • ■ ■ 1

£ ■ 1 • + ■ 1 ■ о 1 1 1 • • 1 • ■ 1 • «

>Й 1 1 + • ' о 1 . • 1 1 1

< ■ 1 1 О 1 • 1 1 + ' 1 ■ • •

Т) & Н ■ • 1 1 о ■ • • 1 1 1 ■ 1 1 ■ • ■

•о л л а. л • • I о 1 ■ ' 1 • ■ • • • • ■ • 1

>- • ■ • О 1 • 1 1 ■ • • ■ ■ 1 1

а 1 о + 1 • + 1 • + + 1 + + ■ • < > • •

+ о + 1 • • 1 ' + 1 1 • • 1 1 •

И о + + 1 • • 1 • • 1 • ■ • •

Параметры И - а е. ■о а н •о & < 1 N > о [X. £ а. Н я £ я Я С б и С и ^ С б сл са \ С 03

где Ь0, Ь№, Ъкп , Ът - коэффициенты регрессии, г„ - входные переменные (факторы),/- функция многих переменных , называемая функцией отклика в р - мерном факторном пространстве.

Среди моделей, описывающих взаимосвязь между случайными величинами, выделяются так называемые линейные регрессионные модели. В достаточно общем случае они имеют вид:

У = Х'*& + е, (2)

где У - п- мерный вектор наблюдений : У= ( уь у2,. . ., у„ ) ; X - известная матрица плана размера п х р ; 0 = ( ©1,..0Р)'- неизвестный р-мерный вектор параметров; е - п - мерный случайный вектор - столбец ошибок. В качестве других частных случаев модели ( 2 ) используют:

— модель линейной регрессии первого полрядка;

— модель однофакторного дисперсионного анализа с 1 градациями;

— модель двухфакторного анализа.

Краткий анализ методов факторного анализа показал, что при исследовании объектов выбор и обоснование основных факторов является субъективной оценкой исследователя, которому с помощью некоторых критериев необходимо оценить адекватность модели. Для объектов со множеством взаимосвязанных параметров эти методы не применимый следует найти или разработать метод, позволяющий объективно, формально выбрать и обосновать алфавит параметров, определяющий заданную точность модели.

В диссертации разрабатывается принцип построения топологической модели объекта. Предложено в качестве представления о системах управления применить теорию линейных графов. Для использования принципов топологии установлены правила построения графа по структурной схеме системы объекта. С этой целью в соответствии с геометрическими образами структурных схем введены изоморфные представления для узлов графа: вершинам 1рафа ставятся в соответствие операторы системы, а дугам - сигналы системы. Такой вид графа имеет

название - структурный граф (С - граф). Разработаны правила построения С - графа по структурной схеме. С-граф дает полную картину структурной схемы системы, выделяя основные элементы. Это важное свойство функционального значения звена в структурной схеме представляется математической моделью системы. Модель системы записывается в матричной форме. Она состоит из матрицы компонент С - графа -матрицы [ В ], матрицы структуры - матрицы [ А ] и матрицы входных переменных [ Хвх ].

Матричное уравнение системы

[А * В * Хвх ] = 0 (3)

полностью отражает функциональную зависимость компонент в структуре и позволяет представить процесс получения уравнения ( 3 ) из отдельных детерминированных простых этапов анализа С - графа.

На основе функциональной цепи построена структурная схема связи параметров и С-граф (рис. 2). Данному графу ставятся в соответствие матричные соотношения, отображающие передачу графа:

Х = В*Х„х, (4)

где X - матрица-столбец сигналов графа;

Хвх - матрица-столбец входящих сигналов графа; В - матрица операторов системы.

Второе матричное соотношение отражает структуру графа:

А * X = 0 (5)

На основании (4) и (5) формируется основное матричное соотношение, полностью описывающее граф (рис. 3):

А * В * Хвх = 0 (6)

или Н*Хвх = 0. (7)

где Н = А * В (8)

В результате преобразований (8) получено матричное уравнение системы Н * Хвх = 0, где в качестве параметров представлены операторы - отражающие парное взаимодействие параметров системы.

Переменные XI имеют соответствующий физический смысл. Часть параметров системы контролируемы с помощью измерительных устройств. Поскольку часть параметров является взаимозависимой, то их можно исключить, используя преобразования матриц. С этой целью в уравнении (7) произведем перестановку столбцов в матрице Н и строк в матрице Хох.

