авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

Основы теории управления региональным природопользованием

-- [ Страница 4 ] --

Последний пункт (п. 3, см.: с. 20) ранее указанной схемы характеризует фи-зический и математический смысл понятия «равновесие», т.к. включает в себя функцию некоторого общего «принципа оптимальности» поведения человека в системе «природа-общество». В целом такая оптимальность поведения лица, принимающего решения (или технология управления РП), должна заключаться в обеспечении процесса «сжатия» структуры и времени перехода от исходного состояния системы («равновесие») к новой (будущей или прогнозируемой) структуре-аттрактору (состояние «развития» системы). Для обеспечения вхож-дения системы в фазу «устойчивого развития» необходимо выполнение следую-щих условий. Во-первых, прогнозируемая структура-аттрактор должна быть бо-лее высокого (по энтропии) уровня организации, чем предыдущая структура-аттрактор. Во-вторых, область ее притяжения (фазовое пространство) должна быть близка к исходной системе, управление которой априори предполагается. В-третьих, должны наблюдаться и, как следствие, учитываться процессы само-организации, происходящие в исходной системе.

С точки зрения методологии и теории управления АСС «природа-общество», важное значение имеет процесс разработки специальных схем перехода реаль-ной системы к будущей (прогнозируемой) структуре-аттрактору (оценка возмо-жности АСС достигать области притяжения будущей структуры-аттрактора) или, что также возможно, способности реализации процесса «скатывания» в об-ласть притяжения предыдущей структуры-аттрактора. Одна из теоретических схем подобного перехода представлена на рис. 7.

 Схема перехода реальной АСС класса «природа–общество» к прогнозируемой-0

Рис. 7. Схема перехода реальной АСС класса «природа–общество»

к прогнозируемой структуре-аттрактору

Где: S(t) – структура перехода; T(t) – время перехода; АСС – активная слож-ная система класса «природа-общество»; 1-2 – расстояние перехода; 3-4 – время перехода; точки A-B – оптимум перехода АСС к будущей (прогнозируемой) структуре-аттрактору. Все конкретные ситуации перехода в реальных условиях реализуются в функциональном (биологическом) пространстве.

Из схемы следует, что реальная АСС может существовать в двух формах: за-висимая, когда она входит в область существования (притяжения, фазовое про-странство) какой-либо структуры-аттрактора, и независимая, когда она в нее не входит. Тогда теоретически возможны два способа ее движения: путем ее «ска-тывания» в область притяжения предыдущей структуры-аттрактора (на схеме это показано двойной стрелкой) и путем движения в область притяжения новой (будущей, прогнозируемой) структуры-аттрактора (ломаная линия, как один из возможных путей такого перехода). Однако теоретически также возможен неко-торый «оптимальный» путь (вектор) перехода; на схеме он обозначен жирной прямой стрелкой. Тогда точки A-B, полученные путем разложения вектора перехода на составляющие, и пересекающая их прямая дадут нам искомый оптимум перехода АСС к будущей (прогнозируемой) структуре-аттрактору; теоретически этот оптимум представляет собой процесс «сжатия» S(t) и T(t), или расстояния (структуры) и времени перехода.

Таким образом, исходя из теории бифуркаций (по И. Пригожину, 1985) и в рамках концепции «моды» (по Г. Хакену, 1980), а также на основе системного анализа и синтеза рис. 5-7, может быть определен физический смысл следующих фундаментальных понятий геоэкологии.

«Равновесие», рассматриваемое как некоторое физически устойчивое во вре-мени состояние АСС «природа-общество», будет заключаться в реализации (по-средством функции и методами управления) эффективного (по ресурсам и времени) процесса функционирования системы, при котором обеспечивается сохранение ее структуры и поддержание режима деятельности, или, в терминах синергетики, в достижении такого положения, когда «ядро» структуры-аттрак-тора (или «пятно» процесса, по Е.Н. Князевой, С.П. Курдюмову, 1992) обеспечивает относительно постоянное сохранение ее суперпозиции в фазовом прост-ранстве среды (геометрии, состояния и средней величины структурной энтропии (Hq) и энтропии импульса (Hp) системы). На практике – это, во-первых, процесс постоянной подпитки «ядра» структуры-аттрактора, т.е. восполнение массы, энергии и информации системы, и, во-вторых, сохранение размера и стру-ктуры фазового пространства ее притяжения.

Физический смысл «устойчивого развития» будет заключаться в последовательном и регулярно повторяющемся переходе от исходной к прогнозируемой структуре-аттрактору более высокой (по энтропии) форме организации (развитие системы) или менее (по энтропии) форме (гибель системы), HpHq. В терминах синергетики – это регулярно повторяющийся процесс, в результате которого происходит одновременное изменение «ядра» структуры-аттрактора и, соответственно, суперпозиции исходной системы и ее фазового пространства.

