Автореферат магистерской работы на тему:

"Разработка автоматизированной системы оценки эколого-экономических параметров промышленного предприятия"

Цели и задачи исследования
   В настоящее время,как в нашей стране, так и за рубежом широко развертываются работы по комплексному и зучению процессов, происходящих в биосфере, в том числе и под влиянием антропогенных факторов. Исследования по охране окружающей среды ведутся практически во всех областях науки и техники. Их результаты публикуются в тысячах разных изданий, многие из которых труднодоступны, или накапливаются в фондах различных учреждений. В мире выходит свыше 10 тысяч различных периодических изданий, отражающих экологическую тематику. Число организаций занимающихся этими проблемами также велико. Здесь достаточно упомянуть формируемую в последнее время программу «экологической безопасности Украины» и Международную геосферно-биосферную программу. Однако практическое использование результатов этих исследований для решения экологических проблем сдерживается недостаточным развитием теории и практики построения экологических информационных систем, представляющих собой один из новых видов автоматизированных информационных систем (АИС) и предназначенных для сбора и анализа разнородной информации о состоянии биосистемы для задач рационального природопользования. Понятие АИС используется обычно как обобщающее для всех систем, выполняющих функции сбора, обработки и выдачи информации в автоматизированном режиме. Говоря о функции сбора информации надо упомянуть об экологическом мониторинге, который играет большую роль в сборе информации. Мониторинг представляет собой постоянное наблюдение за действиями и событиями в определенных местах в рамках конкретного временного интервала. Мониторинг можно определить как «процесс постоянно повторяющихся замеров одного или более элементов или характеристик окружающей среды». Замеры производятся с точно определенными целями и в точно определенные моменты времени с использованием сравнимых и воспроизводимых приемов, которые характеризуют элементы окружающей среды или индикаторы. И для решения таких многоцелевых экологических задач и нужны экологические информационные системы, которые могут быть как глобального, так и регионального масштаба.

Научная новизна работы
   Предмет проведенных исследований - разработка принципов комплексного анализа, направленного на согласование развития экономики с экологическими требованиями для достижения экономического роста вместе с сохранением окружающей природной среды. Такая постановка проблемы относит данное исследование к экономике окружающей природной среды. В то же время в отечественной литературе это направление называется экологической экономикой, что, как показано выше, не вполне справедливо. Большинство экономических работ по охране окружающей среды не выходят за рамки экологических проблем, и их цель состоит в рационализации самих природоохранных мероприятий. В тех же немногих работах, которые посвящены экономическому анализу охраны окружающей среды, природоохранные аспекты доминируют над народнохозяйственными, охрана окружающей среды характеризуется детально, а остальные вопросы развития народного хозяйства представляются абстрактно, только как полигон исследования природопользования, и зачастую в упрощенном виде.
   В данной работе делается иной акцент - исследуется именно экономическое развитие, но такое, которое учитывает необходимость сохранения окружающей природной среды и в основе которого были бы уже заложены экологические интересы. В одночасье появилось слишком много работ, в которых проблемы устойчивости из всех сфер математики, техники и экономики были адаптированы к проблемам окружающей природной среды. В связи с этим понятие устойчивого развития вышло за первоначальные рамки своего содержания, стало слишком широким, а потому, как это обычно случается, бессодержательным, размытым.

Общие сведения о мониторинге
Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений (http://www.ecolog.info/). Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:

• наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду и  за ее состоянием;

• оценку фактического состояния природной среды;

• прогноз развития состояния природной среды и оценку этого развития.

Таким образом, мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды.

Мониторинг может охватывать как локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг).

Чтобы обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями  от этого загрязнения.

Наиболее универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга антропогенных изменений является его разделение на блоки: "Наблюдения", "Оценка фактического состояния", "Прогноз состояния", "Оценка прогнозируемого состояния" (существующие геофизические службы строились по такой же схеме).

На рис. 1 показаны отдельные блоки описываемой системы, а также прямые и обратные связи между этими блоками.

Информационная система (мониторинг)

Рис. 1. Блок-схема системы мониторинга

Блоки "Наблюдения" и "Прогноз состояния" тесно связаны между собой, так  как прогноз состояния окружающей среды возможен лишь при наличии достаточно репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь). Построение прогноза, с одной стороны, подразумевает знание закономерностей изменений состояния природной среды, наличие схемы и возможностей численного расчета этого состояния, с другой - направленность прогноза в значительной степени должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная связь).

