Содержание к диссертации
Введение
1. Оценка перспектив промышленного использования торфяных месторождений 11
1.1. Основные технологические аспекты развития торфяной промышленности 11
l.1.1 Направления расхода торфа 11
1.1.2. Экологическая составляющая использования торфа как топлива 12
1.1.3. Торфяная промышленность Костромской области - тенденции развития 13
1.1.4. Охрана торфяных месторождений 16
1.1.5. Задачи анализа эффективности развития торфяной промышленности 17
1.2. Анализ возможности использования программных средств для решения задач оценки эффективности развития торфяной промышленности, исходя из свойств территории 21
1.3.Перспективы применения ГИС - технологий 23
1.4.Перспективы применения СППР и экспертных систем 29
1.5. Выводы и результаты 3 О
2. Определение моделей пространственного влияния объектов, входящих в систему использования торфяных ресурсов 32
2.1.Состав библиотеки моделей пространственного влияния объектов 35
2.2. Методика определения моделей пространственного влияния объектов на основе использования нечетких (размытых) множеств 33
2.3. Взаимосвязь функций пространственного влияния и функций принадлежности. Типовые разновидности функций 40
2.4. Определение параметров моделей пространственного влияния объектов 44
2.4.1. Модель объекта «Торфяное месторождение» 44
2.4.1.1. Модель объекта «Торфяное месторождение», учитывающая объем запасов 44
2.4.1.2. Модель объекта «Торфяное месторождение», учитывающая транспортную составляющую 45
2.4.1.3. Модель объекта «Торфяное месторождение», учитывающая область хозяйственного использования 47
2.4.1.4. Модель пространственного влияния объекта «Заповедник» 54
2.4.2. Модель объекта «Транспортный путь» 54
2.4.2.1. Модель объекта «Транспортный путь», учитывающая грузоподъемности и скорость транспортной единицы 55
2.4.2.2. Модель объекта «Транспортный путь», учитывающая удаленность от местороэюдения 60
2.4.3. Модель объекта «Потребитель» 60
2.4.3.1. Модель объекта «Потребитель - Котельная» 61
2.4.3.2. Модель объекта «Потребитель - Торфопредприятие» 63
2.4.4. Модель объекта «Населенный пункт» 65
2.4.5. Модели пространственного влияния естественных препятствий 67
2.5.Типовые задачи по оценке перспективности развития торфяной промышленности с помощью моделей пространственного влияния 67
2.6.Выводы и результаты 69
3. Разработка СППР для интегральной оценки свойств территории и планирования промышленного освоения торфяных залежей на основе ГИС «Торфяные месторождения Костромской области» 71
3.1.Разработка ГИС «Торфяные месторождения Костромской области» 72
3.1.1. Информационное обеспечение ГИС. Источники данных 73
3.1.2. Создание пространственной базы данных 75
3.2.Функциональные возможности ГИС 77
3.2.1. Общие аналитические операции 79
3.2.2. Пространственное моделирование 81
3.3. Разработка структуры СППР 85
3.3.1. Системный подход к проектированию. Требования к СППР 85
3.3.2. Описание структуры СППР 86
3.4. Дифференцированный анализ влияния отдельных факторов на эффективность развития торфяной промышленности 88
3.4.1. Оценка обеспеченности торфяными ресурсами 8 8
3.4.2. Анализ транспортной доступности 93
3.4.3. Анализ влияния населенных пунктов 95
3.5. Выводы и результаты 97
4. Оценка эффективности развития различных направлений торфяной промышленности 98
4.1. Многокритериальные задачи и методы их решения 98
4.2. Технология применения метода анализа иерархии для определения эффективности развития торфяной промышленности 101
4.2.1. Структуризация 102
4.2.2. Попарные сравнения и вычисление коэффициентов согласованности 105
4.3.Определение перспективности территории для производства и использования различных видов торфяной продукции 106
4.3.1. Определение перспективности производства торфа как топлива 106
4.3.1.1. Построение иерархии if елей, факторов и объектов, их порождакпцих 107
4.3.1.2. Попарные сравнения альтернатив 108
4.3.2. Производство сельскохозяйственного торфа 113
4.3.2.1. Построение иерархии целей, факторов и объектов 114
4.3.2.2. Попарные сравнения альтернатив 115
4.3.3. Промышленная переработка торфа 120
4.3.3.1. Построение иерархии целей, факторов и объектов 121
4.3.3.2. Попарные сравнения альтернатив 122 4.4. Выводы и результаты 126
Заключение 127
Литература 129
- Торфяная промышленность Костромской области - тенденции развития
- Взаимосвязь функций пространственного влияния и функций принадлежности. Типовые разновидности функций
- Пространственное моделирование
- Многокритериальные задачи и методы их решения
Введение к работе
Актуальность проблемы. Принятие наиболее рациональных управленческих решений по планированию, развитию и управлению территориально - распределёнными промышленным производствами и комплексами является актуальной проблемой. К таким комплексам относятся объекты производственные системы, сети торговли, инфраструктуры (дорожно-транспортные сети, тепло - и энергоснабжение) и т.д. Их отличительной особенностью является то, что главным фактором, влияющим на процессы проектирования, создания и управления такими объектами является территориальная распределенность, в значительной степени определяющая взаимодействие составляющих эти комплексов и эффективность их функционирования.
