Целью работы является разработка теоретических основ повышения эффективности управления системой экологической безопасности (СЭБ) при ТО и Р АТ, реализующих концептуальное положение: (Скорость деградации окружающей среды от воздействия на нее ЛА - скорость снижения деградирующего воздействия на окружающую среду ЛА при ТО и Р) + скорость деградирующего воздействия производства ТО и Р, должно быть меньше скорости экологического гомеостаза

1.3 Задачи исследования

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 24 всесоюзных и международных научно-технических и практических конференциях и семинарах: "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации" (г. Москва, 1999г.); "Математика, компьютер, образование" (г. Москва, 2003г.); "Системный анализ и управление космическими комплексами" (г. Евпатория, 2002г., 2003г., 2004г., 2005г., 2006 г.); "Экология человека; концепция факторов риска, экологической безопасности и управление рисками" (г. Пенза, 2004г.); "Экология и безопасность жизнедеятельности" (Г. Пенза, 2004г.); "Безопасность - основа устойчивого развития регионов и мегаполисов" (г. Москва, 2005 г.); "Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества" (г. Москва, 2006г., 2008г.), расширенных семинаров кафедр "Авиатопливообеспечение и ремонт ЛА" и "Безопасность полетов" от 28.06.06г. и 25.09.06, Секции "Экология" Российского Дома Знаний РАН.

По теме диссертации опубликовано около 70 печатных работ, в том числе: 13 в изданиях, утвержденных ВАК РФ, обязательных для публикации материалов докторских диссертаций; 26 статей; тезисы 31 доклада; 17 учебных пособий и монографий. Результаты НИР отражены в 11 отчетах и справках.

1.9 На защиту выносятся следующие научные положения

Во введении сформулирована проблема исследования, обоснована ее актуальность, определена цель работы и круг решаемых задач, отмечена ее практическая направленность и научная новизна, сформулированы положения выносимые на защиты.

Первый раздел посвящен изучению вопроса соответствия системы экологической безопасностью (СЭБ) при ремонте АТ в ГА современным требованиям. Проведен сравнительный анализ законодательных норм международных и РФ, рассмотрены взаимофункциональные особенности экосистем и концептуальное своеобразие экосистемного взаимодействия человека и техносферы, конституционные гарантии и нормы закона, структура законодательных и исполнительных органов управления. Изучена СЭБ имеющаяся в настоящее время в ГА, в том числе, при производстве полетов и техническом обслуживании. Проведена оценка ее эффективности по данным анализа авиационных происшествий.

Задача повышения эффективности СЭБ в ГА на основе комплексного мониторинга ее состояния является комплексной проблемой, которая не может быть решена методами специализации и требует применения системных методов исследования. Переход ГА к рыночным условиям экономики вновь обусловил некоторые принципиальные экологические моменты в деятельности хозяйствующих субъектов, от которых зависит их "выживаемость" на рынке товаров и услуг, что подтверждает актуальность системного подхода в исследованиях по теме диссертации. Предпринимавшиеся ранее попытки совершенствования СЭБ командно-административными методами в условиях рыночных механизмов не принесли исчерпывающих результатов из-за недостаточной оценки зависимости каждого элемента от его места и функций в системе.

Математически задача исследования формулируется как синтез системы: по результатам мониторинга (вход) и желаемым характеристикам выхода (нормы безопасности) требуется образовать такую сложную систему (математическую модель системы экологической безопасности на основе комплексного мониторинга), состоящую из определенного числа подсистем, которая преобразовывает характеристики входа в характеристики выхода. Абстрактная формализация позволит применить аппарат теории прогнозирования и методов оптимизации управляющих воздействий в целях создания гибкой, эффективной и структурно оптимизированной системы управления экологической безопасностью. В этой постановке в первую очередь требуется определить характеристики "выхода": по степени интегрального обобщения экологических требований этому соответствует проведение критического анализа международного законодательства в сфере экологии, которое формирует критериальную систему высшего иерархического уровня для анализа систем более низких уровней на предмет соответствия современным требованиям, и, фактически, является феноменологической вербальной моделью базовой для дальнейшей формализации условий эффективности СЭБ. Задачей исследования при этом является построение подсистемы третьего уровня, входящей в подсистему второго уровня - требования (законодательство) к СЭБ в РФ. Для этого проведен анализ соответствия СЭБ РФ современным международным требованиям.

