автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Снижение загрязнения окружающей среды индивидуальным автотранспортом в условиях большого города

На правах рукописи

РГВ од

'1 р А

ИСМАИЛОВ Рустамбек Эшматович ' ^

СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫМ АВТОТРАНСПОРТОМ В УСЛОВИЯХ БОЛЬШОГО ГОРОДА

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат на соискание ученой степени кандидата . технических наук

Москва-2000

Работа выполнена на кафедре «Эксплуатация автомобильн транспорта» Московского государственного автомобильно-дорожн института (технического университета)

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Васильев В.А.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор Аринин И.Н.

- кандидат технических наук Муравкина Е.В..

Ведущая организация

- Проектно-технологическое бюро (ГТГБ) ГУП «Мострансавто»

Защита состоится «_21_»_декабря_2000 г. в 10 часов на заседа! диссертационного совета К 053.30.09 ВАК России при Москова государственном автомобильно-дорожном институте (техничес! университете) по адресу.125829, ГСП-47, Москва, А-319, Ленинграде) проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверен] печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совете

Автореферат разослан «_20_»_декабря_2000 г.

Телефон для справок: 155-03-28.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Власов В.М.

ОЬБЬ-Ш.о +Н<Ш*,0

Общая характеристика работы

Актуальность работы:

Разработка мер по снижению влияния АТК на экологию исследуе-юго региона, выполненная на примере региона Республики Таджикистан РТ) требует программного подхода с четкой характеристикой [епосредственно предмета исследования. В условиях относительно табилизировавшегося в РТ парка грузовых автомобилей и автобусов, начительного роста в последние годы парка автомобилей щдивидуального пользования, а также с учетом случайности показателей ехнического состояния автотранспорта на данном типе, первостепенным федметом исследования следует считать парк легковых автомобилей ТР.

Как и в других программах лдя автотранспортного комплекса, при шределении подходов к формированию программных этапов и героприятий по снижению экологической опасности структуры АТК ииболее важной является характеристика парка подвижного состава 1втомобильного транспорта исследуемого региона. Дополнительно, ¡ольшое значение имеет возможность корректирования экологической фограммы по специфическим условиям региона с учетом возможного шияния населения на эффективность реализации ряда мероприятий, лецифгаш ландшафта и др.

Таким образом, основной задачей является определение методиче-:ких подходов к формированию экологической Программы, учитывающей ¡пецифику региона реализации Программы, на примере условий РТ. Глав-1ым качеством разрабатываемых подходов должна быть возможность формирования законченного программного продукта, а с учетом изменения Iсходных условий - возможность оперативного переформирования его с ¡елью предложения в любых условиях модели завершенной Программы.

В связи с вышеизложенным актуальным является исследование, ¡вязанное с выработкой и реализацией мер по снижению влияния авто-ранспортного комплекса, и, в частности, парка легковых автомобилей ин-щвидуального пользования, на экологию исследуемого региона путем раз-»аботки методических подходов к формированию экологической Про-раммы.

Универсальность предлагаемою аппарата по объектам исследова-1ия различных категорий, выполненного на примере РТ, в рамках пред-ггавленной постановки задачи позволяет применять результаты научной >азработки на любых объектах исследования вне зависимости от территории, сложности ландшафта, административного статуса и т.д.

Целью работы является: снижение экологического влияния автомобильного транспорта на окружающую среду региона за счет формирования комплекса мероприятий экологической транспортной программы под оп-

ределенный тип автомобильного транспорта, соответствующей ему инфраструктуры, в условиях реального ресурсообеспечения.

Объектом исследования является парк легковых автомобилей индивидуального пользования региона РТ, региональная нормативно-техническая и законодательная база.

Научная новизна работы характеризуется:

разработкой методики формирования экологической Программы исследуемого: региона с учетом региональной специфики от природно-климатической.по территории объекта исследования до культурно-этнической в определении фактора участия населения в процессе реализации мероприятий Программы;

. - разработкой методики бальной оценки сложности реализации мероприятий экологической программы в зависимости от количества и квалификации участвующего в реализации научного и производственного персонала, активности населения, погодных и климатических условий;

разработкой методики бальной оценки совмещаемости мероприятий, учитываемой при оперативном переформировании программы с учетов комплексов внешних факторов и ограничений;

обоснованием методики комплексной паспортизации мероприятий экологической программы;

-:-чг разработкой методики классифицирования и оценки комплексов .ограничений, действующих в регионе реализации;

. • - . разработкой методики совмещения (наложения)' заданной группы мероприятий на ограничения с целью выявления оптимального перечня мероприятий для формируемой экологической программы.

Практическая ценность заключается:

1. В разработке принципов формирования .экологической Программы в виде законченного программного продукта с возможностью поддержания, законченного вида в условиях переформирования Программы, при изменении исходных условий по региону.

2. В разработке методики максимальной полной характеристики региональных условий объекта исследования, включая активность (пассивность) населения при реализации мероприятий Программы.

