Введение к работе
Актуальность исследования. В Экологической доктрине Российской Федерации от 31 августа 2002 г № 1225 указано «Стратегической целью государственной политики в области экологии является повышение качества жизни и улучшение здоровья населения» Экологическая безопасность строительства является составной частью национальной безопасности Российской Федерации Строительная деятельность приводит к угнетению природы (вымиранию видов растительного и животного мира, опустыниванию территорий, эрозии почв, загрязнению водного и воздушного бассейнов) До 25% всех выбросов на земном шаре приходится на строительный сектор экономики, из них на долю производства цемента, кирпича, извести и стали для строительных конструкций приходится 80% выбросов СОг Строительная промышленность вносит самый большой вклад в социально-экономическое развитие в любой стране Этот сектор является крупнейшим источником загрязнения окружающей среды и значительным потребителем не возобновляемых ресурсов планеты
В настоящее время актуальной научно-технической проблемой экологического менеджмента и экологического маркетинга в строительстве является техническое регулирование строительной деятельности (техническая регламентация, стандартизация, метрология и сертификация продукции, процессов и услуг в области инноваций для строительства и в первую очередь новых строительных технологий) Техническое регулирование должно гарантированно обеспечивать устойчивость развития строительного комплекса, его безопасность для окружающей среды
Особая актуальность проведенного исследования обусловлена его направленностью на эколого-техническое обоснование формирования обеспечивающих систем в строительстве для предприятия (отрасли, страны), его направленностью на процедуры формирования этих систем в аспектах трансграничных воздействий с позиции технической целесообразности
В обеспечении экологической безопасности строительства (ЭБС), мы приходим к необходимости формирования новых информационных моделей, с учетом знаний современной науки, целостного видения мира
Предлагаемые научные основы и инновационные методы формирования систем экологической безопасности строительства (ЭБС) базируются на двух критериях экологической безопасности строительства, во-первых, на минимизации технических требований безопасности в инновационном экологическом маркетинге строительства, и, во-вторых, на минимизации воздействий строительства на окружающую среду
Предлагаемый в диссертации метод минимизации по двум критериям обеспечения экологической безопасности строительства - это метод управления реальным экологическим развитием строительного объекта, или строительной организации, или территории застройки, или строительной отрасли в масштабах страны
В обычном смысле, экологическая система окружающей среды неуправляема и сам термин "плановая экология" некоторый лингвистический нонсенс Однако, та или иная
форма обмена между природой и обществом необходима Более того, даже при декларировании полной плановости, «рыночные» отношения с природой (экологический маркетинг), в той или иной степени всегда присутствуют
Основные экологические принципы и представления, которые могут быть положены в основу концепции устойчивого экологически безопасного строительства, следующие
- минимизация негативных воздействий (загрязнение, сверхнормативный шум,
вибрации, электромагнитные поля и др) на естественные экологические системы и
природные ландшафты на всех стадиях жизненного цикла строительного объекта,
- восстановление и поддержание биоразнообразия на строительных и
урбанизированных территориях,
- использование экологически безопасных архитектурных и .планировочных
решений, экологическая реконструкция городской среды, внимание к эстетической
составляющей градостроительного комплекса,
- применение экологически безопасных строительных материалов и технологий,
- строительство зданий и сооружений по энергосберегающим технологиям,
снижение энергопотребления и исключения потерь тепла при их эксплуатации,
- придание зданиям и сооружениям биологических позитивных свойств,
позволяющих им органично вписываться и очищать окружающую среду, создание
здоровой искусственной среды обитания,
сокращение отходов при строительстве,
рекультивация нарушенных строительством территорий,
использование экологически безопасного техногенного сырья для изготовления строительных материалов и изделий
применение малоотходных и безотходных технологий при добыче и переработке естественных строительных материалов,
внедрение систем экологического мониторинга строительства на всех стадиях жизненного цикла строительного объекта,
- всесторонний и высокоэффективный экологический контроль принимаемых
технологических решений на всех стадиях (экологическое сопровождение)
Устойчивое развитие на современном этапе понимается как положительное экономическое, технологическое и социальное развитие отдельных территорий (регионов, городов) при сохранении жизнеспособной среды обитания Решение этой задачи достигается в процессе взаимодействия общества и природы Достижение соответствия во взаимодействии элементов этой системы (природа, население, строительство) является главной целью обеспечения экологической безопасности строительства При этом необходимо, чтобы взаимодействие носило не разрушительный, а созидательный характер для всех элементов этой системы
Применение архитектурно-строительных решений и строительных технологий, не отвечающих специфике территорий, приводит в большинстве случаев к коренному
5 преобразованию ландшафтов, с переходом порогов устойчивости компонентной структуры - к утрате структурных эталонных свойств и функций территории Происходит трансформация природно-ресурсного потенциала и замещение естественных ландшафтов антропогенными
Экологическая безопасность населения есть совокупность технологических, экономических, организационных и информационных воздействий, состояний и процессов, прямо или косвенно не приводящих к жизненно важным ущербам или угрозам таких ущербов, наносимым окружающей среде и населению