Поставленная проблема не исчерпывается выработкой целей, критериев, квалиметрии, системы идентификации экологической безопасности, но требует критического анализа всей совокупности социальных и управляющих законов общественного развития в условиях различных видов опасности. Доминирующая в настоящее время концепция "приемлемого риска" с критерием оптимизации: max средней ожидаемой продолжительности активной жизни, не учитывает таких социально-экономических показателей, как рост реальных доходов на душу населения, уровня образования общества и удовлетворением других потребностей, характеризующих качество жизни. Совершенствование показателей уровня безопасности населения и окружающей среды требует исследования вопросов иерархической структуризации целей развития общества. Наиболее полное удовлетворение потребностей сегодняшнего дня, не подвергая риску способность окружающей среды поддерживать жизнь в будущем, формирует концепция устойчивого (стабильного) развития общества. Она принята как базовая при определении конкретных целей: здоровье населения и качество природной среды; повышение качества жизни и других.

Полученная иерархия целей позволяет произвести выбор конкретных, относительно простых для мониторинга критериев СЭБ.

Конституция, законодательство РФ в концепции национальной безопасности не определяют базовые понятия экологической опасности, то есть против чего необходимо разработать систему защитных мер, не обозначают механизмы их реализации, не конкретизирует факторы опасности, что не позволяет конкретизировать механизмы их предупреждения. В законодательстве РФ отсутствует четкое определение и перечень экологических опасностей, четкий механизм их предотвращения на основе мониторинга и прогнозционной оценки окружающей среды, функции исполнительных органов власти размыты между разными ведомствами, отсутствуют механизмы прямых однозначных действий и контроля за ними со стороны единого функционального органа власти. При этом предполагается, что эти законодательные пробелы будут устранены в дальнейшем при разработке федеральных законов, концепций, программ и подзаконных актов.

Воздушный транспорт оказывает тройственное влияние на качество природной среды, то есть степень ее экологической безопасности: вредные воздействия как результат полезной работы систем ЛА; взаимодействие ЛА с внешней средой, приводящий к повреждениям, неисправностям и отказам; нарушение работоспособности влекущее аварийное или катастрофической воздействие. Учитывая незыблемость данного следствия закона роста энтропии в системах ЛА, СЭБ ГА функционально делится на этапы: эксплуатационные мероприятия сохраняют качество AT во времени, делая скорость производства энтропии минимальной; при капитально-восстановительном ремонте качество восстанавливается, энтропия снижается до безопасного уровня; анализе авиационных происшествий обеспечивает обратную связь, развитие и корректировку эксплуатационных и восстановительных действий.

Негативно воздействуя на окружающую среду, ЛА усиливает вредные воздействия окружающей среды на самого себя. Этот круговорот усиливающих друг друга вредных факторов, делает их развитие мультипликативным.

В условиях планово-административной системы управления ГА в наставлениях по технической эксплуатации и ремонту АТ, наставлениях по производству полетов в ГА четко регламентировались исполнительные функции по управлению экологической безопасностью на всех должностных иерархических уровнях.

Несмотря на то, что в РФ авиационная деятельность регламентируется более чем 30 федеральными законами, 10 Указами Президента, 50 постановлениями Правительства и 150 приказами и инструкциями министерств и ведомств (количество действующих в сфере обеспечения безопасности полетов правил, руководств, инструкций, директив, и указаний с трудом поддается учету, причем многие из них изданы органами не участвующими в регулировании авиационной деятельности), в настоящее время отсутствует четкая регламентация функций управления и контроля за экологической безопасностью и, как правило, они находятся вне корпоративной сферы ГА. В основном требования к СЭБ носят декларативный характер и функции их интерпретации отнесены к ведению чиновников, что порождает волюнтаризм и коррупцию.