Данные, характеризующие состояние природной среды, полученные в результате наблюдений или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области человеческой деятельности они используются (с помощью специально выбранных или выработанных критериев). Оценка подразумевает, с одной стороны, определение ущерба от воздействия, с другой - выбор оптимальных условий для человеческой деятельности, определение существующих экологических резервов. При такого рода оценках  рассчитываются возможные значения допустимых нагрузок на окружающую природную среду.

Информационные геофизические системы, так же как и информационная система мониторинга антропогенных изменений, являются составной частью системы управления, взаимодействия человека с окружающей средой (системы управления состоянием окружающей среды), поскольку информация о существующем состоянии природной среды и тенденциях ее изменения должна быть положена в основу разработки мер по охране природы и учитываться при планировании развития экономики. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния биосферы в свою очередь дают возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет научное обоснование мониторинга, обоснование состава, структуры сети и методов наблюдений).

Количественные методы определения величины экономического ущерба от загрязнения атмосферы
Классификация колличественных методов
Количественно величина экономического ущерба от загрязнения окружающей природной среды может быть определена тремя методами:
1.Методом прямого счета или контрольного (условно-чистого) района;
2.Математического моделирования (включая методы многофакторного анализа);
3.При помощи комбинированного метода.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. С этой точки зрения они не являются альтернативными и взаимоисключающими. Выбор метода предполагает учет как конкретных условий проведения исследований (сроки работы, наличие исходной информации и так далее ), так и основных особенностей источника и объектов загрязнения.
Метод прямого счета.Этот метод основан на прямом, непосредственном сопоставлении и анализе показателей, характеризующих отрицательные последствия воздействия загрязнения на реципиентов в контрольном (условно чистом) районе и зоне загрязнения источника (предприятий). Из этого определения следует, что метод прямого счета - это метод определения фактической, а не прогнозируемой оценки ущерба. Последняя необходима для оценки воздействия деятельности предприятия на окружающую природную среду. Для ее определения можно использовать методы математического моделирования или комбинированный метод.
Методы математического моделирования.Практическое использование методов математического моделирования прелагает наличие динамических рядов данных о загрязнении окружающей природной среды и результатах (отрицательных последствиях) такого загрязнения. Источником соответствующей информации являются контрольные районы (зоны, города), в которых в течение определенного времени применялись виды деятельности, аналогичные (сходные) рассматриваемому виду деятельности - объекту анализа и оценки. В этой связи наибольший практический интерес представляют методы многофакторного анализа, основными видами которого являются методы корреляционного и регрессивного анализа.Как правило, регрессионный анализ проводится одновременно с корреляционно-регрессионным и главное его назначение состоит в том, чтобы с его помощью получить уравнение регрессии, которое используется как модель изменения величины ущерба при изменении интенсивности воздействия включенных в нее факторов окружающей природной среды (загрязнений).
Комбинированный метод расчета.Практическое использование метода математического моделирования для оценки воздействия деятельности предприятия на состояние окружающей природной среды может быть сопряжено с преодолением ряда принципиальных трудностей информационного и вычислительного характера из-за необходимости иметь длинные динамические ряды данных о загрязнении окружающей среды и его влияния на реципиентов. В этом случае целесообразно использовать для определения величины ущерба комбинированный метод.

Издержки загрязнения
Издержки загрязнения (экологические издержки) есть сумма прямых (непосредственных) затрат (текущих и капитальных) на осуществление рассматриваемого вида или объекта хозяйственной или иной деятельности (Z) и затрат обратной связи. В свою очередь затраты обратной связи рассчитываются как сумма экономического ущерба (Y) и оценки риска (R), обусловленных реализацией данного вида деятельности. Поэтому издержки загрязнения определяются по общей формуле:
, где
•З - издержки загрязнения;
•Z - суммарный (текущие и капитальные) затраты;
•Y - остаточный экономический ущерб от загрязнения окружающей природной среды; •R - социально-экономическая оценка экологического риска.
Основное назначение показателя издержек загрязнения состоит в том, что он является общей (интегральной) социально-экономической оценкой варианта (вариантов) деятельности предприятия с точки зрения интересов региона (города). Поэтому минимизация совокупных издержек загрязнения, определяемых по формуле, для различных альтернативных вариантов деятельности предприятия дает возможность осуществить выбор наиболее предпочтительного варианта на основе компромисса между удовлетворением социально-экономических и экологических потребностей жителей региона в условиях ограниченности ресурсов хозяйственной деятельности.

