Блок схема управления техносферой и природопользованием

Понятие управления предполагает принятие решения на основе количественных критериев качества решения. Для этого в случае сложных систем необходимо выбрать такое решение, при котором характеристика качества (критерий) будет принимать экстремальное значение.

Замечание по терминологии: Характеристика качества принятия решения может называться по-разному: критерий, эффективность, полезность, потери и. т. д..

Термин критерий иногда понимается как алгоритм принятия решений (решающая функция): t(x)_H1^H0 C

extr_Hi t(x) ; H_I -значение параметра, i = 1...n

Есть набор значений параметров (объем капитало вложений) и есть иная характеристика качества (прибыль). Перебирая различные значения параметров и смотрим при каком значении достигается максимум (максимальная прибыль).

Очень часто, выбранная характеристика качества не схватывает все принципиальные особенности сложной системы, которой мы управляем.

Очень часто мы имеем целый набор параметров (характеристики решения H_i ), изменение которых может привести к экстремальным значениям параметров качества.

t₁(t), z(y), v(z) - прибыль, экологический риск, безопасность

t , z, v - характеристики качества t₁(t)

t, y, z - параметры P(N)= z(y)

v(z)

Встает проблема интеграции критериев качества или многокритериальная задача оптимизации.

В рамках задач природопользования таким интегрирующим критерием качества был признан экологический риск или экологическая безопасность.

Схема управления природопользованием и техносферой на основе концепции экологической безопасности

Л ПР - лицо принимающее ЛПР

решение Аналитический центр

принятия решений Объект управ-

ления (ОУ)

Система анализа планета

Экологический Экономический

мониторинг мониторинг

Аналитический центр принятия решений в системе управления природопользованием занимается решением задачи многокритерной оптимизации для управления системой природопользования.

Теоретическое решение этой задачи представляет фундаментальную основу как задач управления сложными техническими системами, так и задач управления экономическими системами.

Теория управления - единый фундамент для современных технологических систем и для экономики.

Принцип управления сложными системами

Под управлением будем понимать процесс организации целенаправленного воздействия на объект, в результате которого объект переходит в требуемое (целевое) состояние.

Объектом или системой которые подвергаются управлению, будем называть ту часть окружающего мира, состояние которого может быть количественно описано и на которую мы можем воздействовать целенаправленно.

Обозначим Х воздействие среды на объект, Y состояние объекта. Это состояние объекта может воздействовать на среду.

субъект

Y

О

среда среда

,

X

Объект – автомобиль

X –состояние дороги, освещение, погода.

Y = f (X)

Если процесс развивается во времени (динамические системы), то вместо функции используется оператор.

Y = F⁰ (X)

X – вход объекта;

Y – выход объекта.

Целенаправленное воздействие предполагает наличие субъекта, который задает цель управления.

Замечание.

Цель управления и субъект управления, который задает эту цель, с точки зрения физики и точного естествознания могут пониматься как принцип Ле Шатенье для открытых, сложных неравновесных систем.

Например, таким образом, можно трактовать эволюцию экосистемы.

Появление при анализе управления объектом «фигуры» субъекта совершенно необходимо, ибо только так можно понять, как образуются цели управления.

Если состояние Y объекта удовлетворяет потребностям субъекта, то никакого управление ненужно.

Субъект взаимодействует как с объектом управления так и со средой.

Теория управления предполагает, что цель управления можно выразить количественно.

Z - цель управления, соответственно цель управления можно связать с состоянием объекта.

Z =  (Y)

Схема каналов управления

цели управления

алгоритмы управления

субъект

О

X

Y

D_x

D_y

ИУ

U

X₂

Y₂

УУ

D_y – Оператор измерения

ИУ – исполнительное устройство

U – сигнал управления

X₂ , Y₂ –измерительные сигналы

<X₂, Y₂> - сигналы описывают информационные взаимодействия

I – количество информации

Один из принципов управления.

Так как технические и энергетические возможности измерительных систем ограничены, в системе управление, в задаче управления всегда существует априорная неполнота информации (принцип неполноты информации в контуре управления). Чем он сложнее, тем неполнота информации больше.

Так как биосфера и экосистема представляют собой примеры сложных систем, то принцип неопределенной информации в экологии является основополагающим.

Итак, перечислим.

Основными факторами всякого управления являются:

• цели управления Z;

• информация о состоянии объектов и среды I;

• воздействие на объект U;

• алгоритм управления .

U =  (I, Z)

Управление определяется множеством целей, которые поступают в систему управления из вне, и характеризуются субъектом управления.