Реализация результатов работы.

Разработанный алгоритм программного (машинного) обеспечения формирования экологической Программы принят к реализации Министерством автомобильного транспорта Республики Таджикистан, а также к использованию Министерством охраны окружающей среды РТ.

Апробация работы.

Диссертационная работа заслушивалась и обсуждалась на заседании аттестационной комиссии кафедры «Эксплуатация автомобильного транс- ; порта» в 1998 и 1999 гг. Результаты исследования докладывались на 57-ой

(1999 г.) и 58-ой (2000 г.) ежегодных научно-технических и научно-методических конференциях МАДИ (ТУ).

Публикации.

По материалам диссертационного исследования опубликовано 3 печатных работы.

На защиту выносятся:

методическое обоснование возможности и необходимости формирования программы снижения влияния парка легковых автомобилей индивидуального пользования как составляющей части АТК на экологию исследуемого региона на примере региона РТ;

научные предпосылки формирования методики комплексной паспортизации мероприятий экологической программы;

обоснование и методические указания по бальной оценке сложности реализации мероприятий экологической программы в зависимости от количества и квалификации участвующего в реализации научного и производственного персонала, активности населения, погодных и климатических условий;

методика бальной оценки совмещаемости мероприятий, учитываемой при оперативном переформировании программы с учетов комплексов внешних факторов и ограничений;

научные предпосылки формирования методики классифицирования и оценки комплексов ограничений, действующих в регионе реализации;

методика совмещения (наложения) заданной группы мероприятий на ограничения с целью выявления оптимального перечня мероприятий для формируемой экологической программы;

методические подходы к компьютерному решению задачи формирования экологической программы.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и содержит 225 страниц машинописного текста, 35 таблиц, 24 рисунков, списка литературы из 126 наименований и 4 приложений.

Содержание работы

Во введении изложены актуальность, цель и задачи исследования, раскрываются научная новизна и практическая ценность работы, дается общая характеристика работы, сведения о результатах ее апробации, внедрении и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ экологических показателей деятельности автотранспортного комплекса в исследуемом регионе, анализ нормативно-правовых и нормирующих экологических документов, действующих в развитых странах, в регионе, анализ научных исследований

и методик, определены приоритетные схемы оценки загрязнения окружающей среды в условиях ограниченного ресурсообеспечения.

К видам воздействия АТК на окружающую среду относятся: выбросы вредных веществ в атмосферу; сбросы вредных веществ в водный бассейн и на почву; производственные отходы; транспортный шум.

Основными источниками загрязнения являются движущихся автомобили (76%), среди которых наибольший вес приходится на легковой автотранспорт (65%) и грузовые автомобили (23%). Поэтому, в наиболее крупных городах Таджикистана (Душанбе, Куляб, Курган-Тюбе, Ленинабад, Хорог) более важна оценка параметров загрязнения от легковых автомобилей индивидуального пользования и соответствующий им инфраструктуры, что позволит выработать дифференцированную систему финансовых отчислений на экологию и систему штрафных санкций.

Наиболее весомыми источниками загрязнений от производственно эксплуатационной деятельности автомобилей являются стоянки, комплексные автотранспортные предприятия и гаражно-строительные кооперативы (рис.1). От их деятельности в окружающую среду попадает 88,3% от общего количества загрязнения, образующегося в результате производственной деятельности объектов автотранспортной инфраструктуры.

Загрязнения от производственно-эксплуатационной деятельности распределяются следующим образом в процентном выражении:

- объекты АТК (рис.2) - 43,6

- дополнительные загрязнения при движении в результате не обеспечения технического состояния при выполнении технического обслуживания и ремонта автомобилей - 56,4

40 35 30 25 20 15 10 5 0

1-Стоянки

2-Комплексные АТП

3-гск

4-Владельцы транспорта

5-СТОА, мастерские

6-Прочне объекты

Яд,ли.

1 -Отходы мойки

2-Хранение, пуск, ТО,

3-Заправка

4-Утильные шины

5-Кузова и металл

6-Утильные АКБ

□ - Московский регион, % ■ - Исследуемый регион,%

Рис.1. Сравнительное распределение отходов и загрязнений от объектов инфраструктуры АТК.

Рис.2. Распределение технологических отходов от производственно-эксплуатационной деятельности объектов АТК.

По данным ежегодных отчетов Управления Государственной автотранспортной инспекции РТ на начало 1996 г. в регионе имелось 227860 единиц подвижного состава автомобильного транспорта всех видов собственности, в том числе легковых - 151542 единицы (66%), грузовых -53008 (20%), автобусов 9052 (4%). При этом распределение по загрязнению эт типов подвижного состава, находящегося в движении имеет следующий вид: легковые автомобили - 65%; грузовые автомобили - 23% (бензиновые-18%, дизельные-5%); автобусы -12% (маршрутные-9%, прочие -3%).