Матричное уравнение (7) можно представить в виде блочных подматриц:

Н1 Нг" * =0 (9)

_ Нз Н4_ _х2_

Формулы умножения позволяют считать подматрицы Ш, Ш, Нз, Ш, XI, Хг составными элементами и записать систему в виде:

ГН] * XI+Б2 * Х2 = О

[Нз * Х1 + Ш * Хг = О

Исключая из этой системы Хг, получим:

(Нз-Н4*Н21*Н1)*Х1 = 0, (10)

где Нг-1 - матрица обратная Н 2.

Для обоснованного выбора координат наблюдения, целесообразного исследования объекта, сокращения объема вычислительных операций, понижен порядок матричного уравнения:

я/= //„-//„-//;♦#„ (11)

Необходимость применения формулы (11) основана на спецификации решаемой реальной задачи и опирается на критерий максимального сохранения информации в исходном массиве.

Условем решения уравнения (10) будет ёеШг 0. Произведя необходимые математические действия, получено матричное уравнение для модели системы, которое позволяет в явном виде записать уравнение для

(*гас1 Т XI 1 Х2 \Уп Хз 1 Хп W2o Хц

Рис. 2. С - граф модели.

1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X,

1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Xi

0 Wn 0 0 Wu 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X«

0 Wn 0 0 Wo 0 0 -1 0 0 0 0 0 000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x<

0 0 0 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X7

0 0 0 1 Wu 1 0 0 0 0 0 0 0 000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X»

0 0 w,2 0 0 Wn 0 0 -1 0 0 0 0 000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Xn

0 0 Wu 0 0 WH 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 X13

0 0 0 0 0 0 0 Wii 0 Wn 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Xis

0 0 0 0 0 0 0 Wie 0 Wh 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * Xi7

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 W,s 0 Wu 0 0 0 0 0 0 0 Wi 0 1 Wu 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Xi»

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000 0 0 Wi W> -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Хм

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000 0 0 0 w, 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 Xu

0 0 0 0 0 0 Wa 0 0 0 0 1 0 000000 Wh 0 0 0 0 w, -1 0 0 0 0 0 0 0 Хц

0 0 0 0 0 0 W20 0 Wa 0 0 Wa 0 000000 W22 0 0 0 0 w. 0 -1 0 0 0 0 0 0 Хл

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 WiWJWJW« 0 -1 0 0 0 0 Wm 0 0 0 0 0 0 0 X»

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 W,WjWiW< 0 0 -1 0 0 0 Wa 0 1 0 0 0 0 0 Xj,

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Хм

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000 1 0 •1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Хм

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 Wm W35 WM W17 Wie Хм

Xu Xte X«

X44

X« Хя

Хм Xj, Xu Xjs

X57

X» Xi,

Рис.3.

величины, характеризующей состояние лесных массивов в условиях антропогенного воздействия. Модель состояния леса для заданных целей исследования (мониторинга) представлена в виде регрессионной модели, которая в дальнейшем является основой для проведения эксперимента с целью получения качественных значений параметров, обоснования требований к точности модели, разработки методики эксперимента.

Произведено обоснование способа матричного решения уравнения. Среди методов статистического оценивания неизвестных параметров выбран метод наименьших квадратов. Дано определение метода и выведено матричное уравнение системы нормальных уравнений:

ёщ=(х'*ху'*х'*г (12)

Именно метод наименьших квадратов применен для расчета неизвестных коэффициентов регрессии при моделировании многосвязных объектов идентификации.

Формально модель (4) можно представить в виде классической записи регрессионной модели вида:

Г = (13)

1-0

где У - выходная величина;

Xi - входные переменные;

В( - неизвестные коэффициенты регрессии.

Получено матричное уравнение вектора неизвестных коэффициентов регрессии:

В = [Х'*Х]1*Х'*Г, (14)

где X - матрица результатов эксперимента;

X '• транспонированная матрица X;

У - вектор-столбец результатов измерений.

Таким образом, предложен и разработан метод топологии, позволяющий формализовать в математическом виде взаимосвязь множества параметров. Используется С-граф для разработки модели структуры, независимо от физической реализации системы. Для данного объекта исследования разработана модель на основе С-графа, выбраны параметры модели.