Данными причинами обусловлено появление в последние десятилетия целого направления в теории и практике принятия решений при проектировании и управлении таких комплексов - это системный, интеграционный подход к анализу и учёту пространственного фактора как определяющего их функционирование. Одними из основоположников такой методологии в нашей стране являются представители Московской научной школы геоинформатики - Тикунов B.C., Кошкаров А.В. Их работы, посвященные пространственному моделированию развития территориальных комплексов, по существу являются примерами системного анализа с учётом пространственного фактора как главенствующего. В частности, Тикуновым B.C. была предложена «гравитационная модель» пространственного взаимодействия населённых территорий, моделирование свойств территорий с помощью полигонов Тиссена и ряд других методов пространственного анализа, которые перекликаются с идей профессора Колесникова А.А. (Санкт -Петербургский политехнический университет) об информационном поле взаимодействия объектов. Системный подход к анализу свойств территорий в той или иной степени рассматривались в работах Цветкова В.А., Кулагина
В.П., Иванкова А.Д. Наиболее системно и методически обосновано идея анализа свойств территориально - распределённых объектов была сформулирована профессором Удмурдского государственного университета Голевым, которую он оформил в виде метода определения топологических объектных свойств территории (ТОСТ - метод). В дальнейшем этот метод был развит проф. Староверовым Б.А. как технология использования функций пространственного влияния объектов. Эта технология нашла своё применение в работах Гнатюк А.Б. и Ершова В.Н. по системам автоматизированного проектирования электроэнергетических объектов. Моделями, методами и средствами пространственного анализа электроснабжения городов были посвящены также работы профессора Ивановского энергетического университета Косякова СВ., в которых он даёт формальное описание на языке теории множеств пространственной структуры территориально -распределённых систем, технологию определения альтернатив и поиск рациональных решений на основе «пространственных критериев».
Однако, не смотря на появление в последнее время работ по анализу и проектированию территориально - распределённых объектов, в том числе объектов промышленного производства, ряд проблем научного и практического характера остался не решённым. Их перечень наиболее ярко выявился при решении задач планирования промышленного освоения местных ресурсов в региональном масштабе, в частности при оценке перспектив развития промышленного освоения торфяных залежей Костромской области.
Таким образом, целесообразность использования торфа является сложной проблемой, связанной с решением ряда противоречивых экономических, социальных, организационных и экологических задач. Этим объясняется та неопределённость, которая наблюдается в настоящее время в решении вопросов использования торфа на государственном, региональном и местом уровне. Это хорошо видно на примере Костромской области. После периода интенсивной добычи торфа в 40- 60-х годах XX столетия торфяная отрасль в период, когда уголь и газ стали дешёвыми энергоресурсами и
транспортные издержки также были незначительными, оказалась на грани полной ликвидации. С повышением стоимости энергоресурсов и транспортных издержек интерес к торфу вновь возродился. Была принята специальная программа по возрождению торфодобычи. Но её выполнение свелось к отдельным точечным мероприятиям, которые не привели к осязаемым результатам в развитии торфяной промышленности как единого регионального комплекса. Одной из главных причин является бессистемность в анализе и планировании и не учёта ряда существенных факторов, особенно, таких как территориальная удалённость мест залегания и мест использования торфа, состояния дорожно-транспортной инфраструктуры. В связи с этим решить данную проблему можно только методами системного анализа, при этом главенствующую роль должен играть пространственный фактор -территориальная распределенность.