Учет различных вариантов обеспечения экологической безопасности строительства наиболее целесообразно производить в системе градостроительных кадастровых оценок Управление экологической безопасностью строительства следует реализовывать на основе специальных региональных и муниципальных программ устойчивого развития
В ходе разработки программы устойчивого развития территории должна решаться управленческая задача сбалансированности промышленно-технотогических, экологических и социально-экономических интересов современного общества
Воздействие строительства на окружающую среду - любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом строительной деятельности, проявляющееся как экологический фактор Воздействие урбанизированных территорий на окружающую природу и безопасность среды на территории определяется в первую очередь, экологически безопасными решениями, заложенными при проектировании строительных объектов, затем соответственно, экологической безопасностью исполнения строительства, и далее -соблюдением условий экологической безопасности эксплуатации объектов
Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития Экологические факторы весьма разнообразны, имеют разную природу и специфику действия, они могут быть необходимы для организмов или, наоборот, вредны для них способствовать или препятствовать выживанию и размножению
За рубежом широко применяются методы экологического менеджмента строительства, требующие соответствующей информационной поддержки методами экологического мониторинга Известен набор рекомендаций для улучшения экологических показателей строительства
снижение использования ограниченных сырьевых ресурсов,
содействие использованию вторичных сырьевых ресурсов
масштабное снижение и сепаратный сбор строительных отходов и отходов от подрывных работ,
содействие использованию возобновляемых сырьевых ресурсов,
снижение использования строительных материалов, имеющих отрицательное
втияние на окружающую среду и избежание использования материалов, оказывающих
неудовлетворительное влияние на экологию,
сохранение энергии для обогрева зданий,
выполнение систем экологического менеджмента - Eavirorimenialmanagementsystem Экологические проблемы в мониторинге строительной деятельности, отмечаемые в
публикациях зарубежных авторов, следующие - истощение озонового слоя из-за использования специальной "пены", - рациональное использование энергии при эксплуатации зданий, - дисперсия (распыление) экологически вредных материалов красители, растворители, основы под лаки для покрытия поверхностей и другие материалы, - уничтожение отходов - строительные отходы при строительстве, - отходы, как источник сырья для производства строительных материалов, - рациональное использование воды во время эксплуатации зданий, - "внутренняя экология" -строительные материалы
Начиная с середины 90-х годов в кругах ученых, связанных с информатикой, прежде всего тех, которые занимались методами оптимизации, возрос интерес к экологической безопасности В то время большую роль в этом сыграли международные форумы проблемам окружающей среды и развитию, на которых было определено устойчивое развитие, как развитие, удовлетворяющее потребности сегодняшнего покотения, без угрозы для потребностей будущих поколений По мере индустриализации, урбанизации, расширения использования ресурсной базы растет потребность в разумном управлении ресурсами Оптимальному управлению ресурсами были посвящены работы Л В Канторовича, одного из создателей линейного программирования Казалось, что все эти методы и идеи стедует немедленно перенести в сферу экологической безопасности, и мы получим совершенную структуру управления экологической безопасностью
Обзор литературы показал, что экологический оптимизационный подход свойственен многим научным исследованиям и изысканиям путей безопасного развития территорий, например Аваева Ю Ю , Авдолимов Е М, Адам А М, Акимова Т А, Антипова Т Н, Бакланов П Я, Бачинский Г А , Гусева Т В, Дайман С Ю , Данилов-Данийльян В И, Ильина И Н, Кононович Ю В , Курбатова А С„ Лукьянчиков Н,Н, Мамин Р Г, Марчук Г И Маршалкович А С , Негребов А И, Плотникова Л В, Потапов А Д, Потравный И М, Пупырев Е И, Сидоренко В Ф , Теличенко В И, Тетиор А Н, Черп О М, Чистов Ю Д, Шагов К Е, Шварц С С , Щербина Е В , Шубина Е В , Яницкий О Н Однако никто из указанных авторов не затрагивает вопросы организации и самоорганизации инновационных процессов для смягчения техногенных воздействий в целях обеспечения экологической безопасности строительства объектов, территории, отрасли Обзор работ по организации инновационных изысканий для строительства показал, что наибольший вклад в разработку и практическую реализацию этой проблемы внесли известные российские ученые Булгаков С Н, Веремеенко С А, Гусаков А А, Денисов Г А, Ильин Н И, Каменецкий М И, Лапидус А А, Круглов М Г, Малыха Г Г, Монфред Ю Б , Олейник П П, Пихтерев Д В , Сергеев С К, Теличенко В И, Щеголь
A E, Яровенко С M и много других исследователей Однако эти ученые не касаются в своих трудах по организации строительства вопросов обеспечения экологической безопасности и ограничивают сферу своих исследований исключительно вопросами организации тех или иных инновационных процессов
На концептуальном уровне традиционное решение задач ЭБС' выглядит следующим образом
оценка степени риска здоровью человека и степени воздействия на природные ресурсы и окружающую среду при разработке процедуры выбора площадки для будущего строительства экологически опасных производств,
осуществление экологической экспертизы проектных материалов для выполнения работ по строительству (реконструкции) экологически опасных производств, по изменению технологических циклов действующих мощностей,
нормирование эмиссии вредных веществ в атмосферный воздух, водные объекты, зеьлю и недра с постепенным (поэтапным) их сокращением до предельно допустимых нормативов, не вызывающих необратимых процессов в окружающей среде,
- реализация на уровне строительного объекта системы мер государственного и
общественного контроля с применением в случаях превышения экологических