Данные статистики показывают неблагополучие в сфере экологии, возрастание авиационных рисков и негативных воздействий на природную среду. Это привело к ограничению использования отечественной АТ на рынке международных перевозок, сосредотачивая тем самым наиболее неблагополучную АТ внутри РФ. Анализ состояния безопасности полетов за 2000-2006 г. свидетельствует, что несовершенство законодательства в сфере безопасности полетов как части доктрины национальной безопасности, является одной из причин авиационных происшествий. Законодательные акты по сертификации и лицензированию авиационных предприятий не выделяют специальным разделом требования по экологической безопасности.

С учетом изложенного, а также то, что в органах управления ГА отсутствует структурное подразделение, отвечающее за разработку отраслевых документов и за соблюдением требований экологической безопасности согласно международных стандартов ИСО 9000 и ИСО 14000 и их российских аналогов, можно сделать вывод о недостаточной эффективности действующей в ГА СЭБ.

Полученная феноменологическая вербальная модель СЭБ как множества декомпозиционных моделей международного и внутрироссийского уровня, анализ адекватности модели СУЭБ ГА указанным моделям, позволил выявить объективные факторы, приводящие к декомпозиции и препятствующие организации эффективной СУЭБ в ГА: задача повышения эффективности системы экологической безопасности в гражданской авиации на основе комплексного мониторинга ее состояния является комплексной проблемой, которая не может быть решена ранее использовавшимися методами специализации и требует применения системных методов исследования.

Второй раздел посвящен изучению состояния проблемы исследований. В нем проведен анализ международных, внутрироссийских и отраслевых научно - исследовательских работ и источников в области экологической безопасности, определения факторов опасности, принципов построения систем экологической безопасности. Определены недостатки и выделены перспективные направления дальнейших исследований.

Важнейшей частью выбранного в качестве базового аспекта исследования "Концепция устойчивого развития" (принята в Рио-де-Жанейро), является отбор ресурсосберегающих экологически чистых технологий.

Из 25 основополагающих принципов концепции теме исследования соответствуют: упреждающее принятия мер по защите окружающей среды; отсутствие полной научной информации не является основанием для промедления в принятии этих мер; государства должны ограничить и ликвидировать несоответствующие указанной модели производства. Перспективными являются положения об индикаторах устойчивого развития, которые при достаточном развитии могут трансформироваться в систему критериев оптимизации процессов управления экологической безопасностью, но для этого требуется отсутствующее в настоящее время однозначное определение факторов экологически опасных ситуаций.

С учетом анализа источников и стандартов ISO-8402 и ГОСТ 15467-79, предложена следующая дефиниция: экологическая опасность - любое изменение параметров функционирования природных, антропогенных и природно-антропогенных систем, приводящее к ухудшению качества окружающей среды ниже установленных нормативов. Она лишена главных недостатков известных таксономий в экологии: унификация по физиологическим последствиям; слабый учет угрозы окружающей среде; наличие абстрактных, не идентифицируемых с явными реалиями действительности антропогенных воздействий.

Предложена и обоснована новая систематизация экологически опасных факторов, восполняющая указанные классификационные пробелы и включающая не только природные и антропогенные, но и экономические, социальные, информационные и другие классы опасности, например, космические, геологические, гидрологические и другие. Главным принципом принятой к разработке системы определено предупреждение причин появления факторов экологической опасности.

Анализ научных работ по проблематике аспектов экологической безопасности показал избыток первичной и частной информации и слабую разработанность принципов интегральной систематизации видов антропогенного воздействия на окружающую среду.