К фундаментальным понятиям геоэкологии следует также отнести понятие «геосистемного каркаса (ГСК) территории». В терминах синергетики ГСК представляет собой «ядро» структуры-аттрактора АСС «природа-общество», посред-ством сохранения или изменения (Hq, Hp) которого, а также фазового пространства, обеспечивается в динамике ее равновесие и устойчивое развитие. Исходя из теории синергетики, практический смысл выделения ГСК территории заключается в том, что в процессе управления РП достаточно поддерживать и развивать не всю систему, а лишь ограниченное количество элементов ее каркаса (устойчивые «моды» и их ансамбли с выходом на энтропийную оценку суперпозиции полной системы).

4. Управление региональным природопользованием следует осуществлять методами теоретико-игрового моделирования путем исследования процесса достижения АСС класса «природа-общество» двух возможных качественных состояний (структур-аттракторов) «равновесного» и «устойчивого» (флуктуационые и бифуркационные процессы), которые являются определяющими функциональными процессами развития сложно организованных природных и социальных систем. Основным характеристическим свойством протекания этих процессов является конфликт в условиях неопределенности.

Применительно к АСС «природа-общество» общая схема принятия управляющих решений будет иметь вид (использование принципа «черного ящика», развитие схемы управления «телеологическими» системами по Н. Винеру):

H

X Y

Z

Здесь новая связь “H” физически отражает одновременное вхождение чело-века в объект управления («объект природы») и систему управления («субъект природы», – разумное существо и лицо, имеющее возможность принимать ре-шения). Это положение раскрывает «двойственную» (биосоциальную) сущность человека (общества) и подчеркивает его исключительную роль среди всех дру-гих организмов биосферы. Отсюда вводится следующая общая модель управле-ния АСС «природа-общество»:

(1.1.)

т.е. управление следует рассматривать как процесс разумного и целенаправленного принятия решений, который определяется множествами состояний объекта управления и внешней среды , множеством функций лица, принимающего решения , действующего в направлении реализации функции управления для достижения глобального и локального критериев оптимизации управления с учетом реакции объекта управления на управляющее воздействие и на реакцию внешней среды .

Если на основании мнения экспертов определена и формально описана некоторая будущая относительно устойчивая структура-аттрактор, которая на данный период времени рассматривается в виде преследуемого человеком «идеала», то любые частные решения и промежуточные шаги, ведущие к ее достижению, можно рассматривать в виде следующей процедуры (оценка любого возможного состояния АСС «природа-общество», или решение задачи управления на высшем – «глобальном» – уровне):

(1.2.)

где: - управляющее решение в ситуации , или оценка качества состояния АСС «природа-общество» на каждом шаге возможного перехода от исходной структуры к планируемой структуре-аттрактору; – время, – варианты решения (перехода);

– функция выигрыша по вариантам перехода; – фазовое пространство среды;

– планируемая структура-аттрактор (в (1.1.)) для глобального критерия оптимизации управления; – новое фазовое пространство среды.

Для практики управления РП особый интерес представляет исследование функции выигрыша (f в модели 1.1. и H в модели 1.2.) локального (регионального) уровня. Исходя из основного механизма функционирования и развития сложно организованных природных и социальных систем – конфликт в условиях неопределенности, – эти функции (f и H) могут быть определены путем использования теоретико-игровых методов моделирования. Например, они могут быть рассчитаны на основе исследования специальных теоретико-игровых (антагонистических) моделей управления РП; ниже приводится подобная (общая) модель управления РП (ТИМ ПР), (1.3.).

(1.3.)

.

При ее разработке конфликт в системе «природа-общество» (по Н.Н. Воробьеву, 1970) рассматривался со стороны трех аспектов: дескриптивного, описывающего конфликт как таковой; конструктивного, уточняющего процесс задания отдельных компонент конфликта; нормативного, определяющего цели заинтересованных сто­рон (его общее определение представлено на с. 15-16).

В модели (1.3.) в первой строке записаны – множества игроков и их коалиций; во второй и третьей – множества стратегий поведения игроков и их коалиций; в четвертой – множества разобранных ситуаций; в пятой – множества функций (действий) игроков и коалиций; в шестой и седьмой – функции выигрыша игроков и коалиций. Под игроками и их коалициями в модели (1.3.) понимается множество игроков, не имеющих явно выраженных собственных интересов (для природных ресурсов это элементы косной части биосферы); - множество игроков, имеющих явно выраженные собственные интересы (элементы живой части биосферы); - множество игроков, имеющих явно выраженные собственные интересы и обладающих возможностью принимать разумные решения (общество и человек). Допустимые упрощения в (1.3.) касаются следующих аспектов: во-первых, вектор состояния внешней среды(см.: рис. на с. 27) рассматривается как метаигрок, входящий в группу игроков; во-вторых, классы коалиций игроков рассматриваются в виде простых коалиций , что допустимо по условиям постановки задачи.