Следовательно, объектом исследования является региональный территориально-распределённый комплекс торфяной промышленности, предметом исследования - система поддержки принятия управленческих решений по промышленному использованию местных ресурсов на примере разработки торфяных месторождений.
В связи с этим целью работы является определение целесообразности использования торфяного месторождения на основе их комплексной оценки при планировании развития торфяной промышленности в масштабе региона.
В соответствии с этой целью основными задачами работы являются:
Формирование описания предмета исследования в виде системы объектов, функционально связанных пространственным взаимовлиянием.
Определение моделей пространственного влияния объектов как основы системного анализа эффективности территориально - распределённых комплексов промышленного использования торфяных месторождений.
3. Разработка методики принятия управленческих решений по
использованию торфяных месторождений и промышленной переработки
торфа с использованием моделей пространственного влияния в виде иерархи геоинфомационных моделей.
4. Модернизация инструментальных средств пространственного анализа для поддержки принятия управленческих решений по планированию развития территориально - распределённых промышленных комплексов использования торфяных месторождений и практическая апробация этих средств на примере Костромской области.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы системного анализа, теория и методы принятия решений, экспертного анализа, теория множеств, методология объектно-ориентированного проектирования и программирования.
Научная новизна работы заключается в разработке системной оценки влияния факторов территориальной распределенности на функционирование промышленных комплексов при принятии управленческих решений по развитию торфяной промышленности, а именно:
В представлении территориально распределённого комплекса промышленного освоения местных природных ресурсов в виде иерархической системы слратифицированных геомоделей пространственного влияния объектов, входящих в этот комплекс;
В разработке библиотеки моделей пространственного влияния объектов торфяной промьппленности, получаемых в виде функций принадлежности нечетких множеств с коэффициентами значимости, определяемыми методом анализа иерархии;
В разработке системы поддержки принятия решений по развитию торфяной промышленности, состоящей из геоинформационной системы, пространственной базы данных, структурированной в виде тематических слоев, и модуля пространственного анализа и моделирования;
В разработке технологии получения комплексной оценки территории для определения перспектив развития промышленного производства торфа в зависимости от цели его использования на основе применения
геоинфомационных моделей пространственного влияния. 5. На защиту выносятся следующие результаты:
иерархическая структура стратифицированных моделей территориально-распределенных объектов торфяной промышленности как основа системного анализа их пространственной взаимосвязи;
библиотека функций и моделей пространственного влияния объектов торфяной промышленности и метод определения их параметров на основе экспертных оценок;
структура системы поддержки принятия решений по развитию торфяной промышленности, состоящей из геоинформационной системы и пространственной базы данных, структурированной в виде тематических слоев;
технология оценки альтернатив развития торфяной промышленности на региональном уровне с помощью специализированного программного модуля.
Практическая ценность результатов работы определяется: - повышением эффективности оценки территориально-распределенных производственных комплексов торфяной промышленностью благодаря созданию системы поддержки принятия решений «Торфяные месторождения Костромской области», позволяющей проводить информационные запросы, топологический анализ, пространственное моделирование;
- снижением временных и ресурсных затрат при планировании освоения торфяных месторождений за счет автоматизации построения моделей пространственного взаимовлияния объектов, входящих в региональный комплекс торфяной промышленности. Реализация результатов работы.
Разработанный метод и программный комплекс моделирования на основе ГИС «Торфяной комплекс Костромской области» применяется Костромской торговопромышленной палатой, ОАО «Костромагеофизика» и ОАО «Костромарегионторф» для оценки торфяных запасов Костромской
области и определения перспективности развития торфяной промышленности.
Программный комплекс пространственного моделирования используется при преподавании дисциплины «Информационные технологии в управлении» в Костромском государственном технологическом университете. Практическая ценность работы подтверждена актами внедрения.