Более 75% парка легковых автомобилей индивидуального пользования сосредоточено в густонаселенных и промышленно развитых эегионах республики, т.е. вблизи крупных административных центров и в эайонах с относительно благополучной дорожной сетью.

На рис.3 представлена сравнительная характеристика распределения ;остава владельцев автотранспорта по численности подвижного состава.

100

□ по Московскому региону

■ по исследуемому региону

и более

Рис.3. Сравнительная характеристика распределения владельцев автотранспорта юридических лиц по численности подвижного состава

По результатам анализа состава парка и состояния производственно-ехнической базы (ПТБ) определяется, что наиболее важными причинами агрязнения окружающей среды региона республики (и, в частности толицы Таджикистана - г. Душанбе) от производственно-жсплуатационной деятельности могут быть:

неудовлетворительная обеспеченность средствами

ехнического контроля, ТО и ремонта автомобилей; - большой возраст парка автомобилей;

выполнение операций ТО и ремонта автомобилей в ^приспособленных условиях;

хранение основной части автомобилей на открытых [еоборудованных стоянках;

недостаточная обеспеченность парка средствами и |борудованием для мойки и очистки, проведение этих работ в ^приспособленных условиях;

отсутствие оборудованных ливневых стоков на АТП и мест; хранения автомобилей;

фактическое отсутствие системы сбора, утилизации вторичного использования деталей, материалов, отходов, образующихся при эксплуатации автомобилей в местах хранения, обслуживания ремонта;

региональные условия (ландшафт, плотность транспорта и т.д.

Значительная изменчивость ландшафта региона от умеренн степного до высокогорного должна предполагать определенную разницу нормах на выбросы в окружающую среду, так как указанные перепады природно-климатических условиях определяют вариацию загрязнений I площади региона.

Неравномерность концентрации населения по регионам напряму влияет на неравномерность плотности легковых автомобил< индивидуального пользования.

В качестве вывода можно отметить, что наиболее слабым звене действующей системы государственного регулирования в РТ являет! отсутствие долгосрочных программ снижения экологического воздейств! автотранспорта на окружающую среду региона, а, следовательн отсутствие четкой системы финансового обеспечения такой программы.

На основе анализа экологических программ и материалов, изучен! передового опыта в мире определились основные направления мероприятия по стабилизации и снижению вредного влияш автомобильного транспорта на окружающую среду в исследуемом регион!

1. Обеспечение на местах законов, определяющих мер организационного, правового, экономического и воспитательно) воздействия, укрепляющего экологический правопорядок обеспечивающего экологическую безопасность.

2. Инвентаризация источников вредных выбросов и сбросов АТ и разработка мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды.

3. Обеспечение программы по охране воздушного и водно) бассейнов региона и утилизация отходов.

4. Централизованный переход транспортных средств I экологически более чистые виды топлива, система контроля за качестве топлива.

5. Поддержание автомобилей в технически исправном состоят

и др.

Нормативные акты должны обеспечивать определение (расче факторов и параметров загрязнения окружающей среды с содержание максимально полного перечня загрязняющих веществ и их весовой оцеш для региона, дифференцируемого по категориям транспортных средст возрасту и типу подвижного состава.

Таким образом, с учетом проанализированных факторов определяются условия для формирования Программы, направленной на регламентирование и регулирование выбросов ВВ в окружающую среду и равномерно-эффективной в любой точке региона. Это представляется чрезвычайно важным для формирования финансовых аспектов единой региональной экологической Программы.

Исходя из поставленной цели и проведенного обзора и анализа литературных источников разработана общая методика исследований, поставлены следующие задачи теоретических и экспериментальных исследования:

1. Обосновать возможность формирования программы по экологии для исследуемого региона.

2. Определить перечень (банк) исходных данных для реализации методических расчетов.

3. Выполнить ранжирование мероприятий по приоритетности для обеспечения экологической безопасности АТК.

4. Разработать алгоритм реализации методики по ранжированию при различных условиях финансирования.

5. Обосновать механизм (аппарат) реализации алгоритма программы.

Во второй главе приводятся результаты теоретических исследований по рассматриваемой проблеме, включающие:

выбор и обоснование параметров полнофакторной паспортизации комплекса мероприятий, определение порядка паспортной характеристики мероприятий;

обоснование комплекса условий (в регионе) на уровне ограничений, определение параметров паспортной оценки ограничений, выработка критериев определения приоритетности ограничений, их полноты.

При этом в качестве целевой функции принята минимизация суммарного загрязнения по всем показателям выброса (сброса и т.п.) от деятельности АТК в регионе:

1

в = Г{У,с,Ус6а, ЛТБ ) (!)