нормативов выбросов (сбросов) и размещения отходов санкций административного и
экономического характера, в том числе и полную остановку строительства
Установлено, что отечественная строительная наука (деятельность, направленная на получение и применение новых знаний в строительстве) при вхождении в рыночные отношения не всегда преодолевает старую концепцию создания и реализации экологически ориентированных продуктов интеллектуальной деятельности Строительная наука стремится к максимизации прибыти за счет массового производства и интенсификации усилий по сбыту произведенной продукции, тогда как в современной концепции социально-этичного экологически ориентированного маркетинга, объектом внимания и интеллектуальных усилий строительной науки должны стать экологически ориентированные нужды, предпочтения и вкусы конечных потребителей жилья, сооружений и т п
В новой концепции строительной науки и технологий объектом внимания должны быть целевые сегменты экологического рынка, те группы потребителей строительной продукции с их экологическими нуждами, интересами и предпочтениями Ориентация на экологические нужды и потребности носителей платежеспособного спроса в качестве основы для достижения целей отражает приверженность принципу суверенитета потребителя (строители производит то, что нужно экологически озабоченному потребителю и получают прибыль за счет наиболее полного удовлетворения его экологических нужд и потребностей)
В России новая концепция экологического технического регулирования строительства будет реализована техническими регламентами в сфере экологической
1 ЭБС - экологическая безопасносіь строительства
безопасности, которыми регламентируются минимально необходимые требования и прописан порядок государственного надзора (контроля) соблюдения этих требований и ответственность за их нарушение на уровне Федерального законодательства
Концепция экологически устойчивого технического регулирования строительства интерпретируется разными специалистами в разных странах по-разному, поэтому различные интерпретации дали толчок появлению локальных соглашений и правил, которые не везде могут быть подходящими и эффективными Пакет мер по экологически устойчивому строительству, инициированный немецкой строительной промышленностью, возможно, станет стандартом при постройке экологически устойчивых жилищ Пакет касается всех фаз строительного процесса Он содержит около 160 добровольных мер, составленных в соответствии с определенной фазой и средой, в которой фаза жизненного цикла объекта проходит, начиная от планировки города до конкретных сооружений и материалов Меры, касающиеся планировки города, покрывают следующие вопросы ландшафт, использование сырьевых ресурсов, технологии для сбора дождевой воды и сливные системы, различные виды транспорта, планировка и использование «зеленого» пространства и в городском масштабе, а также меры по ограничению использования энергии, выделяющейся из ископаемого горючего, и меры по содействию использования возобновляемых источников энергии и по дизайну систем для эффективного сбора и хранения отходов Предпринимаемые меры, в отношении зданий и материалов, покрывают все аспекты использования материалов (например меры по снижению уровня радона и удаление свинцовых труб со старых домов), энергии, отходов, воды, - и учитывают в итоге все воздействия на здоровье Технологии управления градостроительным делом в новых социально-экономических условиях характеризуется использованием точных методов экологически ориентированного прогнозирования и проектирования, мониторинга среды и компьютерных геоинформационных систем, обеспечивающим устойчивость систем расселения крупных городов и агломераций, возрождения системы малых городов и сельских населенных мест, охрану окружающей среды от опасных техногенных и антропогенных воздействий
Системы экологической безопасности являются объектом национальной стандартизации в ряде стран Известно, что первый национальный стандарт (BS 7750) был принят в Великобритании в 1992 г, затем соответствующие стандарты — во Франции, Испании, Ирландии и ряде других стран В 1993 г принят регламент ЕС 1836/93 по экологическому аудиту (ECO-Management and Audit Scheme), устанавливающий правила формирования экологической политики компаний (фирм), аспекты деятельности, контролируемые в процессе экологического аудита, программно-целевое экологическое планирование, декларирование природоохранной деятельности
Возрастающий интерес мировой общественности к экологическому управлению, обеспечение общности подхода к решению этой проблемы достигнуто разработкой соответствующих международных стандартов Принципы и методы мониторинга
окружающей среды изложены в экологически ориентированных стандартах ИСО 14000 В соответствии с указанными стандартами строительное предприятие должно разработать свою экологическую политику и поддерживать документированные процедуры мониторинга и измерения на основе характеристик производственных процессов, их экологических аспектов
В диссертации вводится новое концептуальное понятие "система обеспечения экологической безопасности строительства", которое является многоаспектным и средовым Смысл обеспечения безопасности заключается в максимально возможном снижении рисков по максимально возможному перечню факторов потенциальной экологически ориентированной опасности
Система обеспечения экологической безопасности строительства - это система учета множества разнородных экологически ориентированных факторов опасности Несогласованные единичные и монопольные решения являются недопустимыми Множество разнородных факторов экологической опасности и множество частных интересов реально не согласуются и в большинстве случаев могут быть конфликтными Соответственно, согласование решений требует искусства взаимных компромиссов Реальная изменчивость частных интересов структур и потенциально опасных причинно-следственных связей в окружающей среде исключает жесткие приоритеты и жесткие функциональные структуры в системе обеспечения безопасности Это определяет необходимость в постоянной коррекции приоритетов, распределении и перераспределении функций и ресурсов