Третья глава диссертации посвящена разработке метода моделирования и анализу результатов исследования. Рассматривая негативное влияние на природную среду техногенного воздействия, были выбраны определяющие факторы функционирования модели. Основная информация об ответной реакции растительности исследуемых геосистем приведена в таблице. Анализ этих материалов дан по выделенным зонам: экстремального, очень сильного, сильного, среднего, слабого и скрытого воздействия. Для сравнения приведены фоновые показатели.

Экологическая стабильность лесных насаждений, их способность противостоять воздействию загрязнения атмосферы в значительной мере определяется структурой древостоя: его составом, строением, возрастом. Приведен учет на постоянных пробных площадях состояния лесных массивов, согласно шкале баллов категории состояния. Основная масса насаждений оценена как ослабленные и сильно ослабленные.

На основе наблюдений за состоянием лесов, находящихся в зоне интенсивного воздействия промышленных выбросов предприятий г.Братска и анализа полученных результатов натурных исследований установлено, что в процессе распада древостоев происходит ослабление деревьев, уменьшается прирост по высоте и диаметру, кроны изреживаются, возраст хвои уменьшается до 1-2 лет, происходит усыхание вершинной часта деревьев, заселение вредителями, развитие пороков и гибель насаждений. Кроме этого, воздействие промышленных выбросов вызывает снижение общего прироста деревьев по запасу.

Таким образом, на основании проведенных исследований сделан вывод, что наиболее реально контролируемыми факторами влияния промышленных эмиссий на лесные биогеоценозы являются: диаметр, высота деревьев, объемный запас, средний балл категории состояния и средний радиальный прирост.

В главе обоснованно изложено математическое обеспечение расчета метода моделирования. Вычисления, связанные с нахождением коэффициентов регрессии, согласно уравнению (14), производились по компьютерной программе Microsoft Excel 5.0 для Windows 95, где наиболее полно представлено матричное исчисление. Excel представляет возможность по расчетным данным построить графические зависимости -на них легко просматривается тенденция к изменению. Выбранная компьютерная программа наиболее полно отвечает требованиям программного обеспечения мониторинговой системы контроля и прогнозирования состояния леса.

Как было показано в первой главе основными параметрами, которые влияют на состояние лесных массивов, являются: химические элементы Si -кремний и АГ- алюминий, входящие в состав твердого вещества вьтбросов алюминиевого завода; кроме них в состав выбросов БрАЗа входит фтор в виде твердого и растворимого вещества; распределение техногенной нагрузки контролируется границами ареалов, т.е. расстоянием от источника выбросов - БрАЗа; так как промышленные предприятия расположены друг относительно друга достаточно близко, то происходит перемешивание пылегазовых выбросов, поэтому среди параметров, подвергавшихся исследованиям есть и общее количество растворимых и нерастворимых веществ; большое количество газообразных и твердых компонентов выбросов промпредприятий ухудшает проводимость воздуха, что отражается в изменении напряженности электростатического поля в приземном слое.

Модель (13) была взята в качестве исходной для проведения эксперимента. Ее можно записать в более компактном виде: Y = В ,*Х. + В2*Х2 + Вз*Хз + B4*X4 + В5*Х5 + В6*Х6 + В7*Х7 + В8*Х8, (15) где Y- выходная величина, характеризующая состояние леса;

Xi - общее количество твердых нерастворимых веществ;

Х2- Si - кремний;

Хз - А1 - алюминий;

Х4 - Fi - фтор, твердое нерастворимое вещество;

Xs - общее количество растворимых веществ;

Хб - F2 - фтор, растворимое вещество;

Х7 - расстояние от БрАЗа;

Xs - Е - напряженность электростатического поля;

Bi, В2, Вз, В4, В5, Be, В7, В8 - коэффициенты в уравнении (15) при соответствующих параметрах.

В течение 1994 года велись полевые исследования, в результате которых проводился набор экспериментальных данных, характеризующих состояние леса, т.е. были произведены измерения вышеперечисленных факторов. Результаты исследований представлены в таблице2.

По формуле (13) для матрицы X и столбцов Y1...Y5, используя компьютерную программу Microsoft Excel 5.0 для Windows 95, были вычислены столбцы коэффициентов Bi...Bs.