где Утс — уровень технического состояния парка (доли новых автомобилей в общем объеме);

У обе ~ уровень обслуживания транспортных средств, зависит от наличия необходимой базы (сервисной и прочей) для проведения полноценного и качественного обслуживания, нормативно-инспекционного обеспечения регламентного, планово-предупредительного обслуживания;

Уптб — уровень оснащенности автопредприятий, гаражей, СТО I стоянок необходимым оборудованием, позволяющими проводит обслуживание и ремонт в требуемом объеме и с заданным качеством;

Ум — уровень механизации ремонтных участков (стоянок, посто: обслуживания);

Бобщ - общая стоимость реализации мероприятий программы.

Для выработки верной стратегии формируемой долгосрочно! программы оценки, стабилизации и снижения экологического загрязнена от производственной деятельности АТК необходимо иметь максимальн< полное представление о мероприятиях, которые принципиально доступнь административным, производственным и научно-исследовательскш органам.

В соответствии с существующей методикой предполагаете! распределение мероприятий на шесть направлений:

1. Научное, информационное и организационное обеспечение.

2. Размер, структура и технический уровень парка автомобилей I исследуемом регионе.

3. Топлива и материалы, улучшающие экологические показатели.

4. Инфраструктура АТК и организация движения.

5. Организация и совершенствование транспортного процесса.

6. Нормативно-правовое и ресурсное обеспечение.

Непосредственно, перечень мероприятий и их функциональное

группирование в перечень подпунктов стратегических направлений определяются соответственно третьим, и вторим уровнями, которые характеризуются как подпункты.

Базовым мероприятием является определение в бюджете все* уровней, финансовых и инвестиционных планов транспортных предприятий и организаций пункта, обеспечивающего ресурснук поддержку экологических мероприятий на автотранспортном комплексе.

Паспортизация мероприятий представляется в порядке выполнения оценки мероприятий по факторам нормативности их реализации.

С целью упрощения дальнейшего учета ряда факторов (подфакторов^ и реализации мероприятий выполнена оценка их показателей I безразмерных (относительных) величинах, т.е. в виде индексов (от 0 до 9).

1. Оценка фактора времени реализации мероприятия.

Доля года, мес до 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18

№ индекса 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2. Оценка фактора сложности реализации мероприятия. Под сложностью реализации мероприятия следует понимап совокупный ряд подфакторов, определяющих необходимые научно-

производственные ресурсы для решения конкретной задачи, а так же подфакторы сложности, характеризующие региональные условия.

3. Определение фактора стоимости реализации мероприятия.

4. Оценка приоритетности мероприятий по обеспечению экологической безопасности АТК.

№ ме ро пр ият ия Наимено вание меропри ятия Показатели индексов под факотров Показатели индекса сложности реализации мероприятия

Квалиф. персонала Колич. персонала Подготовленности населения региона Климатических условий региона (района) Погодных условий реализации мероприятия

Научного Производстве иного Научного Производстве иного

.. ■ ...

5. Определение степени совмещаемости мероприятий

Зная значения фактора совмещаемости для каждого мероприятия, можно оперативно и с высокой эффективностью выбрать необходимый сценарий программы, либо при необходимости сформировать (переформировать) новый сценарий.

Количество позиций индекса совмещаемости определяется количеством факторов первого уровня комплекса мероприятий.

Необходимо в каждой из пяти позиций (позиция, определяющая номер фактора первого уровня, соответствующему самому мероприятию исключается и обозначается несмысловым символом) показать уровень совмещаемости или отсутствия совмещаемости:

1 - совмещаемость определена по фактору первого уровня, то есть по всем факторам второго уровня и всем соответствующим им мероприятиям.

2 - совмещаемость определена факторами второго уровня выборочно, а значить только по соответствующим выбранных факторов мероприятиям.

3 - совмещаемость определена выборочными мероприятиями (факторам третьего уровня).

О - совмещаемость не возможна на любом уровне.

№ Номера факторов уровня 1

мер. Наименование мероприятия 1 2 3 4 5 6

2. 1 □ 3 2 0 3

Полученный в правой части таблицы шестизначный ряд цифр и является кодом совмещаемости мероприятия, т.е. имеет вид - Ш3203.

Присвоение кодов совмещаемости всем мероприятиям позволит значительно упростить процедуру формирования блоков экологической программы с учетом комплексов условий (ограничений), прямо и косвенно влияющих на объем и содержание программы, время ее реализации, стоимость и т.д.

Таким образом, становится важным определение приоритетности комплексов условий (в регионе).

Условия (ограничения) делятся на две основные категории:

-влияющие на базовые характеристики программы, т.е. определяющие ее объем (мощность), бюджет, бюджетную политику на время реализации, сроки реализации, коэффициент полезного действия программы;

-определяющие функциональные характеристики программы, форму выходного продукта, привлекаемый персонал, его квалифицированность и компетентность в решении предлагаемых задач.

От одного выявленного перечня ограничений может быть сформировано несколько комплексов условий, каждый из которых должен характеризоваться рядом индивидуальных характеристик и влиять на логику формирования и реализации Программы.