Система обеспечения экологической безопасности строительства предполагает соответствующую систему административной и юридической ответственности лиц за принимаемые решения на уровне федеральных законов в форме технических регламентов Одновременно возникает задача определения ответственности за достоверность и своевременность исходных данных в системе информационно-аналитического обеспечения принятия решений
Понятие «система обеспечения экологической безопасности строительства (Система ЭБС) является одним из наиболее важных понятий диссертации Система ЭБС -это сложная организационно завершенная (структурированная) информационная система, которая состоит из элементов-звеньев взаимосвязанных в едином процессе управления интеллектуальными и сопутствующими им информационными потоками, причем задачи функционирования этих звеньев объединены общими целями организации экологического бизнеса и (или) внешними экологически ориентированными целями
Система ЭБС состоит из отдельных элементов-звеньев - неделимых обособленных частей, выполняющих локальные экологические операции Звенья могут быть трех основных типов генерирующие, преобразующие и поглощающие интеллектуальные и сопутствующие информационные потоки Могут встречаться смешанные звенья, в которых указанные три типа комбинируются в различных сочетаниях Несколько звеньев упорядоченных по какому-либо потоку образуют экологическую цепь (полная
экологическая цепь - линейно упорядоченное множество звеньев, по которым проходят потоки от поставщика экологически ориентированной инновации до потребителя) Полное множество звеньев, взаимосвязанных между собой по интеллектуальным и сопутствующим им информационным потокам в системе обеспечения ЭБС является логистической сетью
Экологическая логистика рассматривается в диссертации как инструмент реализации новой концепции систем обеспечения ЭБС Фактически экологическая логистика занимается "состыковкой" двух сфер предъявляемого рынком экологического спроса и выдвигаемого стратегией маркетинга экологического предложения
Концептуально система обеспечения ЭБС имеет целью описать и объяснить отношения между строительной организацией и окружающей средой Основными предпосылками интегральной парадшмы логистики являются следующие
1 Понимание механизмов творчества и понимание логистики как стратегического
элемента в конкурентных возможностях фирмы на рынке экологически ориентированных
инноваций
Имеется достаточно много перспектив интеграции между строительно-экологическими партнерами, новых организационных (структурных) отношений
Технологические возможности, в частности в области информационно-компьютерных технологий, радикально изменились и открыли новые горизонты контроля и управления во всех сферах производства и обращения нового экологически ориентированного знания
Чтобы быть конкурентной на рынке экологически ориентированных инноваций, проектно-строительной фирме необходимы гибкость и динамичность, т е быстрая адаптация фирмы к изменяющимся условиям рыночной среды и спроса на ее продукцию Таким образом, важнейшее значение приобретает фактор времени Должны сокращаться все временные фазы жизненного цикла нового интеллектуального экологически ориентированного строительного продукта время на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки, время поставки сырья и материалов, время строительного производства, время обработки заказа, и тд На первый план выступает вопрос устойчивости протекания инновационных процессов во взаимодействии строительной деятельности с окружающей средой
Обзор научных трудов в сфере устойчивости процессов согласно теории автоматического управления вывел автора диссертации на результаты работ таких ученых, как Ляпунов А М, Вышнеградский И А, Михайлов А В , и др Однако предложенные этими учеными критерии устойчивости разрабатывались для детерминированных систем управления машинами Критерии устойчивости для детерминированных систем автоматического управления изначально не предназначались и не интерпретировались в качестве критериев устойчивости систем ЭБС объекта, территории, или отрасли Поэтому их использование для этих целей требует соответствующей интерпретации, адаптации и проверки достоверности, в том числе
требуется разработать подходы математической интерпретации оптимизационных моделей систем обеспечения ЭБС и моделей инновационной устойчивости систем обеспечения ЭБС
Таким образом, проблемой экологии и современной строительной науки является отсутствие комплексной интеграция и автоматизации живого и машинного интеллектов в системах ЭБС Эта проблема возникает, во-первых из-за отсутствия научных основ и методов оптимизации для решения задач экологического управления, адаптированного к строительству, в частности к строительным обьектам, к территории застройки, к строительным технологиям, к строительным материалам и конструкциям Во-вторых, эта проблема возникает из-за отсутствия формализованных моделей и методов интерпретации оптимизационных задач математического моделирования к решению задач экологического управления инновационным процессом В-третьих, эта проблема существует из-за отсутствия единой систематизации в теории управления экологической безопасностью зданий, строении, сооружений и экологической безояасносіью использования, прилегающих к ним территорий на всех этапах жизненного цикла строительного объекта В-четвертых, эта проблема существует из-за отсутствия экологически ориентированного технического регулирования безопасностью зданий, строений, сооружений и безопасным использованием, прилегающих к ним территорий на всех этапах жизненного цикла строительного объекта
На сегодняшний день в строительной отрасли нет системы технических регламентов, устарели многие национальные стандарты (ГОСТы) и своды правил по безопасности, а в области инноваций в строительстве практически нет никакой нормативной базы
Учитывая все вышесказанное, приходим к выводу о том, что проведенные автором исследования актуальны, как с позиции экологии и науки управления инновационным процессом в строительстве, так и с позиции практики информационного обеспечения экологической безопасности строительства