Имеющиеся методики оценки экологической опасности, как правило, проводят эколого-экономическую оценку, т.е. оценка дается в денежном эквиваленте. Предлагаемые математические модели используются для решения узких задач, например, диффузия примесей; популяций; лесных ресурсов; производство и т.д. (Л.М. Галкин, А.И. Москаленко, В.В. Конторин и др.). Для оценки экологической опасности при ремонте они не подходят.

Анализ известных научных разработок по СЭБ (Ю.А. Израэль, В.П. Казначеев, А.И. Муравых и других) позволил определить задачи по анализу, оценке и снижению риска, решаемые на различных уровнях и сформировать требования по структурному и параметрическому синтезу принятой к разработке системы.

Задаче настоящих исследований наиболее адекватна СЭБ территорий (Ю.А. Матвеев, А.А. Позин и др.), поскольку она учитывает синергетические, тектологические и менеджментные аспекты, но она имеет прикладной локальный характер. Для выделенной территории (полигона) проведена формализация задачи СЭБ и определены параметры оптимизации: С^б (П^б, Тх^б, ц^б (t), в (t)) >min; вер (К² (П^б, Тх^б, ц^б (t), П, Тх_э, ц (t)) ?К^2зад (t_пр)) ?Р^зад; П, Тх_э, ц (t) - зад; П^б, Тх^б, ц^б (t) ?Gб (t_пр); T ? Т^зад,

где С⁶ - суммарные затраты на выполнение работ по обеспечению экологической безопасности полигона в планируемое время.; П^б, Тх^б, ц^б (t) - параметры технических средств, параметры реализуемых технологий и обобщенная функция управления специальной техники, которая используется при выполнении работ по обеспечению экологической безопасности.; в (t_пр) - вектор определяющих параметров - коэффициентов модели затрат; П, Тх_э, ц (t) - параметры авиационно-космической техники, параметры реализуемых технологий эксплуатации и управления функционированием ракетно-космической техники (РКТ), оказывающей негативное воздействие на окружающую среду; Р^{зад -} заданный уровень вероятности экологически безопасного функционирования РКТ; Т^зад - заданный интервал времени; Gб (t_пр) - допустимая область возможных значений П^б, Тх^б, ц^б (t), которая определяется научно-техническим прогрессом, временем реализации проекта.

Условие экологически безопасного функционирования системы ТО и Р может быть как комплексным, так и параметрическим для каждого вида воздействия, работы и аварийных ситуаций. Оно позволяет методами моделирования, статистики, экспертных оценок и других прогнозировать результаты воздействия АТ на экологию. Стоимость, экономичность, надежность, приспособляемость и другие показатели эффективности управления СЭБ определяются качеством теоретических обоснований и практических рекомендаций при организации работ по ее созданию, поскольку на этом этапе выбираются основные направления действия системы, учитываются, взвешиваются все обстоятельства, связанные с особенностями объекта управления, его создания, внедрения и развития.

В результате проведенных исследований по: формированию феноменологических вербальных моделей известных СЭБ; изучению современных требований к СЭБ при ТО и Р АТ и разработке ее гипотетической вербальной модели; анализу адекватности указанных моделей; определению возможности достижения цели работы методом унифицированного теоретического обоснования производных систем - установлена невозможность использования методов создания производной СЭБ ТО и Р на базе унификации. Здесь требуется применение системных методов, а именно: разработка способа формализации системы и разработка соответствующей математической и иконографической моделей и ее анализ; структурный и параметрический синтез элементов модели СЭБ; определение связи альтернатив управляющих действий с исходами путем разработки системы комплексного мониторинга устойчивости системы; ранжирование задач принятия решений; представление результатов как соответствующей системы обобщенного знания (теоретических основ) о методах увеличения эффективности управления (совокупность действий, выбранных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования объекта в соответствии с имеющейся программой) СЭБ при ТО и Р АТ.

Третий раздел посвящен теоретическим исследованиям направлений повышения эффективности системы экологической безопасности при ТО и Р АТ. В нем впервые решена задача формализации и разработана математическая модель СЭБ и ее основной подсистемы - производства ТО и Р АТ. Проведен модельный эксперимент по анализу направлений повышения эффективности системы.