Чтобы убедиться в реальности полученных результатов, расчетным путем была сделана проверка значений Y1...Y5, рассчитанных согласно предложенной модели (15) и значений, полученных экспериментально. Результаты свидетельствуют о хорошей адекватности применяемой модели.

На основании полученных данных были построены графические зависимости: высоты дерева, запаса, балла категрии и среднего прироста от общего количества твердых нерастворимых веществ, от алюминия, от

■ "Л I

Таблица 2.

Значения отклика Значения факторов Расстоя-

d, Н ср. Запас, Балл Средн. Твердые нераствори- Растворимые ние от Е,

см м кбм кате- радиаль- мые вещества вещества БрАЗа, в/ м

гори ный всего Si Al fi всего f2 км

прирост т/км2 т/км2 т/км2 т/км2 мг/л мг/л

Yi Y2 Уз Y4 Y5 XI х2 Хз Х4 Xj Xe Хт X«

32 25 340 4,4 0,69 10 1,79 5,38 1,38 20 2,0 6 70

36 23 310 5,0 1,2 50 9,0 2,69 6,9 100 10,0 8 70

32 23 280 5,5 1,45 5 0,89 2,69 0,69 20 1,0 10 75

32 24 190 5,7 1,08 5 0,89 2,69 0,69 20 0,5 12 80

34 23 260 4,6 1,06 20 3,59 10,7 2,7 50 5,0 13 70

20 24 240 3,3 1,63 10 1,79 .5,38 1,38 ■ 20 2,0 14,5 120

30 24 200 2,9 1,07 3 0,54 1,61 0,41 ю 0,5 15 135

28 24 200 4,0 0,49 10 1,79 5,38 1,38 20 2,0 16 160

расстояния от БрАЗа и от напряженности электростатического поля, которые подтверждают реальные тенденции изменений соответствующих параметров состояния леса от факторов антропогенного воздействия.

Используя результаты исследований, описанные выше, ■ были сделаны следующие выводы: среди выбранных контролируемых параметров следует окончательно остановиться на среднем радиальном приросте и балле категории состояния, так как именно эти параметры связаны с антропогенным воздействием на лесные насаждения, в то время как диаметр деревьев, высота и запас являются функциями друг друга и, ■следовательно, не могут характеризовать динамику изменения под влиянием антропогенного воздействия.

Кроме выбранных параметров, для оценки состояния насаждений использовались индекс состояния насаждений - 1с и интегральный показатель - 8.

Индекс состояния насаждений 1с отражает структуру древостоя, степень его ослабления и усыхания, изреженность крон деревьев, сохранность лесной среды. Он вычисляется по формуле:

где 0.1 - доля площади поперечного сечения деревьев ¡-ой категории состояния от суммы (2. приравненной к 10;

^ - средняя охвоенностъ деревьев разных категорий или густота их крон в долях единицы;

р - преобразованный показатель полноты насаждений, характеризующий сохранность лесной среды.

Интегральный показатель 8 рассчитывается по формуле:

где б, - площадь сечения деревьев ¡-ой категории состояния;

Ообщ. - общая площадь сечений деревьев на пробной площади;

К - коэффициент состояния, зависящий от баллов категории состояния;

Р - полнота насаждений.

Набор экспериментальных данных, характеризующих антропогенное воздействие - факторы Х1...Х8 были оставлены прежними, изменены лишь их значения - они стали более достоверными (таблица 3).

Используя, как и в предыдущем случае, формулу (13) для матрицы X и столбцов Уь..У4 вычислены столбцы коэффициентов регрессии В1...В8.

На основании полученных результатов построены графические зависимости, которые реально отражают влияние техногенного воздействия промышленных предприятий на лесные экосистемы. Таким образом, результаты исследований подтверждают метод математического моделирования, как класс так называемых эколого-физиологических, или "объясняющих" моделей, т.е. использующих в качестве переменных величины, имеющие прямое эколого-физиологическое истолкование.

(16)

а

(17)

Таблица 3.