Исходя из того, что максимальная эффективность биосистемы достигается на верхней границе ее устойчивости (момент зарождения новой структуры-аттрактора), функция выигрыша для игроков и их коалиций будет иметь вид , где отражает максимально возможное устойчивое развитие живой части биосферы. Аналогично можно записать и для игроков и их коалиций. Для игроков и их коалиций относительная устойчивость будет заключаться в достижении такой структуры-аттрактора, при которой целесообразно сохранение ее структуры и поддержание режима деятельности всей совокупностью (сетью) организаций, эксплуатирующих природные ресурсы, с целью получения максимальной величины и эффекта от всего возможного комплекса материальных благ. Здесь функция выигрыша может быть представ-лена в виде .

Тогда оптимальность, понимаемая как ситуация, в которой всем игрокам невыгодно отклоняться от выбранных ими стратегий, в ТИМ ПР (1.3.) может рассматриваться как возможность достижения множествами игроков и их коалиций такой ситуации, когда одновременно обеспечиваются максимизация произведенных благ и минимизация потребляемых ресурсов: . Методы решения такой задачи базируются на линейной аппроксимации множества точек, оптимальных по Парето.

Отсюда процесс управления в АСС класса «природа-общество» будет заклю-чаться в нахождении такого эффективного (по ресурсам и времени) варианта перехода, который обеспечивает оптимальные соотношения системных пара-метров АСС в конце данного перехода. Смысл управления такими системами выражается не в навязывании им каких-либо пу­тей развития, а в понимании и учете того, как можно способство­вать их собственным тенденциям развития и как выводить их на эти пути (Князева Е.Н., Курдюмов С.П., 1992).

Приводимая здесь ТИМ ПР (1.3.) представляет собой самое общее формаль­ное описание игры, которая, тем не менее, может быть положена в основу раз-работки конкретных моделей управления АСС «приро­да-общество». Данная по-становка преследует еще одну важную для систем планирования (поддержки) принятия управляющих решений (СПР) цель: она определяет структуру пред-ставления данных и знаний в системе, языка моделирования конфликтов и ее архитектуру в целом. Таким образом, теоретико-игровая постановка задачи уп-равления оп­ределяет не только методы принятия решений, но и всю идеологию построения высокоинтеллектуальных (автоматизированных) систем управления РП, в т.ч. ГИСов и экспертных систем.

На основе системного анализа и синтеза схемы перехода (рис. 7) и с целью уточнения всех ранее отмеченных важнейших свойств АСС (по Ф. Капра, 1991; см. с. 19-20), последние должны быть дополнены двумя новыми свойствами, ко-торые имеют принципиальное значение для процесса моделирования и разра-ботки СПР (Табл. 1). Их разработка была связана с представлениями К. Шенно-на и В. Уивера о передаче информации в открытых системах, законами сохране-ния информации (по У.Р. Эшби) и взаимосвязи энергии и информации (по В.М. Глушкову).

Системный анализ показывает, что в целом в задачной области управления РП сегодня можно ограничиться постановкой и решением следующих пяти классов задач: интерпретации, диагностики и мониторинга, планирования и реконструкции, прогноза, управления. Их выделение правомерно, поскольку каждый из них отличается особым способом постановки задач, своеобразным набором информации, специальными (особыми) методами решения и критерием оптимальности. Так, решение задач интерпретации определяется, главным образом, методами представления знаний в системе, методами обработки данных, метазнаниями (технологически это обычно информационно-поисковые и информационно-распознающие системы). Задачи диагностики и мониторинга требуют реализации в программной части СПР записи истории состояния системы, или же его «эталонного» (в виде информационного описания) состояния; здесь критерий оптимальности решения обычно рассматривается в виде набора предикатов по их близости к какому-то ранее определенному описанию системы (основные методы решения этих задач – распознавание образов). Последние классы задач характеризуются необходимостью ввода глобального и локального критериев оптимизации, что следует из требования рассматривать конфликт в виде основного процесса (целевой функции), обеспечивающего устойчивое функционирование и развитие сложно организованных (диссипативных) систем (основные методы их решения – методы теоретико-игрового моделирования).

Таблица 1

Важнейшие свойства активных сложных систем

Старая парадигма Новая парадигма
15. Информационная сложность
Исследование и анализ информационного со-стояния активных систем на основе изучения информационных характеристик ее отдельных частей. (Информационная сложность системы регули-руется потоками информации в ее подсисте-мах). Изучение активных систем исходя из общно-сти ее информационного состояния, опреде-ляемого единством ее структуры и динамикой происходящих в ней процессов. (В активных системах каждая новая структура характеризуется новыми процессами и ин-формационным потоком, который не сводит-ся к простому его изменению за счет вновь приобретаемых или теряемых функций си-стемы).
16. Фактор времени
Время рассматривается как исходная посылка развития активных систем в противовес ее са-моорганизации. Оптимизация времени перехода от одного состояния системы к другому не пре-дусматривается. (Время является исходным параметром при си-стемном управлении объектом). Системное управление предусматривает до-стижение структур-аттракторов; при этом время не является исходным входным пара-метром, – оно определяется в процессе опти-мизации структуры перехода активной систе-мы от одного состояния к другому. (Время вторично по отношению к структуре перехода).


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.