Одна из основных трудностей моделирования экосистем - описания взаимодействия большого количества элементов. Предлагались различные пути снижения количества элементов. Это и объединение элементов со сходными свойствами в один элемент, сокращение числа элементов за счет отбрасывания тех, влияния которых на формирования реакции системы очень мало, и т.д. Однако это может недостаточно точно предсказать состояние системы. Реальные системы находятся под влиянием внешней среды, состояние которой меняется случайным образом. Следовательно, параметры обуславливающие состояние каждого элемента, являются также случайными величинами.

В связи с большим количеством параметров, переменных, сложностью структуры, неполнотой информации, разнообразным характером воздействия и т.д. при разработки модели системы обеспечения экологической безопасности при ремонте АТ используется метод теории множеств.

Экосистема А качественна если качественны объединенные в ней компоненты а_i: , a_iА. Мощность n соответствует нормам экологической безопасности. При эксплуатации АТ на a_i воздействуют внешние факторы b_j, (), ухудшающие a_i на да_i: . >, где: (f:) - отображение, ф - время эксплуатации. Нормы экологической безопасности определяют предельно допустимые отклонения: .

Тогда, . Соответствие проверяется экологическим мониторингом: (А\ДAmax) > (А \ ДА). Параметры экосистемы, требующие восстановления путем создания условий гомеостаза: .

Процесс гомеостаза моделируется отображением:

>

> .

Целью управления является выработка последовательности действий:

(ц ₁ х ц ₂ х. х ц _i х. х ц _с-1 х ц _с): (д a₁) > (д* a₁)

……………………………………………………….

(ц ₁ х ц ₂ х. х ц _i х. х ц _с-1 х ц _с): (д a_i) > (д* a_i)

………………………………………………………

(ц ₁ х ц ₂ х. х ц _i х. х ц _с-1 х ц _с): (д a_n) > (д* a_n)

Критерий оптимизации управления СЭБ при ТО и Р АТ: (д* a_i) > min.

Модели Ф требуют исследования возможностей их аналитической интерпретации. Это продемонстрировано на примере разработки модели производственной системы ТО и Р АТ, состоящей из: объекта и субъекта производства А (Аг) и Н и технологической системы Р: T P; П Р; R P; O P; L P (рис.1).

Рис.1 Иконографическая модель производственной системы ремонта АТ (с учетом экологических требований)

Р состоит из технологических операторов Т и средств технологического оснащения П, производственных ресурсов R и экологических ограничений (внутренних О и внешних L).

В теоретико-множественную модель производственной системы входит также множество параметрических моделей X. Между множеством X и множеством F можно установить соответствие в виде отношения смежности, описанное в виде декартова произведения F х X или в виде матрицы смежности вида: (AF, A₂F, HF, TF, ПF, RF, OF, LF, AX, HX, TX, ПX, RX, OX, L X, FX), где: {T, П, R, O, L} Р. Полная модель производственной системы: A H P X F. В работе представлен алгоритм синтеза технологического процесса ремонта АТ, состоящий из четырех этапов.

Примерный анализ модельного эксперимент по представленным моделям проведен на примере решения задачи предупреждения инцидентов в ГА, являющихся одним из существенных факторов антропогенной опасности. По данными анализа и группировки событий разработана эталонную модель их внешнего проявления. Построена шкала распределения вероятностей, которая разбита на шкалы квантификаторов по шкале распределения вероятностей проявления событий, и проведено распределение вероятностей проявления событий по их тяжести. Определены пороги перехода событий по тяжести и построена функция распределения статистических данных проявления событий. Например, авиационное событие (Ki), область проявления (A₁, A₂, …. А_k), перечень инцидентов (a₁, a₂, …. a_j), вероятность проявления (Р), К₁ - авиационное происшествие, А₁ - полное разрушение планера а_{1 -} усталость металла, а_{2 -} некачественно выполнены регламентные работы, и так далее. Полная группировка и эталонная модель проявления событий (фрагмент которой показан в таблице 1) приведены в тексте диссертации.

