Введение к работе
Актуальность темы исследования для развития методов мониторинга и оптимального управления лесными ресурсами состоит в следующем.
1. Проблема успешного решения задач мониторинга и оптимального управления лесными ресурсами требует полного и четкого описания целей функционирования и постановок изучаемых вопросов относительно объекта управления - лесных ресурсов.
Проблема решается выбором количественных критериев, описывающих состояние экосистемы и окружающей природной среды.
На основе прогнозирования динамики развития нарушенного экологического баланса можно предложить приемлемую программу восстановления водных ресурсов, почвы, улучшения солнечной радиации, вентиляции городов и очистки атмосферы, что имеет жизненное значение.
Из влияющих на критерии мониторинга и оптимального управления лесными ресурсами параметров следует выделить те, которые имеют неопределенную природу.
Неопределенность в задачах мониторинга и оптимального управления лесными ресурсами, как и неопределенность в задачах принятия решений, вызвана недостаточной надежностью и количеством информации, на базе которой и осуществляется выбор решений. Наиболее часто встречаются следующие виды неопределенности:
а) Неопределенность, обусловленная недостатком информации и ее достоверности. Она связана с трудностями прогнозирования перспектив
5 расширения лесных насаждений, изменениями потребностей лесообрабатывающей промышленности;
б) Неопределенность, вызванная недостатком опыта и знаний
разработчиками факторов, влияющих на процесс оптимального управления
лесными ресурсами и недостаточной изученностью проблем расширения
лесных насаждений;
в) Неопределенность, диктуемая необходимостью создания в какой- то
мере универсальных систем мониторинга и управления лесными
ресурсами.
До настоящего времени проблема учета влияющих на процесс синтеза систем мониторинга и управления неопределенных параметров не потеряла своей актуальности. И это, несмотря на то, что уже имеется достаточное число работ, в которых приводятся результаты по оптимизации, управлению, контролю и восстановлению лесных ландшафтов.
Однако, у исследователей пока не сформировалась единая точка зрения на отбор критериев оптимизации в условиях неопределенности и, как следствие,- на методы разработок моделей управления, на формулировки принципов оптимальности.
В данной работе анализ задач управления лесными ресурсами призван восполнить имеющийся пробел, что и обосновывает актуальность исследования.
2. До настоящего времени в задачах синтеза систем управления и
мониторинга лесных ландшафтов выделялись отдельные классы задач
исследования операций и принятия решений.
В нашем исследовании дано развитие таких работ, основанное на конструировании моделей теории массового обслуживания, математического программирования и оптимального управления.
Особенность разрабатываемых моделей - в возможности одновременного анализа в рамках единой модели экологических и экономических факторов, что также указывает на актуальность исследования.
3. Разработка в нашем исследовании алгоритмов построения
оптимальных решений для задач оптимизации систем мониторинга и
управления лесными ресурсами обосновывает численный подход
нахождения этих решений.
Мы используем, основанный на алгоритмах случайного поиска, метод решения задач оптимального управления лесными ресурсами. Метод позволяет находить оптимальные управления в динамических системах оптимального управления.
Объект исследования. Объектом исследования является система мониторинга и управления лесными ресурсами.
Цель работы. Целью диссертационной работы является проектирование системы мониторинга и управления лесными ресурсами. В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:
а) создания эколого - экономической модели мониторинга и
управления лесными ресурсами;
б) построения оптимальных решений в системах мониторинга и
управления лесными ресурсами;
в) алгоритмическая и программная реализация задач оптимального
управления и мониторинга лесными ресурсами.
Методы исследования. Методы формирования моделей мониторинга и управления, оптимальных решений основаны на аппарате теории массового обслуживания, математического программирования и оптимального управления.
Научная новизна работы заключается в разработке и развитии методов моделирования задач мониторинга и управления лесными ландшафтами и в алгоритмической реализации проблемы построения оптимальных решений эколого - экономических моделей управления лесными ресурсами. В соответствии с этим:
-
Разработаны модели управления лесными ресурсами в условиях неопределенности и детерминированности (модели массового обслуживания и задач математического программирования), а также модели динамических систем, описывающие динамику изменения состояния лесных ресурсов в зависимости от факторов, которые влияют на состав, размеры и виды древостоя.
-
Разработаны алгоритмы оптимизации, обеспечивающие построение оптимальных траекторий и управлений в динамических системах оптимального управления лесными ресурсами.
-
Исследованы модели мониторинга лесных фитоценозов и разработаны методы количественной оценки для определения нормы радиационного баланса и расхода влаги на транспирацию.
-
Исследованы задачи оптимизации последовательности опросов датчиков для измерения параметров, характеризующих состояние лесных фитоценозов.
Практическая ценность. Решение поставленных в работе проблем обеспечило возможность:
а) создания диалогового программного комплекса мониторинга и
управления лесными ресурсами;
б) программной реализации алгоритмов решения динамических
моделей оптимального управления.
Реализация работы. Работа выполнялась в соответствии с программой "Suljuipuiufi hpinmtif", LruXj-p. ^uiiUH2luuiphuijp.u щшрииипрй (Jpuiqpn, "Шшшшр. uintiquniif", ІГШг-р <,iuifui2luujphuijpu и|шриїгаі)р.Ь bpmqpji
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались:
- на Международной конференции по методам и приложениям
многокритериальных задач принятия решений, Май, 14 - 16, 1997, Де
Монс, Бельгия;
- на конференции "Основные задачи рыночной экономики переходного
периода в Армении", Сентябрь, 24 - 26, 1997, Ереван, Ин-т экономических
исследований министерства экономики Республики Армения;
- на Международной конференции "Экономическое образование и
анализ политики за период национального развития", 1995, Ереван, центр
стратегических социально - экономических исследований.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1-3J
Состав и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 108 наименований и приложения. Общий текст диссертации изложен на 163 страницах.
Диссертация написана на русском языке.