№ Значения откликов Значения факторов Расстоя- Е,

п Инта 1 Балл Яндекс Сред- Твердые нерастворимые Растворимые ние от

/ раль кате состоя- ний вещества вещества БрАЗа, в/м

п ный гории ния ради- всего Si А1 Fi всего F2 км

пока состо альный т/км2 т/км2 т/км2 т/км2 мг/л мг/л

затеш яния прирос

• Y, У2 Уз У4 X) х2 Хз х4 Хз Хб- ■-Х7 Х8

1 1,7 3,2 5,7 1,07 9 1,79 5,38 1,38 40 16 70

2 2,0 4,0 4,7 1,06 15 9 2,69 6,9 35 2,0 12,8 70

3 1.9 4,6 3,9 0,4 35 0,89 2,69 0,69 60 7,0 6,8 75

4 1,9 4,4 3,7 0,49 7,0 0,89 2,69 0,69 35 4,0 4,4 80

5 1,6 5,5 2,0 0,69 4 3,59 10,7 2,76 30' 0,9 6,0 70

6 2,5 2,9 6,6 1,45 2 1,79 5,38 1,38 12 0,6 12,8 120

7 2,7 3,2 5,4 1,28 1,5 0,54 1,61 0,41 10 0,4- 15,2 135

8 3,6 1,4 9,0 : 1,63 1,5 1,79 5,38 1,38 20 0,4 30 160

Модели этого класса являются основой разработки регионально адаптированных моделей имитационного типа для использования в системах обработки первичной информации, а также прогнозирования на их основе конкретных ситуаций, заменяя реальный биологический эксперимент численным, "настраивая" модель на моделируемый объект.

И наконец, четвертая глава посвящена разработке мониторинговой системы состояния леса.

. Предложена структура мониторинговой системы обработки данных. Определен конкретный мониторинг, используемый в данных исследованиях, - мониторинг источников загрязнения (антропогенного воздействия). Приведена функциональная схема мониторинга, где показаны отдельные блоки системы мониторинга и связи между ними.

Построен алгоритм выдачи управляющих воздействий на систему на основе функциональной схемы мониторинга. Такой алгоритм хранит данные, получаемые наземными средствами, производит их взаимоувязку

и первичную обработку и последующее регулирование качества прироста лесных массивов, что позволит прогнозировать развитие лесных территорий на несколько десятилетий.

Разработаны организационные мероприятия внедрения подсистемы мониторинга прогнозирования состояния леса. Данная подсистема способна решить проблему охраны окружающей среды, улучшить экологическую обстановку в регионе, повысить эффективность управления лесными ресурсами, регулировать хозяйственные воздействия на лесные экосистемы, не приводящие к их разрушению и потере средообразующих функций.

В выводах главы отмечено, что настоящие исследования позволяют повысить эффективность процесса формирования и управления функционирования зоны чрезвычайной экологической ситуации, какой является г.Братск.

В заключении перечисляются основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.

3. Основные выводы и рекомендации.

3.1. Основные выводы

1. Выполненная работа соответствует формуле области исследования, определенной в паспорте специальности 05.13.01.

2. Научная новизна и основной результат выполненной работы заключается в следующем:

- разработан метод построения математической модели прироста леса, позволяющий учитывать глубокую взаимосвязь множества параметров;

- по характеристикам наблюдаемых состояний системы разработан принцип построения топологической модели на основе С-графа:

- произведена идентификация многосвязного объекта;

- разработаны критерии оценки состояния лесных массивов, подверженных выбросам промышленных предприятий;

- разработана структура построения подсистемы мониторинга прироста леса, которая является новой подсистемой в системе контроля среды и учитывает требования общей структуры.

3. Практическая ценность работы состоит в разработке региональной системы мониторинга на информационной основе, предложенного в диссертации метода идентификации объекта.

4. Результаты работы позволяют решить крупную экологическую проблему промышленного города. Это позволит разработать конкретные меры по снижению количества вредных выбросов, восстановлению угнетенных и поврежденных лесных экосистем.

4. Литература

Результаты диссертации изложены в работах:

1. Структурный метод моделирования взаимодействия антропогенных воздействий промпредприятий и лесных экосистем/ Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Шахова Е.Ю., Заботина H.H.: Братск, индустр. ин-т,-Братск, 1998.-11с.:3 илл.-Библиогр. 3 назв.- Рус. Деп. в ВИНИТИ. № 536-В98.