Приведенные математические модели являются решением задачи описания еще не существующего объекта с целью его последующей реализации, то есть структурного синтеза. Следующей задачей исследования является структурная оптимизация. Она решена методом проекции градиента и ее результаты представлены в виде моделей - диаграмм "дерево событий - последствий аварии, катастрофы".

Вероятность возникновения и развития аварии в соответствии с гипотезой Н_s определяется на основе Байесовского подхода путем накопления поступающей из разных источников информации с целью подтверждения или не подтверждения гипотезы:

,

где: P (H_SlA) - искомая апостериорная, условная вероятность; А - случайное событие возникновения аварии; P (H_s), Р (Н_к) - априорные вероятности реализации сценариев (гипотез) H_s и Н_к; P (AlH_s), P (AlH_k) - априорные вероятности возникновения аварии по сценариям (гипотезам) H_s и Н_к.

Таблица 1

Эталонная модель проявления событий

Если число принимаемых во внимание сценариев возникновения и развития аварии (гипотез) равно n, то: . Для техногенноопасных объектов в данном случае приемлема динамическая модель материальной системы, предложенная П.Г. Беловым (рис.2), в которой: вход - множество данных воздействий на систему - , выход - результаты функционирования системы - , и E{Ш}, оператор, Ш - результативность преобразования. Например, Х_к преобразуется в Y_l с результативностью Ш_kl. Ядро модели, обеспечивая преобразование, выдает результат в виде матрицы {Ш} из элементов Ш_kl, показывающих результативность каждого из отдельных преобразований. В реальных условиях элементы модели стохастичны, их вероятности: Р (Х_k) с условной вероятностью - P (Y_llХ_k). Тогда оператор динамической материальной системы: . Когда n = m, матрица {Ш} квадратная. При n < m считается, что отдельные входные элементы дублируют избыточные входные элементы, а ряд значений Ш_kl является функцией трех аргументов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2 Динамическая модель материальной системы

Предложено решение возникающей при указанном подходе проблемы формализации процесса управления безопасностью и риском. Теоретико-множественный кортеж описания сложной организационно-технической системы: S = <А, R, Z, Y, F, У>,

где: А-множество элементов (материальные объекты, участвующие в преобразовании ресурсов в результат) системы; R - отношение на множестве А, характеризующее связь между элементами системы (R Ўш А х А); Z - множество входов системы; Y - множество выходов системы; F - множество функций, реализуемых элементами множества А; У - отношение эмерджентности, определенное на множестве А и F и ставящее в соответствие элементам системы реализуемые ими функции.

Любая операция управления представляется совокупностью элементов:

О = <R₁, R₂, F₀, И, Т>, где: R_{1 -} ресурсы; R₂ - результаты; F_{0 -} отношение R₁, R₂ ставящее в соответствие затраченным ресурсам полученный результат (F₀ ЎшR₁ Ч R₂₎, И - условия проведения операции; Т - время выполнения (длительность) операции. Условия И функционально связаны со всеми элементами кортежа: О = <R₁ (и), R₂ (и), F_O (и), T (и) >. С учетом динамики проведения операции, степени достижения результата и свойств ресурсов, О со временем характеризуется некоторой совокупностью фазовых координат. Тогда ресурсы операции R_i формально могут быть описаны вектором: X (t) = <х_l (t), x₂ (t),., x_n (t) >, а результат: Y (t) = <y₁ (t), y₂ (t),., y_n (t) >. Тогда, О = <X (и,t), Y (и,t), F0 (и,t), T (и,t) >, является динамической моделью целенаправленных мер и действий по обеспечению безопасности и риска на всех уровнях (динамикой управления).