Для получения выходной реализационной формы, в которой должен быть дан перечень сценариев реализации Программы, необходимо определить каждому сценарию свой собственный перечень ограничений, изложенных в строгой последовательности, где количество, логика и последовательность ограничений характеризуют максимально-приближенную к реальной платформу (базу) реализации.

В третьей главе диссертации приводится методика эксперимента, а также результаты экспериментального исследования, связанные с формированием характеристик экологических мероприятий для условий исследуемого региона.

Экспериментальные исследования выполнялись по методике теоретического исследования и заключались в фактической паспортизации комплексов мероприятий и ограничений на этапе выбора рабочего перечня мероприятий, а также в выборе и применении метода структурного построения мероприятий с учетом ограничений в сценарии программы.

Фактическая оценка «сложности» по фактору «сложности» и времени реализации мероприятий оценивалась в виде совокупного индекса Иол по следующей формуле:

К-ш" №н/ (1+Ынтах)+Кв1п №п/(1+Ыптах) Исл1= -Г- х Ксш Кку! Кпу1,5 (2)

где Кв^1 -квалификация научного персонала, требуемая для выполнения ь го мероприятия, где Квш = Иш;

N1 -относительная численность научного персонала 1-й квалификации;

^тах -индекс максимальной численности научного персонала; Квш -квалификация производственного персонала; №П -относительная числешюсть произв. персонала 1-й квалификации;

К^тах -индекс максимальной численности произв. персонала; Кен! Кку! Кпу! - соответственно коэффициенты (индексы) содействия населения, климатических условий и погодных условий при реализации 1-го мероприятия. В свою очередь значения параметров Кен, Кку и Кпу (рис.3) рассчитываются по формулам:

Ксш = - (5 Исш / 100) + 1 (3)

Кку! = - (0,4Ик}1 / Икутах) +1,4 (4)

Кпу! = - (0,2 Ипу1 / Ипутах) +- 1,2 , (5)

где Иен! - экспертно оцененный индекс возможного, вероятного или "случившегося" содействия населения при реализации ьго мероприятия;

Ику1,Икутах - соответственно выбранное и максимальное значения индекса климатических условий;

Ища,Ипутах - выбранное и максимальное значения индекса времени

Кен Кку Кпу

Рис.3 Характеристики влияния коэффициентов К^К^у и Кпу на совокупную сложность реализации ¡-го мероприятия

В результате выполненной паспортизации мероприятий формируете объединенная форма (форма представлена на фрагменте таблицы 1 п направлению "Научное и информационное обеспечение").

По своему функциональному качеству паспортизация условий, ши ограничений, является формированием той среды, в которой должн; реализовываться (а ранее - формироваться) экологическая программа Группирование ограничений в комплексы моделирует полнофакторносп этой среды, без учета которой невозможно ни объективное построенш программы, ни адекватная его реализация.

Таблица 1 (фрагмет

Характеристики мероприят

№ Наименование мероприятия Сло При Вре Совме С

жнос орит мя стимо 1

п/п ть ехно реа сть с

реал сть, ЛИЗ мерой Г

изац ранг аци рияти 1

ИИ и й I

Средне- и долгосрочный прогоз потребности региона в

1.1.1 транспортном обслуживании и воздействиях АТК на 4 29 1 □20213

экологию 1

Разработка транспортной экологической модели

1.12 региона 2 48 2 □30230 г

... ...

Каждый из полученных перечней должен содержать логическ связуемые цепи мероприятий. Для обеспечения возможности максимальн точной оценки влияний на модель производится оценка комплексног влияния ограничений на состав модели (форма1) с учетом кригери полноты Программы.

Форма 1 (фрагменп Характеристика комплексов мероприятий по критериям полноты программы в условиях ограничений_

Категории полноты Переч. совместимых огранич-й Перечень соответствующих мероприятий (групп мероприятий)

Для условий - 50% бюджет 1) 1.2 12 22 2.3 А 1.1,1.3,1.4,2.1,22, 2.5,4.1,4.3,4.4,6.1,6.2 В1.1,1.3,1.42.1,22,3.4 ,4.1,4.2,4.3,4.4,6.1,6.2 В 1.1,1.3,2.1,2.2,3.4, 4.1,4.2,4.3,4.4,6.1,6.2 ] 1

4)1.2 1.31.41.5 2.1 2.2 2.4 2.5 А 2.1,22,2.3,2.5,3.1, 3.4,3.5,4.3,4.4,62,6.3 Б 2.1,22,2.5,3.1,3.4, 3.5,4.1,4.4,5.3,62,6.3 В 2.12.22.5,3.4,3.5, 4.1,4.2,4.3,4.4,6.2,6.3 1 1

После проработки технологии выбора оптимального перечня мероприятий была проработана методика формирования рациональных сценариев методом сетевого планирования.

В данном случае параметрами оптимизации служат логическая совместимость мероприятий и последовательности их (логические цепи) реализации. Факторами минимизации являются сроки осуществления программы и минимальные затраты.