2. Качественная оценка состояния лесных экосистем при мониторинге лесов/ Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Заботина H.H.; Братск, индустр. ин-т,-Братск, 1998.-15с.:ил. Библиогр. 3 назв.-Рус. Деп. в ВИНИТИ. № 535-В98.

3. Алпатов Ю.Н.,Пискунов A.B..Стрелков С.В.,Заботина H.H. Реализация структурного метода для изучения математической модели процесса электролиза криолито-глиноземных расплавов. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1998.

4.Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Шахова Е.Ю., Заботина H.H. Моделирование многосвязных объектов лесных массивов. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1998.

5.Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Заботина H.H. Исследование закономерностей морфогенеза древостоев. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1998.

6.Мартыненко О.П., Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Минеева Н.В., Заботина H.H. Разработка методики идентификации динамической модели многосвязного объекта. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1998.

7.Алпатов Ю.Н., Заботина H.H. Разработка мониторинговой системы прогнозирования состояния леса. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1998.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.ф.-м.н., доцент

С.В.Белокобыльский

20 М Q&

Результаты работы позволят решить крупную экологическую проблему промышленного города. Это позволит разработать конкретные меры по снижению количества вредных выбросов, восстановлению угнетенных и поврежденных лесных экосистем.

Заключение

На основе изучения особенностей деградации насаждений в условиях длительного воздействия промышленных эмиссий разработаны принципы моделирования состояния лесов в зонах антропогенного воздействия.

Процесс поражения растительности промышленными выбросами является биогеофизическим, т.е. среди параметров, характеризующих состояние системы выделяются три группы: метеорологические, геофизические и компоненты пылегазовых выбросов. Выявлены взаимосвязи параметров, выбраны наиболее существенные связи. Разработана функциональная модель биогенеза лесных массивов в промышленных зонах. Обоснован способ моделирования (решения) объекта идентификации и методы решения размерности пространства параметров, что значительно сокращает объем исследований. Предложен способ построения системы мониторинга прогнозрования (функционирования) лесных массивов.

К новым полученным результатам относятся следующие положения:

1 .Сформулирована постановка задачи анализа основных факторов функционирования многосвязного объекта идентификации, отличающаяся от известных постановок возможностью определения и выделения неизвестных компонент по выбранным критериям.

2.Разработан метод структурно-параметрического анализа систем автоматического управления, формализующий в отличие от известных методов процедуру синтеза на основе разработанной топологической модели структурно-функционального представления системы .

Метод включает в себя:

- способ представления модели системы с помощью структурного графа (С-графа);

- метод записи уравнения системы в матричной форме в виде уравнения компонент системы [ В ], уравнения структуры [ А ] и общего уравнения системы [ А* В* Хвх ] = 0;

- способ понижения порядка матричного уравнения с использованием блочных матриц, позволяющий целесообразно исследовать объект, обеспечить обоснованный выбор координат наблюдения, сокращает объем вычислений и размерность пространства фазовых состояний.

3. Для объекта со множеством взаимосвязанных параметров разработан метод, позволяющий объективно, формально обосновать алфавит параметров, определяющий точность модели.

4. Метод идентификации объекта управления на основе топологической модели позволил:

- обосновать минимальное число наблюдаемых параметров объекта;

- провести априорную идентификацию компонент исследуемого объекта;

- выработать стратегию прогнозирования процесса идентификации и управления объектом.

5. Разработан алгоритм управляющих воздействий на объект, на основе которого разработана система мониторинга. Такой алгоритм хранит данные, получаемые наземными средствами, производит их взаимоувязку и первичную обработку и последующее регулирование состояния лесных массивов, что позволит прогнозировать развитие лесных территорий на несколько десятилетий.

6.Предложена методология построения подсистемы мониторинга прогнозирования состояния леса.

Таким образом, выбранный подход к решению задачи контроля состояния окружающей среды, прогнозирование состояния лесных массивов, находящихся в зоне воздействия промпредприятий, а также наличие существующих средств контроля позволит разработать и реализовать систему непрерывного контроля состояния окружающей среды с возможностью управления этим состоянием.

156

1. Аветисян Д.А. и др. Системы автоматизированного проектирования: Типовые элементы, Методы и процессы.- М. : Изд-во стандартов, 1985 -180 с.

2. Айвазян С.А. и др. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное издание . М .: Ф . и С ., 1983 -471 с.