При управлении безопасностью и риском, для оценки аварийной ситуации применим метод оценки вероятности их возникновения, основанный на анализе причинно-следственных связей. В методе анализа дерева событий рассматриваются события, влекущие за собой в конечном счете аварию, выделяется преобладающая последовательность этих событий. За начальную точку дерева событий берется исходное событие. Головное событие есть результат одновременного наложения следующих предпосылок: А - наличие ЛА, Б - присутствие людей, В - осуществление полета, С - обслуживание на земле. В свою очередь, на событие А может повлиять, например: 1 - отказ авиационной техники (планера, двигателя и т.п.); 2 - заправка некондиционным ГСМ; 3 - нарушение норм загрузки воздушного судна.

Модель-диаграмма последствий события также представляет собой граф, однако его анализ ведется от центрального события (метод Беллмана) (рис.3): Аварийная ситуация может развиваться с сохранением ВС (А) или без сохранения (Б). При сохранение ЛА может произойти слив топлива (В), в свою очередь топливо оказывает неблагоприятное воздействие на почву (1), растительный и животный мир (2), воду (3) и воздух (4).

Важной задачей многостадийного принятия решений является ранжирования задач по степени важности. Предлагаемое решение основано на идее уравнения состояния производства.

Рис.3 Модель-диаграмма последствий события

По аналогии с уравнением существования производства, уравнение состояния СЭБ: И= н₁ + н₂+. + н_i +. +н_N = ? н_i (oт i = 1 до N), где: И - обобщенный квалиметрический показатель состояния окружающей среды; н_i - составляющая показателя состояния; N - мощность множества индивидных переменных i. Относительно И: l=?о_{i (}отi=1до N), где: о_i = (н_i / И) - относительная составляющая показателя состояния. Каждая относительная составляющая о_i является функцией = f, ц, ш, …, ряда факторов: (а, b,.): о₁ = f (a_f, b_f, c_f,.), о₂ = ц ⁽а_ц, b_ц, с_ц,.),. о_N = ш (a_ш, b_ш, c_ш,.), тогда: 1=f (a_f,b_f, c_f,.) + ц ⁽а_ц, b_ц, с_ц,.) +. + ш (a_ш, b_ш, c_ш,.), где a_ш, b_ш,., должны соответствовать, например, ИСО - 14000.

Данное представление возможно лишь частично, поскольку ряд требований является высказыванием относительно И: "соответствует требованиям ИСО-14000" или нет. Истинность высказывания конъюнктивна: 1 = о₁ & о₂&…&о_i &…& о _N-1 & о_N, где: о_i = 1, истинность Булевой функции, в том числе, экспертная оценка. В тексте диссертации приведены все о_i = 1, …, 20, например, о₁ = 1 - наличие документально оформленной политики в области охраны окружающей среды; …; о ₁₆ = 1 - сокращает количество отходов и экономит ресурсы и другие.

Мощность множества о_i (его пропозициональных переменных) - Var. Более прогрессивна оценка зависимостей f, ц, ш, …, при определении высказываний путем, например: количество выбрасываемых вредных газов - f (a_f, b_f, c_f,.) f_ДОП, количество твердых отходов производимых в расчете на единицу продукции - ц ⁽а_ц, b_ц, с_ц,.) ц_ДОП, эффективность использования сырья и энергии - ш (a_ш, b_ш, c_ш,.) ш_ДОП. Поэтому, следующей задачей является определение: f (a_f, b_f, c_f,.); ц ⁽а_ц, b_ц, с_ц,.);.,; ш (a_ш, b_ш, c_ш,.), в том числе, аналитическими методами. В тексте диссертации приведена таблица результатов ранжирования задач по степени риска.

Если в результате проведенных мероприятий аргумент a_f изменится на величину дa_f, то f изменится на д f, тогда: F₁ = f-дf =f { (a_{f -} д a_f),b_f, c_f,. } и так далее. Тогда уравнение состояния СЭБ примет вид: (И - дн₁₎ = (н₁ - дн₁) + н₂ +. + н_i +. + н_N, а относительно к (И - дн₁₎: 1 =f { (а_{f -} д a_f), b_f, c_f, … } + ц₁+. +ш₁. Из этого следует, что изменение одной из составляющих на дн₁ изменяет долю других составляющих. Следовательно, ликвидация одного "узкого места" недостаточности экологической безопасности смещается в сторону другого "узкого места". Это позволяет перейти от спонтанных действий по поддержанию экологической безопасности к научно обоснованной программе управляющих инвестиционных действий.

