Шмиголь В.М. Інформатизація екологічної діяльності на об\'єктах військового призначення

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність задачі розроблення та дослідження інформаційної технології для автоматизації моніторингу стану навколишнього середовища на об'єктах військового призначення, сформульовані мета й завдання, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети, проаналізовані основні результати роботи.

У першому розділі проведено аналіз стану екологічної безпеки на об'єктах військового призначення. Розглянуті концептуальні засади екологічної безпеки, наведені основні поняття й визначення екологічної безпеки, визначені її об'єкти й суб'єкти, критерії, рівні екобезпеки. Описані складові екобезпеки. Описані дії, пов'язані з моніторингом та екологічною експертизою. Показано, що система екомоніторингу довкілля є інтегрованою інформаційною системою, що здійснює збір, збереження та оброблення екологічної інформації для відомого та комплексного оцінювання і прогнозування стану природних середовищ, біоти та умов життєдіяльності, вироблення обґрунтованих рекомендацій для прийняття ефективних соціальних, економічних та екологічних рішень на всіх рівнях державної виконавчої влади. Моніторинг складається з трьох ланок: спостереження, оцінка стану і прогноз можливих змін.

Коротко описана система стандартів якості навколишнього середовища, що включає в себе екологічні стандарти й екологічні нормативи. Екологічні нормативи являють собою систему й включають: нормативи екологічної безпеки – гранично допустимі концентрації (ГДК) забруднюючих речовин у навколишньому природному середовищі, гранично допустимі рівні акустичного, електромагнітного, радіаційного й іншого шкідливого впливу на навколишнє природне середовище, гранично допустимий вміст шкідливих речовин у продуктах харчування; гранично допустимі викиди (ГДВ) і скидання в навколишнє природне середовище забруднюючих хімічних речовин, рівні шкідливого впливу фізичних і біологічних факторів. Центральне місце серед перерахованих екологічних нормативів займають нормативи ГДК шкідливих речовин в атмосфері, водоймах, ґрунтах і нормативи ГДВ шкідливих речовин стаціонарними й пересувними джерелами забруднення.

У розділі показані екологічні аспекти військової діяльності, а саме: вплив військової діяльності на стан навколишнього середовища через джерела забруднення природного середовища; висвітлені питання очищення наколишнього середовища на військових об'єктах; зобов'язання й напрями діяльності військової організації щодо поліпшення охорони навколишнього середовища.

Описані сучасні дії, спрямовані на створення Систем управління станом навколишнього середовища (СУСНС) в іноземних країнах, показаний вплив Міжнародного стандарту на СУСНС на практику її впровадження на прикладі збройних сил іноземних країн. Описана екологічна політика Збройних Сил країн НАТО (на прикладі Оборонних Сил Данії). Показано, що моніторинг даних про екологічний стан – найважливіша функція системи управління станом навколишнього середовища.

Закінчується перший розділ постановкою і обгрунтуванням завдань дослідження.

Необхідність вирішення першої й другої задач диктується специфікою управління екологією, особливо у військах.

Метою вирішення третьої задачі є приведення існуючих концепцій побудови СУСНС до вимог міжнародного стандарту ISO 14001.

Четверта задача полягає у розгляді й аналізі сучасних концепцій і технологій у галузі оперативної аналітичної обробки даних й виборі найбільш придатних для застосуванні в СУСНС та СЕМ.

Сутність п'ятої задачі полягає в удосконаленні концептуальної моделі БД з огляду на результати досліджень попередніх задач.

Для дослідження покращення якості моніторингу через підвищення точності прогнозування необхідно вирішити шосту задачу.

Оперативність моніторингу досягається його автоматизацією і це приводить до необхідності вирішення сьомої задачі.

Восьма задача завершує комплекс досліджень з обраної тематики.

Рішення вказаних взаємопов'язаних задач визначило структуру й зміст дисертаційної роботи.

У другому розділі розглянуто побудову інфологічної моделі БД системи екологічного моніторингу. Предметом є створення інформаційної системи, яка автоматизує процес моніторінгу.