Данная диссертационная работа выполнялась лично автором более двух десятилетий в рамках проектов государственных научно-технических программ общенационального значения ГНТП "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф", Раздел 3 14 «Разработка системы норм и требований по обеспечению безопасности объектов машиностроительного комплекса», ИМАШ РАН, 1992 - 93 гг, ГНТП «Целевая комплексная программа научно-технического прогресса на 1991-2000 годы, Концепция проблемного раздела 2 2 Машиностроительный комплекс», ВНИИПМ Бюро Совмина по машиностроению, где автор был ответственным исполнителем проекта, ГНТП "Автоматизация ", ИМАШ РАН, 1992 г «Разработка методики проектирования и исследований, адаптивных МП бортовых САУ ДВС с учетом анализа их надежности и оперативной диагностики», проект МГСУ по научно-технической программе Минобразования РФ 202 «Инновационная деятельность высшей школы» на 2004 год по
направлению 202 01 Развитие инфраструктуры инновационного комплекса Формирование университетских учебно-научно-инновационных комплексов (УНИК) на базе вузов, и другие научные программы с участием автора диссертации Часть результатов были разработаны в проекте создания на базе МГСУ Центра инноваций, коммерциализации и трансферта технологий для вузов строительного профиля (ЦКТТ-МГСУ), а также при участии автора диссертации в создании кафедры Технического регулирования, реализующей предложенные в диссертации инновационные методы формирования систем обеспечения ЭБС на базе факультета ПГС ИСА МГСУ Прикладные результаты в форме патентов на изобретения автор диссертации получил в проекте «Разработка и оптимизация энерго-ресурсосберегающих технологий производства и применения эффективных строительных материалов, изделий и конструкций» ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (подпрограмма №2 «Прикладные исследования и разработки по приоритетным направчениям науки и техники», раздел №22 «Опыгно-конструкторские, экспериментальные и технологические разработки»), направление «Энергосберегающие технологии»
Значимых результатов автор диссертации достиг, будучи исполнителем проекта Федерального закона «Об общем техническом регламенте «О безопасной эксплуатации зданий, строений и сооружений и безопасном использовании прилегающих к ним территорий», включенного по предложениям Министерства регионального развития России в Программу разработки технических регламентов, утвержденную распоряжением Правительства Российской Федерации от б ноября 2004 г № 1421-р (в редакции распоряжения Правительства Российской Федерации от 29 мая 2006 г №781-р)
Объектом исследования являются Системы экологической безопасности строительства (Системы ЭБС) Система ЭБС характеризуются структурой компонентов и связями (положительными и отрицательными, прямыми и обратными) и реализуется на разных уровнях управления (глобальном, международном региональном, национальном, местном, локальном и персональном) Система ЭБС в зависимости от вида регулятора может быть автоматической, автоматизированной и неавтоматизированной (административной) Структура компонентов систем ЭБС может содержать виды обеспечения организационное, правовое, кадровое, финансово-экономическое, материально-техническое, информационное другие виды обеспечения Связи в системах ЭБС реализуются в механизмах управления организационном, правовом, экономическом Объектно-ориентированные системы ЭБС обычно привязаны к технологической подготовке строительного производства, непосредственно к строительству, к материально-техническому снабжению, к сбыту и эксплуатации продукции, к системе утилизации и/или захоронению отходов Система ЭБС обычно содержит в своей структуре функциональные подсистемы обеспечения планирование, координация, контроль, мониторинг, экономика и другие
Предметом исследования являются концепции, классификации, принципы и
13 подходы к идентификации процессов систем ЭБС и различные интерпретации оптимизационных экологических задач и задач экологической устойчивости развития объектов, территорий и отрасли строительства, а также методы прогнозирования и формирования систем ЭБС, устойчивых к экологически ориентированным инновациям
Цель диссертации, разработка научных основ и инновационных методов формирования систем экологической безопасности строительства, которые обеспечивают возможность универсального подхода к поддержанию устойчивого развития (неравновесного состояния систем «строительный объект - окружающая среда») с помощью экологически ориентированных инноваций на уровне соблюдения минимально необходимых требований экологической безопасности
Задачи исследования
Задачи исследования обусловлены целью диссертации и заключаются в изучении и разработке инновационной методологии систем экологической безопасности строительства
Главной задачей исследования является разработка единой универсальной методологии формирования систем ЭБС на основе интерпретации математических моделей экологической оптимизации инновационных воздействий на окружающую среду В задачи исследования входит анализ и синтез методологии формирования систем управления экологической безопасностью строительства, а также создание моделей устойчивости управления систем ЭБС, в том числе формулировка понятия траектории развития строительного объекта и разработка математических критериев устойчивости управления систем ЭБС на объекте, на территории, в отрасли страны
Центральными задачами диссертации являются задачи интерпретации моделей устойчивости инновационных экологически ориентированных процессов и моделей экологической оптимизации инновационных воздействий на окружающую среду
