Введение к работе
Акггуальность работы обусловлена критическим состоянием экологии в 'осени. Согласно выводам ученых, около 40 млн. человек, проживающих в 86 города, испытывают воздействие вредных веществ, з 10 раз и более превышающих нор-!Ы ПДК. Особенно тяжелое положение сложилось в городах, в которых расположены іредприятия черной и цветной металлургии, нефтедобывающей н нефтеперерабаты-ающей отраслей, топливно-энергетического комплекса.
На сегодняшний день в мире не существует моделей, связывающих уровень агрязнения окружающей среды с продолжительностью жизни. До сих пор такая займа не ставилась и не решалась, хотя, несомненно, это одна из важнейших проблем в кологии человека. Давно уже настал момент, когда люди должны осознавать лоелед-твия своей экологической безграмотности, легкомысленного отношения к окру-сающей среде, преступного отношения к своим потомкам, наследующим после них еградирующую, неустойчивую среду обитания.
Анализ же существующих математических моделей показал, что они реша-)т иные задачи и описывают влияние загрязняющих веществ на заболеваемость и мертность только для больших групп населения (взрослые, дети; мужчины, женщи-ы и т.д.), на основе которых невозможно оценить изменение продолжительности :изни. Оценка заболеваемости и смертности в лучшем случае осуществляется в чень обобщенном виде, в худшем случае она просто некорректна.
В связи с этим остается актуальной задача оценки техногенного воздейст-ия на здоровье и продолжительность жизни человека.
Существующие модели обладают следующими недостатками: смысловой некорректностью (в линейных моделях регрессии присутствуют отрицательные коэффициенты, искажающие характер влияния загрязнителей на здоровье человека).
неоднозначностью результатов (при этом разница оцениваемых коэффициентов может достигать нескольких раз),
методическими погрешностями (полученные коэффициенты слишком завышены вследствие неправильного учета совокупности загрязняющих факторов).
Сложившаяся ситуация объясняется тем, что имеющаяся у исследователя нформация неполна, часто противоречива и недоступна для точного измерения.
Вместе с тем накопленный опыт, аккумулирующий результаты статистиче-сих исследований, а также субъективно-интуитивные знания экспертов, позволяет встроить комбинированную модель техногенного воздействия на здоровье и про-мжительность жизни человека, учитывающую противоречивость и разнородность зформационного пространства, характерной для данной предметной области.
Цель работы.
На основе анализа предметной области и существующих методов моделирования разработать:
комбинированную математическую модель техногенного воздействия, позволяющую оценить заболеваемость, смертность и продолжительность жизни для различных групп населения с возможной персонификацией этих показателей для конкретного человека, как среднестатистического носителя учитываемых в ней факторов.
алгоритм идентификации комбинированных математических моделей, оперирующих с разнородными параметрами в разнородной информационной среде.
диалоговую систему идентификации комбинированных моделей на основе экспертных оценок.
Апробировать полученную модель для оценки техногенного воздействия на здоровье и продолжительность жизни человека с использованием данных одного из металлургических городов России.
Методика исследований включала:
- изучение проблематики рассматриваемой предметной области, существующих
моделей и методов ее исследования;
изучение теории нечетких множеств и использования экспертных знаний при исследовании и моделировании сложных, слабо структурируемых предметных областей;
- изучение известных способов идентификации нечетких, комбинированных моде
лей.
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
Проведен сравнительный анализ существующих моделей и методов оценки воздействия загрязняющих веществ на здоровье и продолжительность жизни человека.
Выявлена информационная специфика исследуемой предметной области.
Сформулирована задача синтеза многоцелевой математической модели техногенного воздействия.
Разработана комбинированная математическая модель техногенного воздействия на здоровье человека, позволяющая оценить заболеваемость, смертность и продолжительность жизни для различных групп населения с возможной персонификацией этих показателей для конкретного человека, как среднестатистического носителя учитываемых в ней факторов.
Разработан алгоритм и диалоговая экспертная процедура идентификации класса комбинированных моделей, оперирующих с разнородными параметрами в разнородной информационной среде и состоящий из двух основных этапов. На первом этапе осуществляется идентификация параметров модели с использованием классических методов (например, методом наименьших квадратов). На втором этапе осуществляется корректировка с использованием многовариантной процедуры на-
стройки с помощью изменения параметров функций принадлежности коэффициентов модели и исходных данных.
Практическая ценность обусловлена тремя аспектами применения:
-
в обучающих интеллектуальных компьютерных тренинговых системах для воспитания экологической культуры у эксплуатационно-технического персонала (ЭТП) и студентов высших и средних специальных учебных заведений, для оценки вреда, наносимого здоровью людей, в том числе обучаемого, в результате предпринятых им технологических действий;
-
в гигиенической практике для прогноза состояния здоровья населения, принятия решений и оценки последствий размещения того или иного производства;
3) для оценки уязвимости лиц, устраивающихся на экологически опасное про
изводство, при профотборе.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались на научных семинарах кафедры АСУ МИСиС, на седьмой международной конференции «Проблемы управления безопасностью сложных систем», Москва, 1999 год.
Публикации. По теме диссертации опубликовано три работы.
Структура я объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы, включающего 67 наименований. Основной текст занимает 131 машинописных страниц, в том числе 31 рисунок, 6 таблиц, 2 графика и 4 диаграммы.