В четвертой главе рассматриваются результаты теоретических и экспериментальных исследований. В частности, осуществлена реализация разработанных методик паспортизации комплексов мероприятий и ограничений на условиях объекта исследования — г.Душанбе РТ, выполнено их совмещение, определены критерии выбора сценариев программы, предложены подходы к компьютерной реализации методики формирования экологической программы для условий региона.

По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны методические указания (Блок-схема) по формированию и реализации программных мер по снижению экологической опасности АТК в исследуемом регионе (рис.4). Сформированы и применены наиболее вероятные в процессе реализации программы модели ограничений.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в порядке постановки задачи для компьютерной реализации методики формирования блока сценариев экологической программы, выбора наиболее оптимального сценария, а также для возможности оперативного повторного формирования экологической программы в случае изменения условий обеспечения программы (ограничений) в процессе ее формирования и реализации.

Эффективность от реализации разработанной методики формирования экологической программы определяется методом периодического сравнительного анализа закономерностей изменения уровня загрязнения окружающей природной среды региона от уровня технического состояния подвижного состава по видам транспорта для всех территориальным группам исследуемого региона (рис.5).

Оценка

необходимости программного воздействия на снижение экологической опасности АТК региона_

4.1

Обоснование бюджета ЭП

Паспортизация комплексов ограничений ЭП

С

НАЧАЛО

Определение исходного уровня загрязняемое™ ОС региона от деятельности АТК _

Выбор и конкретизация (акцентирование) обьекта программного воздействия_

3.1 —►

Классификаи исследуемог« региона

Оценка объема комплексов ограничений, структурная характеристика

4.2 —►

Классификация ограничений

Определение временных ресурсов ЭП

Определение объема (полноты) ЭП

Паспортизация мероприятий ЭП

8.1

Формирование ЭП

Учет измен!

параметров

исходных

условий

(комплексов)

Получение перечней сценариев по задание критерию: Бп, Тп, Сложность ....

Выбор сценария ЭП из условия заданного критерия

10.1

10

Реализация сценария ЭП

Учет

изменений

исходных

условий

(комплексов

ЭП

Определение выходных показателей реализованного сценария: 0™^, Бп™1

-р^схл / прев.

12

Формирование выходной документации. ' Оценка эффективности реализации програ

Определение (решение) необходимости дальнейшего программного воздействия

КОНЕЦ

3

Рис.4. Блок-схема формирования и реализации программного воздействия на снижение экологической опасности АТК в исследуемом регионе.

а)

загр?

тыс. т/год 2,0

1,5

1

0,5

б) до

затр>

тыс. т/год 2,0

1,5

0,5

В)

0,65 0,75 0,85 0,95

0,65 0,75 0,85 0,95

Кт

Кт.с

загр>

тыс. т/год 2,0

1,5

1

0,5

0,50 0,60 0,70 0,80 0,95 1,0

Кт.С.

□ - автобусы; О - грузовые автомобили; Л - легковые автомобили.

Рис.5 Закономерности изменения уровня загрязнения от уровня технического состояния подвижного состава: а)для равнинных территорий; б)для предгорных территорий; в)для горных территорий.

Основные результаты и выводы

1. Решена научная задача формирования экологической Программы исследуемого региона с учетом комплексов ограничений, характеризующих культурно-этнические, социальные и природно-климатические особенности региона реализации Программы.

2. Выполнен анализ действительного загрязнения окружающей среды от автотранспортного комплекса исследуемого региона по структурным элементам и подразделениям, а также от их деятельности. Установлено, что индивидуальный автомобильный транспорт выделяет 63% от общего загрязнения окружающей среды. Проведен анализ нормативно-правовых документов по экологии, действующих в Европе, США и в России. Выполнен анализ научных разработок по оценке экологических параметров.

3. Разработана целевая функция научного исследования, собран и обобщен аналитический материал по перераспределению уровня загрязнения среды региона по различным его территориям: от равнинно-предгорого до высокогорного.

4. Разработана общая методика выбора комплексов мероприятий Программы и их паспортизации, методика определения и классификации блока ограничений по Программе, а также методика формирования на основе этих ограничений из выбранных мероприятий сценариев экологической Программы. Представлена общая схема (Блок-Схема) выполнения работ формирования и реализации экологической Программы заданного региона исследования.

5. Обоснована методика табличной классификации характеристик мероприятий и комплексов ограничений, действующих при формировании из принятых к реализации мероприятий экологической Программы. Осуществлен выбор перечня требуемых параметров классификации мероприятий.

6. Разработана методика формирования (отбора) комплексов мероприятий, ориентированная на качество всех групп ограничений: от структурных (накладываемых и задаваемых) до общих, т.е. уровня бюджетного обеспечения по формируемой экологической Программе.

7. Предложены методические принципы оценки основных параметров паспортизации мероприятий Программы: сложности реализации заданного мероприятия, времени реализации и совмещаемости мероприятий. Выполнена фактическая паспортизация отобранного для объекта исследования блока мероприятий экологической Программы.