Центральные задачи диссертации были посвящены решению следующих вопросов - анализ существующей методологии и разработка инновационной методологии формирования систем ЭБС, - создание моделей устойчивости систем ЭБС, -формулировка понятия траектории развития инновационного объекта, - разработка критериев устойчивости систем обеспечения ЭБС на уровнях объекта, территории, и отрасти в целом, - разработка инновационной методологии формирования систем обеспечения ЭБС, базирующаяся на прогнозировании инновационных экологических технологий строительства Исследования направлены также на разработку информационной технологии реализации предложенных принципов, методов и моделей предлагаемой методологии формирования инновационных систем обеспечения ЭБС
Перечень всех задач диссертации следующий
1 Проанализировать состояние известных систем ЭБС российские системы, национальные системы, международные системы
2 Разработать научные основы методологии формирования систем ЭБС
концепции формирования систем ЭБС, классификация и структура систем ЭБС, принципы формирования систем ЭБС, методы функционирования систем ЭБС,
3 Разработать и интерпретировать математические модели систем ЭБС
классифицировать существующие экстремальные задачи и методы их
решения для выбора и использования применительно к системам ЭБС,
исследовать модели факторов воздействия строительства на окружающую
среду и критериев устойчивости систем обеспечения ЭБС,
исследовать подходы к интерпретации критериев устойчивости систем
обеспечения ЭБС,
разработать графическую интерпретацию экологически ориентированного
развития строительного объекта, территории, отрасли в информационных
координатах окружающей среды
4 Разработать и иссчедовать инновационные модели и методы формирования
систем ЭБС
модель решения инновационных экологических задач линейным
программированием,
модель экологической сбалансированности инновационных планов развития
объекта, территории или отрасли,
модель выявления опасных инновационных воздействий симплекс-методом,
метод формирования устойчивых систем ЭБС
5 Исследовать инновационные этапы формирования локальных, территориальных
или отраслевых систем ЭБС
начальные условия инновационного формирования систем ЭБС,
идентификация процессов и требований в системах обеспечения
экологической безопасности строительства объекта, территории, отрасли,
математическое описание инновационной системы экологической
безопасности строительства,
понятие устойчивости инновационной системы экологической безопасности
строительства объекта, территории, отрасли,
математические критерии для оценки устойчивости инновационной системы
обеспечения ЭБС
6 Разработать информационную технологию формирования локальных,
территориальных и отраслевых систем обеспечения ЭБС
информационная модель прогнозирования критических технологий
строительства,
информационные методы систем обеспечения ЭБС,
15 информационные решения задач обеспечения ЭБС, информационная модель согласования требований систем обеспечения ЭБС
Методы исследований В исследованиях автор использует экологический оптимизационный подход к изысканиям путей безопасного развития территории под воздействием строительной деятельности, который свойственен многим современным научным исследованиям в данной области Например, для анализа процессов строитетьных технологий, оказывающих воздействия на окружающую среду, автор хоть и применяет тривиальный математический аппарат линейных преобразований и матриц в купе с тривиальными математическими методами оптимизации, однако, в процессе исследования автор впервые интерпретирует понятие целевой функции оптимизации, как минимизацию экологически ориентированных инновационных воздействий строительсгва на окружающую среду Кроме того, в работе используются новые, впервые предложенные автором, интерпретации известных теорий и математических аппаратов Например, для исследования устойчивости системы экологической безопасности строительства автор использует критерии теории устойчивости по Ляпунову А М, Вышнеградскому И А, Михайлову А В, то есть по наличию тех или иных корней уравнений, описывающих поведение системы в многомерном пространстве параметров окружающей среды При выработке концептуальных подходов к проблеме формирования систем экологической безопасности строительства автор использует для исследований такие формализации, идентификации и интерпретации, как нечеткие множества, фракталы, и другие средства имитационного моделирования При исследованиях функционирования систем экологической безопасности строительства автор использует современные принципы и методы логистики и самоорганизации сложных систем Автор использует методы и модели поддержки принятия решений на основе информационных интеллектуальных технологий
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждается применением проверенных практикой классических теорий, использованием современных методов анализа и статистической обработкой данных, а также возможностью повторения экспериментов и результатов исследований, проводимых на математических моделях с помощью ЭВМ
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
1 Гипотеза обеспечиваемого инновациями экологически безопасного развития объекта, территории, отрасли, базирующаяся на разработанных автором инновационных методах, моделях, понятиях и критериях экологической оценки, в том числе
Метод решения инновационных экологических задач линейным
программированием,
Метод экологической сбалансированности инновационных планов
развития объекта, территории, отрасли,
Модель устойчивости инновационной системы «строительный объект -окружающая среда»,
Понятия и критерии устойчивости инновационной системы «строительный объект - окружающая среда»
Инновационная методология формирования систем обеспечения ЭБС, базирующаяся на разработанном автором методе прогнозирования инновационных экологически безопасных технологий строительства
Информационная технология систем обеспечения ЭБС, базирующаяся на разработанных автором инновационных моделях
экологического прогнозирования и мониторинга инновационных систем
ЭБС,
логистических инновационных систем ЭБС,
кластерных инновационных систем структур требований ЭБС
Научная новизна К наиболее существенным новым научным результатам диссертационной работы относятся
1 Впервые разработана инновационная методология формирования систем
обеспечения ЭБС, в том числе
