Использование теоретико-игровой модели при формировании соглашений по экологической безопасности
Математическая интерпретация проблемы снижения загрязняющих выбросов и оценки экономических потерь при участии той или иной страны в каком-либо межгосударственном соглашении. Определение затрат участников процесса трансграничного взаимодействия.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.03.2018 |
Размер файла | 142,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Использование теоретико-игровой модели при формировании соглашений по экологической безопасности
Акимова Арина Николаевна,
Мельников Валерий Викторович,
соискатели Санкт-Петербургского государственного университета
Введение
В последние несколько десятков лет многие в мире неоднократно задумывались о проблемах загрязнения окружающей среды и о глобальном влиянии этого загрязнения на климат во многих уголках Земли. Очень часто обсуждения этих проблем приводят к формированию межгосударственных соглашений. Одним из самых известных является "Киотский протокол".
Основной проблемой при обсуждении подобных вопросов является обсуждение снижения вредных выбросов и оценивание потерь при объединении или участии той или иной страны в каком-либо соглашении. Именно это во многом является решающим для многих стран при решении вопроса о вхождении в то или иное соглашение по снижению уровня вредных выбросов.
В данной статье будет представлен один из вариантов математической интерпретации описанной выше проблемы.
1. Основные обозначения и формирование функции затрат
Обозначим через объем выбросов загрязняющих веществ (в год) с территории i-ой страны, являющейся участником процесса трансграничного взаимодействия. Пусть в этом процессе участвуют n стран, т.е. .
Предположим, что имеется матрица основных направлений трансграничного взаимодействия, в которой каждый элемент характеризует вклад в загрязнение i-ой страны единичного объема выброса с территории j-ой страны. Тогда уровень загрязнений, попадающих в страну j от трансграничных потоков с территории других стран, можно определить следующим образом [5]:
, .
Для формирования функции затрат стран, участников трансграничного взаимодействия, введем следующие коэффициенты:
- удельный объем компенсационных величин j-ой стране на единицу объема привнесенного трансграничного загрязнения;
- удельный объем экономического ущерба i-ой стране от единичного объема загрязнения ее территории. (При этом ).
Рассмотрим выпуклую убывающую функцию , описывающую общий объем затрат i-ой страны на поддержание объема выброса вредных веществ, осуществляемого с ее территории, на уровне .
С помощью введенных коэффициентов, функции затрат стран-участников процесса трансграничного взаимодействия (), можно записать в следующем виде:
. (1)
Такое построение функции затрат учитывает: объем затрат, связанных с регулированием объема выброса (первое слагаемое); общий объем компенсационных выплат, осуществляемых страной другим странам (второе слагаемое); уменьшение затраты данной страны за счет компенсационных платежей, поступающих из других стран (третье слагаемое); затраты страны, связанные с экономическим ущербом от привнесенного загрязнения (четвертое слагаемое).
2. Построение ТП-кооперативной игры
Рассмотрим кооперативную игру n лиц в форме характеристической функции. Игроками в этой игре являются страны-участницы процесса трансграничного взаимодействия. Обозначим множество всех игроков через . Используя функцию затрат (1) выпишем характеристическую функцию V(S) игры в следующем виде:
. (2)
это вектор, компонентами которого являются объем выбросов стран-участниц коалиции S. Аналогично,
.
Рассматриваемый способ построения характеристической функции показывает минимальное значение затрат, которое может гарантировать себе коалиция S, не координируя свои действия с другими игроками. При этом игроки, не входящие в коалицию S, стараются максимизировать затраты этой коалиции, т.е. действуют наихудшим для S образом [3], (см. также [2, 4]). Однако, на практике, подобное поведение очень часто вступает в конфликт с собственными интересами игроков (не входящих в коалицию S). Действительно, максимизируя затраты коалиции S можно достигнуть ситуации, когда собственные затраты будут увеличиваться, что не всегда рационально для игроков. Для устранения этого противоречия, предположим, что каждый игрок j каким-либо образом (исходя из собственных интересов) определяет свою стратегию в случае если он не вступает в коалицию с другим игроками, а действует самостоятельно.