8. Выполнено обоснование использования математического метода сетевого планирования для построения по заданному перечню мероприятий и комплексу ограничений блока сценариев экологической Программы. Представлен алгоритм компьютерной программы применения сетевых графов для данной задачи.

9. Разработан алгоритм формирования экологической Программы : фрагментным использованием алгоритма построения сценариев методом :етевого планирования. В алгоритме применены теоретические предпосылки возможных изменений блока исходных условий 'ограничений) в процессе реализации Программы и с учетом этих изменений предложена схема ее переформирования.

10. Дальнейшее научное исследование по данной теме целесообразно выполнять по следующим направлениям:

- методическое рассмотрение влияния социального фактора на эффек-гивность реализации государственных, и, в частности, экологических, трограмм в заданном регионе исследования, классификация категорий гаселения по степени его участия/противодействия в реализации 1рограммы;

- обоснование классификации структурных ограничений по ресурсам, функциональности персонала и достаточности нормативно-правового >беспечения реализации экологической Программы, оценка достаточности йнных ограничений;

- методическое обеспечение выбора в соответствии с блоком выход-шх параметров гребуемого(ых) сценария из выработанного методом гетевого планирования массива сценариев.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих )аботах:

. Исмаилов Р.Э. «Определение целевой функции формирования программы экологического контроля автотранспортного комплекса для условий исследуемого региона».; Моск. Гос. автомоб.-дор. ин-т. (ТУ); М.,1999.-6с.- Деп. в ВИНИТИ. 17.02.99. №496-В99. '.. Исмаилов Р.Э. «Анализ вклада в загрязнение окружающей среды легковых автомобилей индивидуальных владельцев для Республики Таджикистан».; Моск. Гос. автомоб.-дор. ин-т. (ТУ); М.,1999.-7с,-Деп. в ВИНИТИ. 17.02.99. №497-В99. '. Исмаилов Р.Э., Васильев В.А. Основные направления работы по снижению влияния автомобилей на загрязнение окружающей среды Республики Таджикистан / Тезисы докладов 3-й Международной научно-технической конференции.,М.;МАДИ, 1999г.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Состояние загрязнения окружающей среды. Основные параметры

1.2. Анализ разработок по оценке экономических параметров

1.3. Анализ нормативно-правовых документов по экологии (Европа, США, РФ)

1.4. Анализ вклада в загрязнение окружающей среды легковыми автомобилями индивидуальных владельцев

1.5. Анализ состояния ПТБ для поддержания легковых автомобилей индивидуального пользования в технически исправном состоянии

1.6. Определение приоритетных схем сокращения загрязнения окружающей среды в условиях ограниченного финансирования (по Таджикистану)

1.7. Цель и задача исследования. Методика исследования.

2. ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ СНИЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ АТК НА ЭКОЛОГИЮ В ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕ

2.1. Определение целевой функции, комплекса мероприятий, направленных на решение экологических нормативно-производственных задач

2.1.1. Целевая функция

2.1.2. Определение комплекса мероприятий

2.2. Обоснование методов оценки мероприятий по факторам нормативности реализации

2.2.1. Оценка фактора времени реализации мероприятия

2.2.2. Оценка фактора сложности реализации мероприятия

2.2.3. Определение фактора стоимости реализации мероприятия

2.3. Обоснование метода оценки приоритетности мероприятий по обеспечению экологической безопасности АТК

2.3.1. Оценка приоритетности мероприятий по обеспечению экологической безопасности АТК

2.4. Определение степени совмещаемости мероприятий

2.5. Определение приоритетности комплексов условий (в регионе)

2.6. Выводы по главе

3. ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭКОЛОГИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ УСЛОВИЙ ИССЛЕДУЕМОГО РЕГИОНА

3.1. Определение целесообразности программного влияния на экологические показатели АТК

3.2. Формирование характеристик (паспортов) экологических мероприятий.

3.2.1. Фактическая оценка "сложности" и времени реализации мероприятий

3.2.2. Фактическая оценка уровня экологичности (приоритетности) мероприятий

3.2.3. Фактическое определение степени совмещаемости мероприятий

3.3. Паспортизация комплексов условий

3.4. Решение рациональных сценариев методом сетевого планирования

3.4.1. Построение сетевого графика

3.4.2. Анализ сетевого графика

3.5. Выводы по третьей главе

4. ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Фактическая оценка уровня загрязнения исследуемого региона

4.2. Описание модели выбранного объекта исследования условий

4.3. Формирование параметров экологической Программы

4.3.1. Формирование модели ограниченной программы

4.3.2. Выбор блока (перечня) мероприятий

4.4. Фактическая паспортизация отобранного перечня мероприятий

4.4.1. Оценка фактической сложности реализации мероприятий

4.4.2. Фактическое ранжирование отобранных мероприятий

4.4.3. Определение фактических сроков реализации мероприятий

4.4.4. Определение фактической совмещаемости отобранных мероприятий

4.4.5. Совмещенная характеристика паспортов отобранных мероприятий

4.5. Определение фактической полноты формируемой Программы

4.6. Выработка рациональных сценариев Программы

4.6.1. Сетевой анализ

4.6.2. Выбор сценария

4.6.3. Оценка критериев эффективности реализуемого сценария

4.7. Реализация программы на ЭВМ

4.8. Выводы по четвертой главе 177 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 178 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 181 ПРИЛОЖЕНИЕ