Общая процедура оценки и выбора варианта деятельности предприятия
Социально-экономические показатели воздействия на окружающую природную среду рассчитываются для всех альтернативных вариантов деятельности предприятия. В качестве обобщающих (интеграционных) показателей они служат информационной основой сравнительного анализа вариантов и организации принятия решения, а также проведения общественных (публичных) слушаний и обсуждений.
Платежная матрица и ее использование для оценки и выбора варианта.
Оценка и выбор варианта деятельности предприятия с учетом интересов региона осуществляются на основе построения и использования специальной платежной матрицы. Макет такой матрицы представлен в таблице 1.
Строки платежной матрицы соответствует различным альтернативным вариантом деятельности предприятия -x₁, x₂, …, x_M , а столбцы - наиболее вероятным значениям издержек загрязнения - S₁ , S₂, …, S_N .
Общий элемент платежной матрицы З_ji - расчетная альтернативная величина издержек загрязнения для j-го альтернативного варианта деятельности и i-го сочетания исходных данных от которых зависят издержки загрязнения (затраты на осуществление варианта деятельности, экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, оценка экологического риска).
Таблица 1. Платежная матрица З = ||Зji||

На основе платежной матрицы З = ||З_ji|| рассчитывается матрица рисков - =||_ji|| . При этом риск _ji для варианта деятельности x_j и сочетания исходных данных определяется по формуле

Платежная матрица рисков служит информационной основой для сопоставления и выбора окончательного (предпочтительного) с точки зрения интересов региона (населения) варианта деятельности. Для осуществления такого выбора используются специальные правила принятия решения в условиях неопределенности и риска. К числу таких правил относятся:

Критерий Лапласа (минимумы среднеарифметических затрат З_j ). По этому критерию лучшим считается вариант для которого


Критерий Вальда (минимальных затрат или максимальной полезности) —



Критерий Сэвиджа (минимального риска). Здесь выбирается вариант, для которого минимальна оценка _j^max


Имеются и другие обобщенные критерии, являющиеся по существу комбинациями выше перечисленных критериев (5)-(7). Однако ни один из них не свободен от условностей и не обеспечивает однозначного выбора варианта деятельности. Поэтому окончательный выбор варианта - задача экспертов и специалистов. В связи с этим целесообразна разработка специальной имитационной системы выбора человека с ЭВМ.

Заключение
Загрязнение окружающей среды со стороны предприятий во многих районах достигло критического уровня относительно возможностей дальнейшего сохранения устойчивости экологических систем и здоровья населения. Загрязнение только атмосферного воздуха сопровождается массовой гибелью лесов, снижением урожайности сельскохозяйственных культур, ставит под угрозу безопасность людей. Общий экономический ущерб глобального масштаба при этом исчисляется каждый год десятками миллиардов долларов.
Все это ставит перед государством, обществом и каждым отдельным человеком объективное требование — учитывать воздействие производства и потребления на окружающую среду. Нельзя допускать превышения порогов устойчивости экологических систем, чтобы не вызвать необратимых процессов в природе, способных привести к ее критической деградации и гибели всего живого на Земле.
Разумное, рациональное природопользование, позволяющее удовлетворять жизненные потребности людей в сочетании с охраной и воспроизводством природной среды, —это один из приоритетов человеческой деятельности в ХХI веке.
Достижение экологически разумного компромисса между предприятием, населением и окружающей средой возможно с помощью методов управления, способных регулировать взаимодействие системы «Предприятие-Население-ОС» на экологически безопасном уровне и в целом позволит достигнуть устойчивого развития страны и общества.

Список литературы:

1. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. - М.: Наука, 1986 г.
2. Гончарук Е.И., Вороненко Ю.В., Марценюк. Изучение влияния факторов окружающей среды на здоровье населения (учебное пособие), К. КМИ, 1989 г.
3. http://www.greenworld.org.ru/ Общественная благотворительная экологическая организация "Зеленый мир"
   Система социально-экономических показателей воздействия деятельности предприятия на состояние природной окружающей среды.
4. Рюмина Е.В. Анализ эколого-экономических взаимодействий. — М.: Наука, 2000.
5. http://www.ecolog.info/ "Зеленый" сайт кафедры промышленной экологии Тюменского Государственного Нефтегазового Университета.
   Методические указания по курсу "Экологический мониторинг".