Введение к работе
. Состояние вопроса. Управление природными ресурсами имеет важное значение для прибрежных морских регионов в связи с
интенсивным их освоением. Требование сохранения такого природного ресурса как качество морской среды приводит к необходимости анализа эколого-экономической системы прибрежной зоны. Количество элементов в такой системе может быть очень велико, что делает ее практически необозримой. Анализ взаимосвязей природных и рукотворных элементов в системе осложнен тем, что эти элементы изучаются разными научными дисциплинами, что затрудняет использование традиционных математических моделей.
В настоящее время разработаны различные подходы к моделированию морских систем, адекватных по сложности поставленным задачам. Среди них модели биологического блока морских систем (В.В. Алексеев,1974-1982), исследование моделей эко-лого-экономических систем и процессов развития биосферы в целом (В.Ф.Крапивин, 1978-1994), (Н.Н.Моисеев, 1978-1993), (Ю.М.Свирежев, 1980), имитационное моделирование экологоэко-номических систем (А.Б.Горстко, 1984). При решении задач долгосрочного прогнозирования разработан подход, основанный на идее самоорганизации, реализованный в МГУА (А.Г.Ивахнен-ко, 1975-1990). При изучении действия токсикантов на экосистему исследуется проблема идентификации уравнений по экспериментальным данным (В.Б.Георгиевский, 1974). В последнее время наряду с теорией потенциальной .эффективности получил развитие новый подход на основе моделей системологии -экоскрининговый (Б.С.Флейшман, 1974-1995).
При моделировании обычно используются динамические модели, базирующиеся на нелинейных дифференциальных уравнениях в частных производных, построение которых требует агрегиро^ вания компонент. Необходимость учета всего многообразия связей в сложной системе привела к созданию нового типа моделей. Для прогнозирования перестройки экологических и эколого- экономических систем празработан комбинированный подход в математическом моделировании - логико-информационный. Идея создания его принадлежит академику НАН Украины В.И.Беляеву.
Он основан на сочетании известных динамических моделей с логико-информационной, предназначенной для исследования слож-
ных геосистем,представляемых в виде многомерной сети функционирующих элементов, связанных через производство - потребление ресурсов. Метод позволяет проследить связь между принимаемыми в сфере управления решениями по использованию природных ресурсов и экологическими последствиями .реализации таких решений.
Актуальность проблемы. Применение новых принципов математического моделирования в сочетании с возможностями вычислительной техники обеспечивают автоматизацию научных исследований, что позволяет получить качественно новые пути решения проблемы научно-обоснованного управления природными ресурсами. Эта задача выдвигает на первый план разработку принципов создания компьютерных программных систем управления природными ресурсами. Разработанные принципы и подходы к моделированию состояния природных систем и управления их ресурсами могут быть легко адаптированы к новому поколению вычислительной техники, которая постоянно модернизируется.
Цель и задача исследования. Дель данной работы состояла в автоматизации исследований по управлению ресурсами в морском прибрежном регионе для решения экологических проблем.Для ее реализации необходимо решение следующих задач: ( 1. На основе логико-информационного подхода разработать модель морского прибрежного региона, отражающую взаимосвязи между экономическими и природными объектами.
-
Разработать методологический подход к оценке, состояния эколого-экономических систем на базе полученной модели.
-
Решить методические вопросы включения результатов динамического моделирования отдельных функционирующих элементов в качестве нормативов потребления и производства ресурсов, в том числе качества морской среды.
-
Сформулировать и алгоритмически реализовать принципы создания компьютерных программных систем как средства реализации логико-информационных моделей и разработать методики их модификации для моделирования управления ресурсами в конкретных эколого-экономических и экологических системах.
-
Создать методику формирования информационной бгг-' модели.
-
Разработать алгоритмы поиска решений по управлению ресурсами, алгоритмы оценки перестойки системы в результате антропогенного воздействия.
-
Полученные результаты адаптировать к решению конкретных зздзч и осуществить практическую реализацию применительно к реальным системам.
Практическая значимость.
Проведена практическая реализация отдельных направлений указанной разработки.Результаты исследований - внедрены в Госстрой УССР , В Институте математики АН Киргизской ССР для моделирования районного эвена агропромышленного комплекса, в Гос. фонде алгоритмов и программ ВНТИЦЕНТР зарегистрировано как автоматизированное рабочее место плановика, в отделе курортов Крымского облисполкома для решения задач по оптимизации рекреационной обстановки, в ЮгНИРО по моделированию пояулящш криля е море Содружества, в институте Акустики (Мурманск) по моделированию воздействия акустических сигналов, " создаваемых аппаратурой геофизической разведки, на структуру биологических сообществ экосистемы шельфа Баренцева моря, на Черноморском флоте по моделированию экологического состояния Севастопольских бухт. Разработанный подход испольговался такяе в научішх исследованиях по моделированию состояния экосистемы Северо-западного шельфа Черного моря, морского прибрежного экотона в рамках проектов "Черное море", "Динамика экосистем", "Экотон" НАН Украины, "Гидроэко-логи" ГКНТ Украины.