Апробация работы. Работа выполнялась в рамках тематического плана НИР Костромского технологического университета по теме «Совершенствование теории региональной экономической политики. Устойчивое развитие экономики Костромского региона», номер государственной регистрации темы 01200800137, а также в рамках госбюджетных и хоздоговорных НИР. Результаты работы докладывались и обсуждались на межрегиональный научных конференциях 2006 -2009 гг. в Костроме, Иванове, Пензе, а также на заседаниях Комиссии администрации Костромской по промышленному использованию местных ресурсов, в , торговопромышленной палате Костромской области.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы из 54 наименований; содержит 36 рисунков, 18 таблиц, 3 приложения. Общий объём составляет 156 страниц.
Торфяная промышленность Костромской области - тенденции развития
Таким образом, в Костромской области актуально стоит проблема диверсификации топливных ресурсов в направлении использования местных видов топлива с высокой степенью возобновляемости[31]. Промышленная разработка торфа в Костромской области берет свое начало с первых лет прошлого столетия. Первое торфопредприятие (Космынинское) приступило к работе в 1905 году. С 1930 и до конца 80-х годов Костромская ТЭЦ-1 в качестве основного вида топлива использовала торф. В военные и послевоенные годы торф как топливо сыграл незаменимую роль. К середине 80-х годов торфодобывающая отрасль области представляла собой единую высокомеханизированную структуру, способную удовлетворить потребность области в торфе, как на энергетические, так и на сельскохозяйственные нужды [33]. В настоящее время Костромская область обладает запасами торфа в объёме 573 млн. 170 тыс.тонн, из них промышленной разработке подлежат 193 торфомассива с запасами 515 млн. 582 тыс.тонн 40% условной влажности. По видам торфов в области преобладают низинные торфа высокой степени разложения, пригодные для использования в топливных целях, для сельского хозяйства и для глубокой переработки. Одним из существенных преимуществ Костромской области над другими субъектами РФ является относительно равномерное распределение запасов торфа по области, что позволяет организовать поставки торфа для нужд теплоснабжения и для нужд сельского хозяйства для большинства районов области с минимальными транспортными затратами. За все время разработки торфяных месторождений, начиная с 1905 года, на территории Костромской области выработано 22 торфяных месторождения в 10 районах общей площадью 394,7 га. При этом количество торфяных месторождений-1220, а общая площадь промышленной залежи 137381 га. В настоящее время основу топливного баланса Костромской области составляют привозные углеродистые виды топлива [33]. Рис. 1.3. Структура топливно-энергетического баланса Костромской области по состоянию на 2008 год Такая структура топливного баланса отрицательно сказывается на себестоимости производства тепловой энергии и ложится дополнительным бременем на местные бюджеты, которые и оплачивают значительную часть потребляемой тепловой энергии. Область располагает достаточно большим количеством котельных малой мощности, определяющих возможность строительства или реконструкцию для использования местных низкокалорийных видов топлива, а так же значительными ресурсами постоянно возобновляемой биомассы в виде древесных растений, торфа и отходов коммунального и сельского хозяйства, которая может быть использована в энергетических целях. Дополнительным стимулом к увеличению использования местных топливных ресурсов является их относительная экологическая «чистота» по сравнению с другими видами ископаемого топлива. Повсеместное распространение в Костромской области древесины и торфа определяет их доступность для потребителей топлива и соответственно низкие затраты на транспортировку, а также позволяет резервировать использование привозного топлива в случае сбоев в его поставках. Спад объема лесозаготовок и занятости населения лесных поселков могут быть в заметной степени компенсированы как заготовкой древесных отходов для энергетических нужд, так и организацией производств по заготовке энергетического торфа. Торф, как энергоресурс, занимает промежуточное положение. С одной стороны, он является ископаемым энергоресурсом, с другой - постоянно возобновляемым естественным путём, конкуренцию по цене ему составляют только газ и дрова, но лесное богатство региона можно использовать с большим экономическим эффектом, а газ, в идеале, должен использоваться только в тех производствах, где это необходимо. Костромская область попадает в промьппленно-экономический район торфяных ресурсов РФ, который следует рассматривать как главную базу для развития комплексного торфяного производства и добычи торфа в крупных масштабах на ближайшие 15-20 лет [26].