3. Алпатов Ю.Н. Синтез систем управления методом структурных графов. -Иркутск ,1988 184 с.

4. Алпатов Ю.Н., Угрюмов Б.И., Рунова Е.М. Моделирование в условиях антропогенного воздействия. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1996 .

5. Алпатов Ю.Н., Ходарев Н.И., Казьмин С.Н. Принципы косвенного контроля состояния воздушного бассейна в промышленных зонах. Известия вузов. Электромеханика . № 2 , 1992 114 - 120 с .

6. Болтнева Л.И., Назаров И.М., Сисигина Т.И. Прогноз поражения растительности промышленными выбросами в атмосферу. В кн.: Загрязнение атмосферы как экологический фактор . М.: Гидрометеоиздат , 1978 , с. 34 57 ( труды ИПГ , вып. 39 ).

7. Взаимодействие между лесными экосистемами и загрязнителями. Тезисы докладов. Таллин. АН ЭССР , 1982 - 165 с .

8. Возрастные особенности реакции древостоев на загрязнение атмосферы. Тезисы доладов. Братск . БрИИ . 1997 .

9. Государственный доклад. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в 1995 году . Иркутск . 1996 .

10. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды . М . Мир , 1979 200 с.

11. Давыдова Н. Д. , Волкова В.Г. Ландшафтно-газохимический анализ состояния геосистемы территории промышленного воздействия. Иркутск, АН СССР.СОиГ. 1988.

12. Денисов Б.С., Смирнов В.И. Промышленные выбросы и леса Подмосковья. Лесное хозяйство , 1989 , № 8 с. 35 - 37 .

13. Десслер Х.Г. Влияние загрязнителей воздуха на растительность. М. : Лесная промышленность, 1982 . - 182 с.

14. Долголаптев В.Г. Работа в Excel на примерах .Москва, 1995.-283 с.

15. Зырин Н.Г. и др. Мониторинг лесных экосистем с помощью критерия Me: С орг. в условиях техногенеза . В кн.: Мониторинг лесных экосистем. Каунас - Академия , 1986 , с . 152 - 153 .

16. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды . М.: Гидрометеоиздат , 1984 . - 560 с.

17. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М. : Наука, 1974.- 124с.

18. Лексис В. Использование показателей прироста для анализа продуктивности древостоев. В кн. : Мониторинг лесных экосистем: Тезисы докладов . Каунас - Академия, 1986 , с. 334 - 335 .

19. Методика организации и проведения работ по мониторингу лесов СССР ( в рамках Международной Совместной Программы по оценке мониторингу воздействия загрязнения воздуха и леса в регионе Европейской Экономической Комиссии ООН ) Пушкино , 1987 . - 45 с.

20. Моделирование и прогнозирование в экологии : Межвуз. сб. науч. тр. -Рига : Изд-во ЛГУ ,1980- 180 с.

21. Нагорный Л.Я. Моделирование электронных цепей на ЦВМ . Киев . Техника . 1974 360 с.

22. Повышение продуктивности и сохранности лесов : Красноярск : Изд -во Красноярского ун-та , 1991 - 164 с.

23. Показатели состояния антропогенной трансформации лесных экосистем. Мозолевская Е.Г., Шарапа Т.В. // Экология , мониторинг и рациональное природопользование / Научн. тр. Вып. 268 . - М .: МГУЛ , 1994

24. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности: Под. ред. С .А. Айвазяна . М.: Ф. и С., 1989 - 607 с.

25. Проблемы мониторинга и моделирования динамики лесных экосистем. " Эколес " , 1995 352 с.

26. Рожков A.A., Козак В.Т. Устойчивость лесов.- М . : Агропромиздат , 1989 239 с.

27. Рунова Е.М., Захаренко Т.А., Лейдерман Г.Ю. О путях повышения товарной структуры техногенных древостоев. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1997

28. Рунова Е.М., Мотыгулин З.Х. Особенности технологии рубок ухода в лесах, подверженных влиянию промышленных выбросов. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1996

29. Рунова Е.М., Мотыгулин З.Х. Возможности использования древесины, заготовленной в зонах промышленных выбросов. Тезисы докладов. Братск. БрИИ. 1995

30. Рунова Е.М., Угрюмов Б.И., Нежевец Т.П. Лесопользование в насаждениях , подверженных влиянию промышленных выбросов: Учебное пособие / БрИИ . Братск , 1995 - 72 с.

