Общие принципы управления сложными системами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Общие принципы управления сложными системами

Модели эколого-экономической системы и механизмы взаимодействия экономики и природной среды

экономика природа взаимодействие

В самом общем виде системой называется целое, составленное из частей. Причины образования системы являются узловыми в системной теории. Само вовлечение компонентов в систему или выбор их из имеющегося множества происходит до и в процессе формирования цели на основе исходной потребности. Таким образом, потребность есть причинный системообразующий фактор, а цель - функциональный фактор.

Для более точного определения понятия система необходимо учитывать такие важные составляющие любого материального объекта, как элемент, связь, взаимодействие и целеполагание.

Под системой понимается множество составляющих единство элементов, их связей между собой, а также между ними и внешней средой, образующих присущую данной системе целостность, качественную определенность и целенаправленность.

В настоящее время можно выделить, по крайней мере, пять типов системных представлений: микроскопическое, функциональное, макроскопическое, иерархическое и процессуальное. Каждое из указанных представлений системы отражает определенную группу ее характеристик.

Микроскопическое представление системы основано на понимании ее как множества наблюдаемых и неделимых величин (элементов). Структура системы фиксирует расположение выбранных элементов и их связи.

Под функциональным представлением системы понимается совокупность действий (функций), которые необходимо выполнять для реализации целей функционирования системы.

Макроскопическое представление характеризует систему как единое целое, находящееся в «системном окружении» (среде). Следовательно, система может быть представлена множеством внешних связей со средой.

Иерархическое представление основано на понятии «подсистема» и рассматривает всю систему как совокупность подсистем, связанных иерархически.

Процессуальное представление характеризует состояние системы во времени.

Известно много попыток моделирования ЭЭС. Региональные ЭЭС обычно представляются в виде блочных моделей, в которых анализируются связи, но нет подходов к количественно логической регламентации. Ниже приводятся модели, отражающие механизмы взаимодействие экономики и природной среды (рис. 2.1.).

Если рассматривать экономику как «черный ящик», то на ее вход подается сырье, произведенные товары и услуги циркулируют внутри «черного ящика», а на выходе образуются отходы. Представление экономики в виде такой модели упрощено, т.к. экономическая система взаимодействует с окружающей природной средой.

Рис. Схема взаимодействия в системе «экономика - природная среда»

Следующая модель (рис. 2.2.) иллюстрирует материально-энергетические потоки внутри экономической системы, а также между экономикой и окружающей средой. Левая часть рисунка отражает взаимодействие «домашнее хозяйство - предприятие». В правой части модели материального баланса вводится дополнительный экологический сектор, соединяющий потоки ресурсов, отходов и ассимиляционный потенциал в едином кругообороте.

Следующая модель (рис. 2.3.) отражает годовую эффективность использования ресурсов в деятельности человеческого общества. На ней представлен глобальный антропогенный материальный баланс, который показывает, что из всех ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой, только небольшая часть преобразуется в процессе производства в материальную продукцию.

В гидросфере - в добывающей и перерабатывающей промышленности мира ежегодно образуется более 100 Гт твердых и жидких отходов, из них более 15 Гт попадает со стоками в водоемы, остальное - в отвалы пустой породы, свалки.

В атмосфере - потребляется 40 Гт кислорода, возвращается в атмосферу 52 Гт углекислого газа. Кроме того, поступают другие продукты сгорания, общей массой примесей 1,6 Гт в год.

Упрощенная потоковая схема территориальной ЭЭС приведена на рис. 2.4.

Экономическая и экологическая системы выступают как части целого и обозначаются как подсистемы. Граница между ними условна, так как вся сфера биологического жизнеобеспечения и воспроизводства людей относится к обеим подсистемам.

Общий вход производства (см. рис. 2.4.)выражается формулой (2.2.):

(2.2.)

где Rp - общий вход производства; Ri - импортируемые в данную систему ресурсы (к ним отнесены и невозобновимые местные ресурсы); Rn - возобновимые местные ресурсы, включая часть биопродукции агроценозов и самого человека как субъекта производства и потребления.

Общая продукция выражается формулой (2.3.):

(2.3.)

где Р - общая продукция; Рс - поток продукции, идущий на местное потребление; РЕ - продукция на экспорт, Рп - поток продукции, возвращающийся в цикл производства.

Эффективность производства определяется отношением (2.4.)

(2.4.)

Потребление слагается (2.5.).

(2.5.)

где С - потребление, Сn - местные биоресурсы; Сi - импортируемые продукты.

Местные ресурсы производства и потребления в сумме образуют поток изъятия ресурсов из экологической системы (2.6.)

(2.6.)

где Un - поток изъятия ресурсов.

Общее количество отходов экономической системы выражается формулой (2.7.):

(2.7.)

где W - общее количество отходов; Wp - отходы производства; Wc - отходы потребления.

Часть из них (WA) включается в биогеохимический круговорот экологической подсистемы, другая часть (Wz) накапливается и рассеивается с частичным выносом за пределы системы.

Общая отходность производства определяется отношением (2.8.):

(2.8.)

Часть отходов потока WA подвергается ассимиляции и биотической нейтрализации в процессе деструкции. Другая часть после биологической и геохимической миграции присоединяется к фракциям Wz и вместе с ними подвергается иммобилизации, рассеиванию и выносу.

Таким образом, часть отходов выступает как техногенные загрязнения (2.9.).

(2.9.)

где M - масса загрязнений; К - общий коэффициент агрессивности или вредности отходов для системы.

Вред, наносимый загрязнением (Um) можно представить как косвенное изъятие части ресурсов экологической подсистемы, аналогичное Un (2.10.)

(2.10.)

где L - интегральный коэффициент зависимости «загрязнение-ущерб».

Сумма - общий убыток экологической подсистемы, обусловленный взаимодействием с экономической подсистемой.

Соотношение между промежуточными и конечными потоками загрязнений и их совокупный ущерб зависят не только от их масс и химического состава, но и от видового состава, биомассы, плотности реципиентов, продуктивности и устойчивости экосистемы по отношению к техногенным воздействиям. Эти качества в наибольшей мере зависят от входного потока обновления биогеохимического круговорота Ii, его продуктивной емкости NR и масштаба деструкции D.

Круговороты обеих подсистем ЭЭС образуют вместе технобиогеохимический круговорот, а всю ЭЭС можно обозначить как технобиогеоценоз. Потокам вещества в ЭЭС характер константы равновесия и скорости.

Формула сбалансированности ЭЭС имеет вид (2.11.):

(2.11.)

Это означает, что совокупная антропогенная нагрузка не должна превышать самовосстановительного потенциала экосистем.

Размещено на Allbest.ru