Алгоритмы и методики для поддержки принятия управленческих решений в обеспечении экологической безопасности Зырянова Екатерина Васильевна

Введение к работе

Актуальность исследований. Экологическая экспертиза (ЭЭ) является основным инструментом подготовки принятия управленческих решений и эффективным управленческим рычагом в области охраны окружающей среды. Следовательно, важно знать, насколько полно и достоверно ЭЭ проведена. Однако механизмы оценки качества ее проведения на данный момент плохо развиты.

Для качественного проведения ЭЭ необходимы квалифицированные эксперты в данной области, но алгоритмы оценки квалификации экспертов, которые бы достаточно полно учитывали специфику их деятельности, не достаточно развиты.

Для качественного проведения ЭЭ важно иметь быстрый доступ к полной
и достоверной информации, что в имеющейся системе охраны окружающей
среды не позволяют сделать существенные недостатки, которые заключаются в
очень слабом взаимодействии подразделений системы между собой.
Устранение подобных проблем возможно при создании некоей структуры,
обеспечивающей объединение и информационный обмен между

подразделениями системы.

Поэтому проведенные в рамках данной работы изыскания являются актуальными.

Наши исследования в области экологической безопасности опирались на работы Боголюбова С.А., Дьяконова К. П., Дончевой Л. В., Казанника А.И., Лагуновой А.И., Матвеева А.В., Садовниковой Н.П. и др., в области оценки квалификации экспертов – на работы Панковой Л.А., Петровского А.М., Шнейдермана Н.В., Целых А.Н., Тимошенко Р.П., Постникова В.М. и др.

Значительная часть исследований использует подход, основанный на нечеткой логике, описанный в работах Аверина А.Н., Алтунина А. Е., Белова В. М., Борисова А. Н., Корченко А.Г., Малышева Н.Г., Семухина М. В. и др.

Объектом исследования являются процессы управления в системе охраны окружающей среды и процедура ЭЭ.

Предметом исследования является алгоритмическое и методическое обеспечение поддержки процесса принятия управленческих решений для обеспечения экологической безопасности.

Целью исследования является разработка и программная реализация
алгоритмов оценки качества ЭЭ, использующих нечеткую логику, а также
формулировка концептуальной модели управления информационным

пространством в сфере экологической безопасности. Для достижения поставленной цели необходимо реализовать следующие задачи.

1. Разработать алгоритмы и методики оценки качества ЭЭ и квалификации экспертов в области ЭЭ, использующие аппарат нечеткой логики и позволяющие поддержать процесс принятия управленческих решений в сфере экологической безопасности.

2. Для оценки качества ЭЭ, квалификации и профессиональной пригодности эксперта в области ЭЭ разработать интервально-статистический

метод оценки параметров многомерной полиномиальной функции

принадлежности.

3. Разработать программное обеспечение для оценки качества ЭЭ, квалификации и профессиональной пригодности экспертов в области ЭЭ, позволяющее автоматизировать процессы отбора экспертов и оценку качества проведения ЭЭ.

4. Апробировать разработанное алгоритмическое, методическое и программное обеспечение в ходе практического проведения оценки качества ЭЭ.

5. Разработать концептуальную модель управления информационным пространством в сфере экологической безопасности, отражающую распределение информации между участниками пространства, необходимой для обеспечения экологической безопасности.

Методы исследования. Для достижения поставленной цели в работе использовались методы теории нечетких множеств, теории управления организационными системами, теории принятия решений, теории вероятностей и математической статистики, экспертных оценок, а также методы структурного программирования.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработан алгоритмический и методический инструментарий оценки качества ЭЭ, основанный на экспертном опросе и нечеткой лингвистической характеристике качества проведения ЭЭ. Это позволяет поддержать процесс принятия управленческих решений на основе актуального законодательства в области ЭЭ и имеющейся документации по объекту ЭЭ.

2. Разработан алгоритм и методика оценки квалификации и профессиональной пригодности экспертов в области ЭЭ, основанный на использовании лингвистической шкалы и нечеткой лингвистической характеристики квалификации экспертов в области ЭЭ. Такой подход позволяет отобрать экспертов для проведения ЭЭ на основе анализа имеющегося у них образования, знаний, умений, опыта, а также личностных качеств.