Взаимосвязь функций пространственного влияния и функций принадлежности. Типовые разновидности функций
Для определения модели торфяного месторождения при прямом использовании торфа в качестве топлива необходимо оценить его теплотворную способность. Основным горючим компонентом торфа, как и всякого другого топлива, является углерод. Теплота сгорания углерода 8100 ккал/кг. При сжигании он дает около 65-70% теплоты сгорания торфа. Вторым по значению горючим компонентом является водород, он дает при сжигании 30-35% теплоты сгорания торфа. Азот и кислород являются балластом, так как увеличение их содержания в торфе снижает количество углерода и водорода, при сгорании которых выделяется тепло. В связи с этим, возьмем содержание углерода за основной показатель ценности торфа (в случае, когда торф рассматривается в качестве топливного ресурса).
В настоящее время накопленный статистический материал о составе и свойствах различных видов торфа обобщен и систематизирован. В результате получены уравнения регрессии для элементарного состава торфа, группового химического состава, состава золы и других характеристик. Для определения содержания углерода (в % от органического вещества) существует следующее уравнение регрессии [26]: R — степень разложения торфа, Ас — зольность, Qr — теплота сгорания горючей части в калориметрической бомбе, рН - кислотность. Параметрами этой функции являются общетехнические характеристики, по которым проводится первичная оценка торфяного сырья. В геологоразведочных работах и в торфяном производстве определения этих показателей считается обязательным при всех видах работ. Используя данные «Кадастра торфяных месторождений Костромской области» характеристику отдельно взятого месторождения молшо определить следующим образом: Функция принадлежности определяется аналогично (2.11). Таким образом, функция пространственного влияния объекта «Торфяное месторождение» определяется следующей аналитической зависимостью: Модель пространственного влияния объекта «Заповедник» В Костромской области определён список торфяных месторождений, подлежащих сохранению в естественном состоянии. В его пределах добыча торфа недопустима, и функция пространственного влияния определяется: Одним из наиболее значимых оценочных факторов территории является транспортная доступность. Для транспортировки торфа используется водный, автомобильный и железнодорожный транспорт. Железнодорожный транспорт пшрокой колеи не получил распространения для вывозки торфа непосредственно с полей торфопредприятия, так как устройство широкой колеи на торфяной залежи требует больших капитальных вложений. Обычно торф подвозят к широкой колее другими видами транспорта, где перегружаются в вагоны пшрокой колеи, объём этих перевозок достигает 40% от всего добываемого торфа [10].
Железнодорожный транспорт узкой колеи является самым распространённым видом транспорта на торфопредприятиях не только для торфа, но и для перевозки оборудования, стройматериалов, обслуживающего персонала. При данном виде транспортировки давление на земляное полотно от подвижного состава меньше по сравнению с нормальной колеёй, поэтому торфяное основание выдерживает его при относительно небольших строительных затратах. Удельный вес перевозок торфа по узкоколейной железной дороге составляет 90%.
При небольших объёмах перевозок и наличии автодорог, связывающих торфопредприятие с потребителем, используется автотранспорт. При снабжении большого количества мелких потребителей, расположенных в городах, доставка автотранспортом является наиболее эффективной.
Водный транспорт используется в исключительных ситуациях, когда судоходные реки находятся в непосредственной близости или от месторождения торфа, или от потребителя, так как перегрузка торфа значительно увеличивает его стоимость, но для полноты картины рассмотрим и этот вид транспортировки.
Пространственное моделирование
Проблема учета пространственной составляющей в пределах влияния одной группы объектов была решена с помощью использования ГИС-технологий. Что касается комплексной оценки территории, то трудности вызывает одновременное наличие в такой задаче качественных и количественных критериев, а именно - перевод из качественных в количественные критерии. Да и сам правильный подбор весовых коэффициентов сделать довольно не просто. Это обстоятельство переводит задачу комплексной оценки ценности торфяного месторождения в диапазон проблем, которые могут быть адекватно сформулированы как многокритериальные.
Методы решения задач с одним критерием интенсивно разрабатывались последние 40 лет. Изучение таких методов отражало самый ранний и простой этап в развитии математического программирования. В действительности, практически любая серьезная реальная задача характеризуется больше чем одним критерием. Лица, принимающие решения (ЛПР), в значительно большей степени, чем когда бы то ни было, ощущают необходимость оценивать альтернативные решения с точки зрения нескольких критериев. Результаты исследования задач планирования и управления показывают, что в реальной постановке эти задачи являются многокритериальными.