Новые подходы к интерпретации и формализации инновационных систем ЭБС, Новые принципы и методы формирования инновационных систем ЭБС, Новые модели классификации и идентификация компонентов инновационных систем ЭБС,
2 Впервые разработаны инновационные методы систем обеспечения ЭБС для задач
минимизации техногенных инновационных воздействий, в том числе
Новый метод решения инновационных экологических задач линейным программированием,
Новый метод экочогической сбалансированности инновационных планов развития объекта, территории, отрасли, Новый метод выявления опасных инновационных воздействий строительства,
3 Впервые разработаны модель и метод для задач исследования устойчивости к
техногенным инновационным воздействиям строительства, в том числе
Новая модель системы «строительный объект- окружающая среда»,
Новый метод оценки потенциалов опасного развития и критериев устойчивости инновационных систем обеспечения ЭБС
4 Впервые разработаны инновационные методы и модели формирования
систем обеспечения ЭБС в том числе
Новый метод прогнозирования инновационных экологических технологий строительства,
Новая модель логистических инновационных систем ЭБС,
Новая модель кластерных инновационных структур требований ЭБС
17 Практическая значимость. Предложенная в диссертации гипотеза управляемого инновациями развития экологически безопасного строительства позволяет проводить исследования инновационных методов, моделей, и критериев оценки оптимальности и устойчивости функционирования систем инновационной экологической безопасности строительства
Предложенные в диссертации инновационные методы позволяют с большой вероятностью прогнозировать прорывные экологически безопасные технологии строительства и технические решения устройств, обеспечивающие экологическую безопасность в области строительства Впервые с использованием нового метода прогнозирования инновационных экологических технологий разработан комплекс новых технических решений (более 15-ти патентов на изобретения) направленных на решения проблем экологической безопасности строительных объектов на территориях застройки
Модели формирования систем обеспечения ЭБС предложенные в диссертации позволяют разрабатывать системы территориального программного комплекса сбора и обработки данных по экологическому прогнозированию и мониторингу инновационного строительства, которая является составной частью федеральной системы экологического мониторинга строительства, обеспечивающая учет строительных площадок и сооружений и территориальный экологический мониторинг строительства на уровне субъектов Российской Федерации Эта система позволит получать достоверные данные для принятия своевременных инновационных решений
Разработанные автором математические описания системы обеспечения ЭБС объектов, в том числе модель системы «строительный объект - окружающая среда» и модель устойчивости инновационной системы обеспечения ЭБС, позволяют определять области возможного изменения значений параметров инновационной системы, при которых не нарушается ее устойчивость
Разработанные автором принципы формирования систем обеспечения экологической безопасности строительства, в том числе принцип системного единства, принцип развития, принцип превентивности, принцип ответственности, принцип открытости, позволяют формировать эффективные решения систем обеспечения ЭБС любых направлений, уровней сложности и масштабов использования Например, с их помощью могут быть получены решения при разработке технических регламентов и национальных стандартов, при проведении экспертизы инновационных проектов планов и программ развития и конкретных проектов строительных объектов, а также при оценке воздействий на окружающую среду экологически ориентированных инноваций в строительном комплексе страны, на территориях строительства и в строительных объектах
Разработанные автором информационные методы формирования территориальных и отраслевых систем обеспечения ЭБС применяются и реализуются в конкретных программах и проектах на уровнях федерации и регионов Разработанные автором информационные модели формирования систем обеспечения ЭБС, в том числе -
информационная модель согласования новых технических регламентов строительства применяются с использованием программно-технических средств на современных ЭВМ
Разработанная автором функционально-информационная модель систем обеспечения ЭБС отражает объект исследования в самом широком смысле как подсистему Государственного градостроительного кадастра (ГГК), как подсистему Государственного экологического мониторинга (ГЭМ) страны, как часть Государственной системы научно-технической информации (ГСНТИ), как комплексную информационную систему промышленной собственности и систему технического регулирования
Результаты диссертации нашли применение при составлении и издании учебно-методических материалов с грифом «Рекомендовано Министерством образования и науки РФ для строительных университетов и вузов в качестве учебных пособий», в которых раскрывается математический инструментарий при решении предметных технико-экологических и социально-экологических задач
Применение разработок автора, направленных на активный поиск и использование стандартных программно-технических средств и информационных технологий логистических систем экологической реконструкции объектов строительства, выполненных в рамках настоящего исследования, позволило осуществлять реализацию учебного процесса по специальности экологическая безопасность строительства в Московском государственном строительном университете