Підходи до побудови інформаційно-аналітичних систем, що існують у світовій практиці, можна класифікувати в залежності від новітніх концепцій аналізу й збереження даних: відповідних інструментів побудови банку даних (технології побудови Сховищ Даних - Data Warehouse); відповідних інструментів аналітичної обробки даних (технології OLAP, ROLAP, OLТP); відповідних інструментів інтелектуального аналізу даних (технології Data Mining).

Технології OLAP тісно пов'язані з технологіями побудови Data Warehouse і методами інтелектуальної обробки даних Data Mining. Найкращим варіантом є комплексний підхід до їхнього впровадження.

Структура бази даних повинна підтримувати екологічний паспорт військової частини та базу даних екологічного моніторингу військових об'єктів.

Однак для відповідного аналітичного аналізу ситуації та прийняття рішень (аналіз екологічних ризиків, прийняття науково-обґрунтованих управлінських рішень щодо управління станом довкілля) необхідно мати більші об'єми інформації, які не можуть бути зібрані тільки у відповідній паспортній базі даних військових об'єктів і можуть бути одержані з баз даних та інформаційно-аналітичних систем інших міністерств та відомств.

Серед функцій, що покладаються на таку БД, основна увага має приділятися прогнозним функціям, які виконуються методами, широко доступними в сучасних пакетах цифрової обробки даних.

Наприклад, у MS Excel можна використовувати метод апроксимації числових рядів (спостережень) з використанням додавання обраних регресій (ліній тренда - trendlines) у діаграму, побудовану на основі таблиці даних для досліджуваної характеристики процесу.

Реалізація на нижніх ланках ієрархічної системи управління станом навколишнього середовища на базі реляційних систем управління базами даних (РСУБД) уже зараз може бути побудована на основі застосування доступних програмних продуктів Microsoft Access, Visual FoxPro, Delphi та відпрацьованих реляційних технологій, а для малих за розміром БД навіть з використанням Microsoft Excel.

Одним із компонентів системи екологічного моніторингу є інформаційно-вимірювальна система моніторингу (ІВСМ) навколишнього середовища.

ІВСМ - це розподілена система контролю важливих параметрів довкілля у різних складових середовища (повітря, вода, ґрунт) і об'єктах екосистеми, збору, обробки даних і представлення результатів, що призначена для спостереження параметрів екологічної обстановки на військових об'єктах, попередньої обробки отриманих даних і передачі їх у ІАСУСНС.

Для реалізації ІАСУСНС доцільно запропонувати багаторівневе рішення:

перший рівень – загальнокорпоративна БД на основі РСУБД із нормалізованою чи слабо денормалізованою схемою (деталізовані дані) у військових частинах; другий рівень – БД рівня Центру військової екології МО, реалізовані на основі БСУБД (агреговані дані); третій рівень – робочі місця кінцевих користувачів у управлінні екології управління начальника військ РХБ захисту, оперативних командуваннях та видах ЗС України, на яких безпосередньо встановлено аналітичний інструментарій для роботи з екологічними даними.

Такий підхід дозволить найбільш повно реалізувати і використати переваги кожної з концепцій: компактне збереження деталізованих даних і підтримка дуже великих БД забезпечуються реляційними СУБД; простота настройки і швидкість відгуку при роботі з агрегованими даними забезпечуються багатомірними СУБД.

На рис. 2 наведено результуючу структуру БД екологічних паспортів, що одержана в результаті проектування із застосуванням програм Erwin та Microsoft Visio.

Для переходу від логічної моделі бази даних на фізичний рівень необхідно визначити тип даних, фізичне найменування таблиць, що відповідають логічному найменуванню сутностей, найменування полів таблиць, що відповідають найменуванню атрибутів, а також розмір полів.

У третьому розділі розглянуті питання, пов'язані із прогнозуванням екологічного стану навколишнього середовища військових об'єктів. У першу чергу це завдання, що випливають із особливостей об'єкта.

Оскільки методичною основою майже всіх сучасних математичних методів прогнозування є метод найменших квадратів (МНК), наведені основні формули для його практичного використання. Далі описані пропозиції автора щодо вирівнювання рядів спостереження через їх можливу нестаціонарність.