По классификации, предложенной Гербертом Саймоном, поставленная задача требует непрограммного решения [36], связанного со сложными, не встречавшимися ранее, непредвиденными проблемами, не поддающимися точной количественной оценке. В зависимости от степени формализации расчетов в таких задачах применяются: формализованные методы, которые имеют четкий алгоритм решения в виде экономико-математических моделей, методик анализа и расчета; эвристические методы характеризуются тем, что разработка альтернативных вариантов решений основана на логике, суждениях и умозаключениях, не связанных с точными расчетами. Вырабатывая комплексную оценку перспективности освоения торфяных месторождений, необходимо применение эвристических или экспертных методов поддержки принятия решений. В настоящее время широко распространены такие методики как «Многосторонняя защита», «Диалектическое расследование», «Мозговая атака», морфологический анализ, синектика, метод Дельфи, метод экспертных оценок и др. Практически все они нацелены на генерирование альтернатив развития ситуаций и ранжирование в порядке их приоритета. Наибольший интерес для решения задачи комплексной оценки свойств территории имеет следующие аспекты: ранжирование приоритетных решений, нормализация разнородных данных и способы назначения весовых коэффициентов для значимых критериев. Комплексная модель оценки свойств территории в масштабах от региона до конкретного участка, которая осуществляется методом интеграции разнородных тематических слоев, описывается следующим образом: где V - множество вершин, определяющих границы оцениваемого участка; Р -множество свойств самого участка; Г- множество тематических слоев; Т -множество видов переработки и использования торфопродукции; С -множество правил объединения влияния отдельных объектов и тематических слоев. Для получения комплексной оценки используем наиболее хорошо зарекомендовавший себя на практике способ замены векторного критерия скалярных в виде взвешенной суммы составляющих векторного критерия. Для равноценных критериев, то есть критериев, для которых невозможно установить приоритет по важности, значения весовых коэффициентов выбираются одинаковыми [42]. Для неравноценных критериев, то есть критериев, для которых ЛПР может установить приоритет по важности, значения весовых коэффициентов выбираются в соответствии с важностью критерия. При построении результирующего рельефа комплексных свойств территории трудности вызывает одновременное наличие в такой задаче качественных и количественных характеристик их согласование. Поэтому объединение влияния разнородных объектов и тематических слоев осуществляется в виде линейной свёртк где кj - весовой коэффициент влияния т тематических слоев Г}., образованных п однородными объектами О,. Определение весовых коэффициентов, которые по существу являются численным значением критериев влияния на общую оценку объектов и факторов различной природы, осуществляется экспертным методом. Очевидно, комплексная оценка перспективности разработки торфяных месторождений, учитывающая такие группы объектов, как характеристика месторождения, транспортная доступность, характеристики потребителей, будет более точной, если её проводить с помощью метода назначения коэффициентов значимости, имеющего максимально возможное обоснование. Эффективный метод решения многокритериальных задач является метод анализа иерархий (МАИ) [34], который представляет более технологично организовать получения экспертных оценок, чем многие другие эвристические методы принятия решений. Метод анализа иерархий является замкнутой логической ішнструкцией, обеспечивающей с помощью простых правил анализ сложных проблем во всем их разнообразии и приводящей к наилучшему ответу. К тому же, применение метода позволяет віопочить в иерархию все имеющиеся по рассматриваемой проблеме знания. Это является сбалансированным путем решения трудной проблемы: оставить математику простой и позволить богатству структуры, несги бремя сложности [34]. Выделим основные направления исследований, в рамках которых будут определены весовые коэффициенты критериев значимости и проведена комплексная оценка перспектив развития торфяной промышленности: - диверсификация топливных ресурсов в направлении использования местных видов топлива - добыча топливного фрезерного торфа, обеспечение потребностей котельных, ТЭЦ, выявление участков территории, наиболее перспективных для обеспечения теплоснабжения на базе торфяного топлива; - сельскохозяйственное применение торфа - выявление месторождений, наиболее перспективных для разработки с целью производства удобрений, торфяных грунтов (учитывая производственные мощности существующих торфопредприятий); вьіявлеіше участков территории, наиболее перспективных для организации производства сельскохозяйственного торфа; - промышленная переработка торфа - выявление территорий, наиболее перспективных для организации производства переработіш торфа (торфяные брикеты, газогенераторное топливо, торфяной воск, торфяной кокс).