3. Разработана модификация интервально-статистического метода, пригодная для определения параметров многомерной полиномиальной функции принадлежности, используемой при оценке качества ЭЭ и квалификации экспертов. Такой подход позволяет получать несмещенные, состоятельные и эффективные оценки параметров функции принадлежности.

4. Предложена концептуальная модель управления информационным пространством в сфере экологической безопасности, описывающая распределение информации между участниками пространства, необходимой для обеспечения экологической безопасности.

Теоретическая значимость работы.

1. Разработана модификация интервально-статистического метода с несмещенными, состоятельными и эффективными оценками параметров многомерной полиномиальной функции принадлежности. Ее применение дает возможность оценить качество ЭЭ и квалификацию экспертов в области экологической безопасности.

2. Разработана концептуальная модель управления информационным пространством в сфере экологической безопасности.

Практическая значимость работы заключается в разработке алгоритмов,
методик и программного обеспечения для формирования оценки качества ЭЭ,
оценки квалификации и профессиональной пригодности экспертов в области
экологической безопасности. Это подтверждается реализацией модулей
предлагаемого инструментария «Построение функций принадлежности для
оценки качества ЭЭ», «Оценка критериев ЭЭ», «Автоматизированная система
оценки качества ЭЭ». На данное программное обеспечение получены
свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. Апробация
модулей проведена в Западно-Сибирском территориальном отделе Управления
Роспотребнадзора по железнодорожному транспорту, в Западно-Сибирской
Региональной Дирекции железнодорожных вокзалов по Алтайскому региону и
в учебном процессе на кафедре «Безопасность и управление в
телекоммуникациях» Сибирского государственного университета

телекоммуникаций и информатики, что подтверждается актами внедрения.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается
обоснованной постановкой задач, результатами экспериментальных

исследований на основе разработанных методик, апробацией предложенного программного обеспечения в реальных условиях.

Положения, выносимые на защиту:

5. Алгоритм и методика оценки качества ЭЭ, основанные на экспертном опросе и нечеткой лингвистической характеристике качества проведения ЭЭ в рамках актуального законодательства в области ЭЭ и имеющейся документации по объекту ЭЭ. Соответствует п. 5 и п. 10 паспорта специальности.

6. Алгоритм и методика качественной оценки квалификации и профессиональной пригодности экспертов в области ЭЭ с использованием лингвистической шкалы, позволяющие получить нечеткую лингвистическую характеристику квалификации экспертов с точки зрения имеющихся у них личностных качеств, образования, знаний, умений, а так же опыта работы в данной области. Соответствует п. 5 и п. 10 паспорта специальности.

7. Модификация интервально-статистического метода определения параметров многомерной полиномиальной функции принадлежности. Соответствует п. 5 и п. 6 паспорта специальности.

8. Концептуальная модель управления информационным пространством в сфере экологической безопасности, описывающая распределение информации между участниками пространства, необходимой для обеспечения экологической безопасности. Соответствует п. 5 и п. 10 паспорта специальности.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: «Управление созданием и развитием систем, сетей и устройств телекоммуникаций» (Санкт-Петербург, 2008), «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера – приоритетные направления

обеспечения комплексной безопасности населения Юга Западной Сибири»
(Барнаул, 2008), «Проблемы социального и научно-технического развития в
современном мире» (Рубцовск, 2008, 2010), «Информатика и проблемы
телекоммуникаций» (Новосибирск, 2011), «Современные проблемы

телекоммуникаций» (Новосибирск, 2013), «Информационные технологии в прикладных исследованиях» (Новосибирск, 2013), «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2014), «Современное состояние и перспективы развития правовой науки» (Уфа, 2014), «Обработка информации и математическое моделирование» (Новосибирск, 2016), на научно-методических семинарах и заседаниях кафедры защиты информационных ресурсов и систем связи АлтГТУ (2008-2010гг.) и кафедры безопасности и управления в телекоммуникациях СибГУТИ (2010-2016 гг.).

Публикации по теме диссертации. По теме диссертационного исследования опубликованы 22 научные работы: 7 статей в журналах из списка ВАК РФ, 15 научных работ в трудах и материалах научных конференций. Получено 3 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 122 наименований, 5 приложений. Общий объем 171 страница, в том числе основной текст 119 страниц. Диссертация содержит 49 рисунков и 20 таблиц.