31. Рунова Е.М.,Чжан С.А., Пузанов А.Н. Влияние промышленных эмиссий на состояние лиственницы. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1996

32. Свалов С.Н. Анализ структуры моделей развития лесных экосистем . -В кн.: Мониторинг лесных экосистем: Тезисы докладов . Каунас -Академия , 1986 , с . 344 -345 .

33. Соков М.К., Рожнов A.C. Динамика сокращения прироста у хвойных деревьев от влияния промышленных выбросов ( Влияние антропогенных и природных факторов на хвойные деревья). Иркутск : 1975 с. 9 - 60

34. Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды . Междунар. конф. Тезисы докладов . 12 16 сент. 1995 г. - Томск . Изд-во ТСУ, 1995- 187 с.

35. Чжан С.А., Пузанова O.A. Состояние подроста в зонах промвыбросов . Тезисы докладов . Братск . БрИИ . 1996 .

36. Экология и защита леса: Межвуз. сб. науч. тр. Спб : ЛТА , 1992 - 110 с.

37. Экологическая обстановка в Иркутской области в 1993 г. Ежегодный доклад . Иркутск . 1994

38. Юкнис Р., Лексис М. Моделирование динамики продуктивности древостоев в условиях загрязненной природной среды. В кн.: Мониторинг лесных экосистем: Тезисы докладов научной конференции. Каунас - Академия , 1986 - с. 354 - 355.

39. Вавилов A.A., Имаев Д.Х. Машинные методы расчета систем управления.-Л.:ЛГУ, 1981114с.

40. Воронов A.A., Основы теории автоматического управления.Особые линейные и нелинейные системы. 2-е изд., перераб.-М.:Энергия, 1980,-312с.

41. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем.-М.:ВШ, 1980,-312с.42,Оре О. Теория графов.-М.: 2-е изд., Наука, 1980,-336с.

42. Шатихин Л.Г. Структурные матрицы и их применение для исследования системы.-М. 2-е изд.,перераб. и доп. Машиностроение. 1991 - 253с.

43. Райцин Т.М. Синтез САУ методом направленных графов.-Л.:Энергия,1970.-94с.

44. Берж К. Теория графов и ее применение.-М.:Изд-во иностр. лит. 1962.-319с.46.3ыков A.A. Основы теории графов.-М.:Наука,1987.-380с.

45. Математические методы исследования систем: Сб. научн. тр. Тверь: ТГУ,1991.-115с.

46. Системы управления и обработки информации: Сб.научн. тр.-Нижний Новгород:ННПИ, 1991 .-99с.

47. Моделирование в автоматизированных системах управления.Межвуз. сб. научн. тр.-Новосибирск:НЭТИ, 1981.-219с.

48. Моделирование и прогнозирование в экологии: Межвуз. сб.научн. тр.-Рига:ЛГУ, 1980.-180с.

49. Моделирование процессов обработки информации и управления.Междувед. сб./М.:МФТИ, 1990.- 171с.

50. Качественная оценка состояния лесных экосистем при мониторинге / Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Заботина H.H.; Братск, индустр. ин-т,-Братск, 1998.-15с.:ил.Библиогр. 3 назв.-Рус. Деп. в ВИНИТИ. № 535-В98.

51. Алпатов Ю.Н., Пискунов A.B., Стрелков С.В.,Заботина H.H. Реализация структурного метода для получения метематической модели процесса электролиза криолито-глиноземных расплавов. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1998 .

52. Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Шахова Е.Ю., Заботина H.H. Моделирование многосвязных объектов лесных массивов. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1998 .

53. Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М., Заботина H.H. Исследование закономерностей морфогенеза древостоев. Тезисы докладов. Братск . БрИИ. 1998 .

54. Мартыненко О.П., Алпатов Ю.Н., Рунова Е.М.,Минеева Н.В., Заботина H.H. Разработка методики идентификации динамическиой модели многосвязного объекта. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1998 .

55. Алпатов Ю.Н.,Заботина H.H. Разработка мониторинговой системы прогнозирования леса. Тезисы докладов. Братск . БрИИ . 1998 .