Многокритериальные задачи и методы их решения
Комплексная оценка территории с целью определения эффективности развития торфяной промышленности требует учитывать одновременно разнокачественные критерии и факторы. Для этого необходимо осуществлять перевод качественных показателей в количественные. На основании анализа различных методов решения многокритериальных задач выбора альтернатив определено, что для решаемого класса задач наиболее подходит метод анализа иерархии. 2. Технология применения метода анализа иерархии адаптирована для решения задач для оценки эффективности развития торфяной промышленности на рассматриваемой территории. В рамках этой технологии обобщённая иерархическая структура целей, факторов и объектов, влияющих на развитие добычи и промышленной переработки торфа. 3. Для оценки перспективности территорий для производства различных видов торфяной продукции методом анализа иерархии определены весовые коэффициенты влияния различных факторов и объектов, порождающие эти факторы. Путем свертки (суммирования) различных тематических слоев с использованием полученных весовых коэффициентов с помощью модуля пространственного моделирования получена комплексная территориальная оцешса перспективности производства торфа в зависимости от цели его использования: как местного топливного ресурса; для сельскохозяйственного применения в виде удобрения и торфяного грунта; для производства торфяных топливных брикетов, газогенераторного топлива, торфяного воска, торфяного кокса. 4. Анализ оценки перспективности территории для развития торфяной промьпцленности представляется в виде тематических карт, что значительно повышает наглядность результатов моделирования и значительно упрощает процесс принятия управленческих решений. 1. Определено, что для поиска эффективных путей промышленного использовании торфяных месторождений необходима комплексная оценка свойств территории, учитывающая естественные (природные) характеристики залежей, транспортную доступность, а также потребность в торфяном сырье для различных отраслей производства. 2. Многофакторность и неоднозначность поставленной задачи требует применение системной методологии, суть которой состоит в объединении системы поддержки принятия решений и экспертной системы, построенной на основе пространственно-ориентированной геоинформационной системе. 3. Определён состав моделей объектов, влияющих на эффективность промышленной разработки и использования торфа. Разработана метода построения моделей пространственного влияния этих объектов, основанный на объединении характеристик значимости объектов и их территориального влияния этих объектов в виде функции принадлежности нечетких множеств. Получены функции территориального влияния наиболее значимых объектов. 4. Разработан способ интеграции моделей влияния объектов, входящих в торфяной промышленный комплекс, относящихся к одному тематическому слою в виде суммы значений оценочных величин. Создана методика объединения моделей объектов, принадлежащих однофакторным тематическим слоям, и представление их в виде монорельефов как геоинформационной интерпретации результатов моделирования пространственного влияния. 5. Создана ГИС по обеспеченности Костромской области торфяными ресурсами как основа СППР. Сформирована пространственная база данных, которая структурирована в виде тематичесішх слоев, формируемых суммированием влияний отдельных объектов. Определены источники и структура данных, составлен перечень пространственных данных, определён базовый тип пространственных объектов, что позволяет проводить многовариантный поиск и анализ альтернатив на основе атрибутивной и пространственной информации. 6. Предложена структура СППР на базе ГИС, и разработан интерфейс рабочего места для анализа решений о перспективности промышленного использования торфяных залежей. Для решения данных задач применён модуль пространственного влияния GisDat, оперирующий большим количеством пространственно-распределённых объектов. 7. Методом анализа иерархии определены весовые коэффициенты влияния различных факторов влияния и объектов, порождающие это влияние. Путем использования полученных весовых коэффициентов с помощью модуля пространственного моделирования получена комплексная территориальная оценка перспективности производства торфа в зависимости от цели его использования. Выделены территории, наиболее перспективные для освоения месторождений и создания новых объектов торфяной промышленности. Таким образом, в результате проделанной работы были решены задачи по созданию методики и разработаны инструментальные средств системного анализа для поддержки принятия управленческих решений по развитию территориально распределённых промышленных комплексов освоения торфяных месторождений и проведена практическая апробация этих средств на примере Костромской области.