Исходя из выше сказанного, характеристическую функцию игры можно выписать в виде [1]:
, (3)
или, в обозначениях сформулированной модели:
.
Введем следующие обозначения:
, .
Тогда, характеристическая функция игры вида (3) представима в виде:
, (4)
т.е. функция зависит только от действий игроков , а функция зависит только от действий игроков j, не входящих в коалицию S. загрязняющий выброс трансграничное математическая
Пусть - стратегия игрока , минимизирующая затраты коалиции:
S: .
При этом, согласно ранее введенным обозначениям, мы можем найти значение из свойств производной:
.
Отметим, что единственность зависит от вида функции , а числовое значение вычисляется в зависимости от конкретных игроков входящих в коалицию S (см. правую часть полученного выражения).
3. Условие супераддитивности
Для функций вида (3) и (4) условие супераддитивности было показано ранее [1]. Воспользуемся полученными результатами и выпишем введенное в [1] утверждение 1:
Утверждение 1. Для того чтобы характеристическая функция (4) удовлетворяла условию супераддитивности, достаточно, чтобы для любых выполнялись условия: для всех , для всех и для всех .
При этом: для , для и для определяются следующим образом:
Рассмотрим более подробно условие . После небольших преобразований (в терминах поставленной задачи) получим выражение вида:
.
В случае не увеличения объема выбросов для игрока из коалиции S при объединении с коалицией T, т.е.
,
второе слагаемое не отрицательное. Согласно введенным ограничениям для функции , при условии:
будет выполняться:
т.е. первое слагаемое тоже положительное. Однако, в силу условия , третье слагаемое не всегда является не отрицательным.
Литература
1. Акимова А.Н., Мельников В.В. - "Супераддитивность рациональной характеристической функции ТП-кооперативной игровой модели". Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. N1, с. 101-103, 2015.
2. Васин А.А., Морозов В.В. - "Введение в теорию игр с приложениями в экономике". - М.: 2003.
3. Нейман Дж. фон, Моргенштерн О. - "Теория игр и экономическое поведение" (перев. с англ. под ред. и с доб. Н.Н. Воробьева). - М.: "Наука", 1970.
4. Петросян Л.А., Зенкевич Н.А., Семина Е.А. - "Теория игр". - М. 1998.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные понятия инвентаризации выбросов. Источники загрязняющих воздух веществ. Порядок проведения инвентаризации источников выбросов. Отбор проб. Проблемы нормирования выбросов загрязняющих веществ при проектировании предприятий ТОМС Инжиниринг.
курсовая работа [260,0 K], добавлен 13.05.2019Расчет выбросов загрязняющих веществ автотранспортных потоков в районе регулируемого перекрестка. Определение валовых выбросов загрязняющих веществ за год, исходя из результатов наблюдений и с учетом максимальной загрузки участка дороги на проспекте.
практическая работа [48,2 K], добавлен 22.01.2016Методика расчета выбросов загрязняющих веществ от котлов теплоэлектростанций, при сжигании топлива в котлах, от машиностроительных металлообрабатывающих предприятий. Определение выбросов при производстве и хранении нефтепродуктов, при химчистке одежды.
методичка [870,9 K], добавлен 09.01.2010Нормирование выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду путем установления предельно допустимых выбросов этих веществ в атмосферу. Расчет концентрации двуокиси серы, окислов азота, золы. Мероприятия по уменьшению выбросов загрязняющих веществ.
контрольная работа [112,5 K], добавлен 19.03.2013Характеристика производственных процессов предприятия. Характеристика источников выделения загрязняющих веществ. Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ по ТЭЦ-12 за 2005 год. Максимально-разовые и валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
курсовая работа [35,7 K], добавлен 29.04.2010Расчет выброса загрязняющих веществ от автотранспорта, сварочного и механообрабатывающего производства, складов ГСМ. Показатели работы газоочистных и пылеулавливающих установок. Анализ выбросов загрязняющих веществ от предприятия ООО "Горизонт".