Реализация результатов Полученные результаты исследований подтверждались в промышленных условиях и приняты к внедрению по программам ГНТП "Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф", Раздел 3 14 «Разработка системы норм и требований по обеспечению безопасности объектов машиностроительного комплекса», ИМАШ РАН, 1992 - 93 гг, ЦКП НТП на 1991-2000 годы, Концепция проблемного раздела 2 2 Машиностроительный компчекс, ВНИИПМ Бюро Совмина по машиностроению, ГКЦНГП "Автоматизация "«Разработка методики проектирования и исследований адаптивных МП бортовых САУ ДВС с учетом анализа их надежности я оперативной диагностики», ИМАШ РАН, 1992 г, Государственная научно-техническая программа Минобрнаука РФ 202 «Инновационная деятельность высшей школы» на 2004 год по направлению 202 01 Развитие инфраструктуры инновационного комплекса, «Разработка и оптимизация энерго-ресурсосберегающих технологий производства я применения эффективных строительных материалов, изделий и конструкций» ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (подпрограмма №2 «Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники», раздел №22 «Опытно-консгрукторские, экспериментальные и технологические разработки»), направление «Энергосберегающие технологии», Проект Федерального закона «Об общем техническом регламенте «О безопасной эксплуатации зданий, строений и сооружений и безопасном использовании прилегающих к ним территорий»,
включенного по предложениям Министерства регионального развития России в Программу разработки технических регламентов, утвержденную распоряжением Правительства Российской Федерации от 6 ноября 2004 г № 1421-р (в редакции распоряжения Правительства Российской Федерации от 29 мая 2006 г № 781-р) Экономический эффект от внедрения предлагаемых норм и требований только по ОТР-2 «О безопасной эксплуатации зданий, строений и сооружений и безопасном использовании прилегающих к ним территорий» составит оценочно более 1,0 млрд руб в год Материалы исследовании использованы в лекционных и лабораторных курсах «Экологическая экспертиза и сертификация в строительстве» «Экологический менеджмент и маркетинг» для студентов по специализации «Экологическая безопасность строительства» в Московском государственном строительном университете
Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных, всесоюзных, всероссийских, республиканских и региональных конфсренцчях, в том числе
г Москва Всесоюзная конференция ВДНХ ВНИИС Госстандарта «Организационно-экономическое обеспечение качества технологических систем» 1990 г
г Красногорск (Моек обл) Всесоюзная конференция "Высокопроизводительное оборудование и прогрессивные технологии в машиностроении" 1991 г
г Красногорск (Моек обл) Всесоюзная научно-техническая конференция Пути обеспечения качества и конкурентоспособности машиностроительной продукции в условиях рыночной экономики 1992 г
г Суздаль "Организация и управление экологическим предпринимательством в условиях рыночных отношений в России", 19961
г Ярославль, Всероссийская научно-практическая конференция "Проблемы организации использования результатов научно-технической деятельности в интересах экономического и социального развития регионов РФ" 2000 г,
Варшава, Польша IX Потьско-российский семинар "Теоретические основы строительства", 2000 г
Хаммамет, Тунис Международный семинар «Проблемы международного сотрудничества в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» 2000 г
г Москва, Россия Городская научно-практическая конференция, посвященная 80-летию МГСУ-МИСИ «Современные технологии в строительстве Образование, наука, практика» 2001 г
г Москва, Россия, ВВЦ, павильон №57 IX Международная выставка молодежных научно-технических проектов ЭКСПО-Наука 2003 г
г Москва Конференция «Научно-технические инновации в строительстве" МГСУ, 7-10 декабря 2004г
г Москва - г Звенигород, Всероссийская конференция «Инновационная деятельность высшей школы», 14-16 декабря 20041
Всероссийская конференция «Совершенствование систем управления качеством подготовки специалистов» г Красноярск 2004 г
Всероссийская конференция с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» Том 2 Архангельск 2004 г
г Москва Общественные слушания Проекта Федерального закона в течение 2006 г, который многократно обсуждался на совещаниях и заседаниях рабочих групп Минрегионом России, Госстроем, Минпромэнерго России, Ростехрегулированием, Российским союзом промышленников и предпринимателей, Ассоциацией строителей России и представителями других министерств и ведомств Российской Федерации Актуальность принятия федерального закона «Общий технический регламент «О безопасной эксплуатации зданий, строений, сооружений и безопасном использовании прилегающих к ним территорий» подтверждается Парламентскими слушаниями, посвященными законодательному обеспечению безопасности в строительстве 21 ноября 2006 г, и 23 ноября 2006 г
г Москва Общественный совет по техническому регулированию при Минпромэнерго России 19 сентября 2006 г, а загем 21 ноября 2006 т проведены оба этапа общественных слушаний по вопросу принятия проекта в качестве Федерального закона «Общий технический регламент «О безопасной эксплуатации зданий, строений и сооружений и безопасном использовании прилегающих к ним территорий»
Личный вклад автора. Автором лично выдвинута гипотеза инновационного развития, базирующаяся на инновационных методах, моделях, понятиях и критериях оценки методов функционирования систем Автором лично разработаны инновационные методы формирования систем обеспечения экологической безопасности строительства, а также автором лично проведены все экспериментальные и теоретические исследования по представленной работе, автором лично проанализированы полученные результаты и представлены обобщения Автором лично получены все обоснования защищаемых положений диссертации
Публикации Основные положения диссертации опубликованы в 125 научных трудах, в тч в 6 учебных изданиях, рекомендованных Министерством образования и науки РФ в качестве учебных пособий для студентов вузов, более чем в 50 статьях в периодических журналах и в сборниках научных трудов государственных университетов и институтов РАН, из них 35 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК (см список) Автор имеет 7 авторских свидетельств и более 15 патентов на изобретения
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 253 наименования, в том числе 124 ссылки на научные труды автора и 129 ссылок на научные труды других авторов, 260 страниц машинописного текста, 65 рисунков и 15 таблиц Приложения в отдельном томе на более 300 страницах содержат информационные материалы, иллюстрирующие практическое использование и внедрение результатов исследования