Вопросы снижения экологической опасности промышленной даятельности человека, и в частности автомобильного транспорта, сегодня становятся в мире одними из приоритетных в общегосударственных стратегиях. Влияние автотранспортного комплекса на экологию с каждым годом становится все более существенным, что связано не только со значительным ростом парка автомобилей, но и с быстрыми темпами развития инфраструктуры АТК, в особенности в сфере обслуживания и ремонта автомобилей.

Данные тенденции являются характерными для условий объекта исследования - Республики Таджикистан (РТ). Окончание процессов дистабилизации в обществе, планомерное возрождение государственных и культурных институтов, научных школ, а также стремление Таджикистана влиться в развитое мировое сообщество, - все это предлагает положительные прогнозные ожидания от реализации программ государственного контроля по вопросам в частности соответствия сушествующих в регионе норм общемировым стандартам. Одним из таких направлений и является снижение экологической опасности автотранспортного комплекса.

Разработка мер по снижению влияния АТК на экологию исследуемого региона требует программного подхода с четкой характеристикой непосредственно предмета исследования. В условиях относительно стабилизировавшегося в РТ парка грузовых автомобилей и автобусов и значительного роста в последние годы парка автомобилей индивидуального пользования, а также с учетом случайности показателей технического состояния на данном типе автотранспорта, первостепенным предметом исследования следует считать парк легковых автомобилей ТР.

Как и в других программах на автомобильном транспорте, при определении подходов к формированию программных воздействий по снижению экологической опасности структуры АТК наиболее важной является характеристика парка подвижного состава автомобильного транспорта исследуемого региона. Также немаловажным является возможность корректирования экологической программы по специфическим условиям региона с учетом возможного влияния населения на эффективность реализации ряда мероприятий, влияния специфики ландшафта и т.д.

Таким образом, основной задачей является определение методических подходов к формированию экологической Программы, учитывающей специфику региона реализации Программы, на примере условий РТ. Главным качеством разрабатываемых подходов должна быть возможность формирования законченного программного продукта, а с учетом изменения исходных условий - возможность оперативного переформирования его с целью предложения в любых условиях модели завершенной Программы.

Актуальность. Выработка и реализация мер по снижению влияния автотранспортного комплекса, и в частности парка легковых автомобилей индивидуального пользования, на экологию исследуемого региона путем разработки методических подходов к формированию экологической Программы является на сегодняшний день актуальной задачей для условий РТ. Универсальность предлагаемого аппарата по объектам исследования различных категорий, выполненного на примере РТ, в рамках представленной постановки задачи позволяет применять результаты научной разработки на любых объектах исследования вне зависимости от территории, сложности ландшафта, административного статуса и т.д.

Предложенные в диссертационном исследовании положения необходимо рассматривать как материал для его дальнейшего применения и использования:

- в теоретическом плане при разработке комплексов программного воздействия по регулированию и контролю экологических показателей деятельности автотранспортного комплекса заданного региона исследования;

- в практическом плане при реализации методики формирования экологической Программы для заданного исследуемого региона, а также при оценке глубины и полноты программного воздействия.

Объектом исследования является регион РТ и его нормативно-техническая и законодательная база, а также парк легковых автомобилей индивидуального пользования как предмет исследования.

Научной новизной работы является разработка методики формирования экологической Программы исследуемого региона с учетом региональной специфики от природно-климатической по территории объекта исследования до культурно-этнической в определении фактора участия населения в процессе реализации мероприятий Программы.

Практическая значимость состоит: в разработке принципов формирования экологической Программы в виде законченного программного продукта с возможностью поддержания законченного вида в условиях переформирования Программы при изменении исходных условий по региону; в разработке методики максимальной полной характеристики региональных условий объекта исследования, включая активность (пассивность) населения при реализации мероприятий Программы.

На защиту выносятся: методические основы формирования Программы снижения влияния парка легковых автомобилей индивидуального пользования как подразделения АТК на экологию исследуемого региона на примере региона РТ.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушивалась и обсуждалась на заседании аттестационной комиссии кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта» в 1998 и 1999 гг. Результаты исследования докладывались на 57-ой (1999 г.) и 58-ой (2000 г.) ежегодных научно-технических и методических конференциях в МАДИ (ТУ).

Реализация работы. Разработанный алгоритм программного (машинного) обеспечения формирования экологической Программы принят к реализации Министерством автомобильного транспорта Республики Таджикистан.

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликованы три статьи б