курсовая работа [325,4 K], добавлен 10.05.2011- Разработка проекта предельно-допустимых выбросов в атмосферу для стационарного источника загрязнения
Расчет выбросов оксидов азота, оксидов серы, оксида углерода и твердых загрязняющих веществ. Организация санитарно-защитной зоны. Разработка мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Определение графика контроля за выбросами.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.05.2012 Проблемы обеспечения экологической безопасности автотранспорта. Анализ комплекса природоохранных мер, направленных на повышение экологических характеристик подвижного состава и инфраструктуры транспорта. Методы снижения токсичности отработавших газов.
реферат [295,6 K], добавлен 05.08.2013Описание назначения и принципа работы теплоэнергетической установки. Определение эффективных путей снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от энергоблока с котлом, предназначенного для факельного сжигания угля с жидким шлакоудалением.
курсовая работа [972,3 K], добавлен 11.06.2015Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по результатам измерений на технологических участках и складе топлива. Определение категории опасности предприятия. Разработка плана-графика контроля за выбросами предприятием вредных веществ в атмосферу.
реферат [122,6 K], добавлен 24.12.2014Определение санитарно-защитной зоны промышленного предприятия в г. Купянск, где источником выбросов загрязняющих веществ является котел. Расчет приземной концентрации загрязняющих веществ в атмосфере на различных расстояниях от источников выбросов.
курсовая работа [821,2 K], добавлен 08.12.2015Нормативы выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей. Методы анализа ингредиентов выхлопных газов. Организационно-административные методы обеспечения экологической безопасности. Телекоммуникационная система сбора экологической информации.
реферат [701,7 K], добавлен 05.08.2013Общая характеристика производства лакокрасочных материалов. Расчет объемов выбросов на предприятиях нефтегазовой промышленности. Определение уровня загрязнения атмосферы по организованным источникам с учетом всех выделяющихся загрязняющих веществ.
курсовая работа [934,8 K], добавлен 11.12.2014Загрязнение окружающей среды и проблемы ее решения в Китае. Проблема опустынивания земель, эрозии почв и водный кризис. Международное сотрудничество КНР в рамках предотвращения климатических изменений и трансграничного загрязнения морей и атмосферы.
дипломная работа [143,0 K], добавлен 16.03.2011Расчет выбросов загрязняющих веществ при пересыпке пылящих материалов. Определение максимальных значений приземных концентраций загрязняющих веществ. Обоснование санитарно-защитной зоны. Определение массы загрязняющих веществ поверхностного стока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 30.07.2015Общая характеристика производственного процесса. Расчет выбросов загрязняющих веществ от печей АВТ. Расчет и анализ рассеяния загрязняющих веществ. Мероприятия по уменьшению вредных выбросов в атмосферу от АВТ.
курсовая работа [232,4 K], добавлен 05.06.2008Доля железнодорожного транспорта в загрязнении окружающей природной среды. Количественная и качественная оценка предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Расчет загрязнения атмосферы источниками выбросов предприятия.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.05.2014Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду. Разработка нормативов предельно допустимых выбросов для производственных помещений предприятия ОАО "Тулачермет".
курсовая работа [4,7 M], добавлен 13.03.2011Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Разработка нормативов предельно допустимых выбросов для цехов предприятия "Чеширский КОТ". Анализ образования отходов, нормативы шумовых источников воздействия и санитарно-защитной зоны.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 21.07.2014Анализ нормативов предельно допустимых выбросов, сбросов загрязняющих веществ и лимитов на размещение отходов для военных объектов. Обзор экологических опасностей: нарушения природной среды, радиоактивного загрязнения и ухудшения условий жизни населения.
реферат [21,4 K], добавлен 14.05.2011