Достоверность. Достоверность проведенных исследований подтверждается сопоставимостью результатов, полученных на основе программки реализации разработанных в диссертации алгоритмов с ранее известны)*! аналитическими результатами и реальными фактическими данными.
Научная новизна. В работе использован новый подход - ло-гико-информционный. В.И.Беляевым были сформулированы основополагающие принципы логико-информационного моделирования, а автором диссертационной работы они были проанализированы и развиты до теоретических положений применительно к проблеме автоматизации исследований моркпх эколого-экономических систем и на их основе впервые были разработаны принципы соэда-
- 4 -ния компьютерных программных систем и осуществлено их приложение к исследованию проблемы управления ресурсами реальных" ситем.
Апробация работы . Основные результаты исследований представлены на конференциях "Экология и рациональное использование природных ресурсов Шного региона Украины" (Севастополь, 1984), "Применение методов теории информации для повышения эффективности и качества радиоэлектронных систем" (Таганрог, 1984), постоянно действующем семинаре "Проблемы прикладной экологии" (Одесса, 1984), V съезде географического общества УССР (Симферополь,1985), всесоюзной школе - семинаре НТОРЭС "Теория систем и разработка АСУ" (Калинин, 1985), всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения океана" (Ленинград, 1985), республиканской конференции "Экономика исследования Мирового океана (Севастополь, 1985), всесоюзной научно-технической школе "Методы оптимального синтеза сложных систем и их приложение в инженерной экологии" (Черноголовка. 1985), конференции "Совершенствование управления развитием рекреационных систем" (Севастополь, 1985), совещании в Институте кибернетики АН УССР по вопросу применения логико-информационной модели для решения проблем, связанных с охраной окружающей среды (Киев, 1986), совещаниях в Крымском облисполкоме по вопросу применения логико-информационной модели в задачах управления народным хозяйством Крымской области (Симферополь,1986, 1992, 1993 ),Ученом совете Морского гидрофизического института АН УССР (Севастополь, 1987), 1-й всесоюзной конференции "Проблемы социальной экологии" (Львов, 1986), конференции "Экоинформа-тика" (Москва, 1986)".конференция" Кибернетика - 86" (Рига, 1986), 1-м гидрологическом съезде (Киев,1988), конференциях "Проблемы комплексной застройки Шного берега-Крыма" (Симферополь , 1988), "Минеральные и рекреационные ресурсы на Болгарском черноморском побережьи" (Варна, 1988), V-й Всесоюзной конференции по комплексной проблеме управления программами развития крупномасштабных интегрированных систем (Киев, 1991), на совещании у зам. председателя Госкомитета СССР по науке и технике (1991), научном семинаре в Иинститут* биологии Южных морей НАНУ (Севастополь, 1990), научно-щ жтичес-
ком .совещании у зам. председателя Облисполкомы г. Бургас (1990), Международной конференции по рыболовству (Калининград, 1993), конференции "Диагноз состояния окружающей среды Аэово-Черноморсокого бассейна" (Севастополь, 1993), научных семинарах отдела оптики и биофизики моря Морского гидрофизического института НАН Украины (Севастополь, 1987 -1995), Международной конференции "Украина в правовом экономическом пространстве" (Киев, 1994), конференции выставке "Вода, Еоэдух, земля" (Севастополь, 1996). В первой главе рассматриваются методология оценки состояния природных ресурсов прибрежных морских регионов.
Публикация. По материалам исследований опубликовано 41 научная работа, среди которых две монографии совместно с В.И.Беляевым и одна коллективная монография. Список наиболее важных из них приведен в конце реферата.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из двух частей: 1. Адаптация методов логико-информационного моделирозанияк решению задач автоматизации исследований по управлению природными ресурсами (главы 1-3) . II. Разработка принципов построения автоматизированных систем управления ресурсами в эколого-экономических системах на основе логико-информационного подхода (главы 3-8). Структура диссертации отражает этапы исследования и их взаимосвязь. Текст диссертации содержит 268 страниц, 38 иллюстраций, список литературы включает 170 наименований.