Предложена методика экспертизы управления СЭБ при ТО и Р АТ, основанная на методе анализа иерархий. Для этих целей разработан программно-методический комплекс, состоящий из управляющей программы EXPERT и 10 программных модулей. Модули написаны на языках программирования С ^{+ +} и Fortran.

Проведена проверка адекватности разработанных: методики экспертизы управления СЭБ ТО и Р АТ, программно-методического комплекса путем соответствующей экспертизы по методу анализа иерархий на предприятиях ВАРЗ, АК "Конверсавиа", ЗАО "АТБ Домодедово", АК "ДАЛ", Международный АП "Домодедово" и т.д.

В качестве примера работы комплекса, на рис.4 показан результат сравнительного анализа эффективности управления СЭБ при ТО и Р.

Рис.4. Анализ эффективности управления СЭБ

При ранжировании критериев без метода анализа иерархий, вектор приоритетов критериев имеет вид: X_i (¹⁾ * Y₁ + X_{i (}²⁾ * Y₂ + …+ X_i (^k) Y_k = Z_i

Результаты расчетов представлены в таблицах 2, 3, 4.

Таблица 2

Матрица оценки критериев

Таблица 3

Вектор приоритетов критериев

Таблица 4

Вектор глобальных приоритетов с использованием вектора приоритетов критериев

В результате проведенной экспертизы выявлено, что на ВАРЗе наиболее эффективное управление СЭБ ТО и Р АТ, а Международному АП "Домодедово" необходимо улучшить работу в области экологической безопасности.

Для решения задачи определения f (a_f, b_f, c_f,.) в уравнении состояния СЭБ, проведен анализ существующих методик оценки экологических последствий чрезвычайных ситуаций, который показал, что применительно к целям исследования они мало эффективны, поскольку дают лишь косвенные оценки. Для решения данной задачи предложена идея всеобщности экологической характеристики объектов, рассматриваемых в единстве с внешней средой и участвующих в обменных процессах, схема такой системы показана на рисунке 5.

Сравнить источники выбросов в окружающую среду можно при помощи индекса относительной токсичности: I_о = ПДК_эт/ПДК_i, где: ПДК_i - предельно допустимая концентрация i-ro вещества, мг/м³; мг/дм³; ПДК_эт - предельно допустимая концентрация условного вещества, принятая за эталон для водных объектов. Токсичность источника загрязнения по i - тому компоненту будет равна: Т_i= C_i·I₀=C_i · ПДК _эт / ПДК _i, где: С_i - концентрация компонента. Суммарная токсичность источника по n компонентам равна: . Она показывает, во сколько раз необходимо разбавить сток, чтобы он перестал быть вредным: Т 1.

Если известны для источника объем стока - V, концентрации загрязняющих веществ и их индексы относительной токсичности, величина относительной токсичной массы, сбрасываемой из источника в водный объект: m_i = Т_i V; m_n = T V_n. Это позволяет в качестве общей характеристики выбросов в окружающую среду использовать единицу относительной токсичной массы (ОТМ) (загрязненность окружающей среды объемом 1 м³, содержащей 1 кг токсичной массы при значении Iо=1), сопоставлять источники выбросов веществ между собой, сравнивать технологические процессы и выбирать из них экологически оптимальный.

Данный подход позволяет сравнивать выбросы, сбросы и отходы технологических процессов ТО и Р АТ с помощью общей единицы ОТМ. Следовательно, он может применяться при решении задач СЭБ. Разработанная методика оценки экологической опасности технологических процессов восстановления АТ показана на примере анализа экологического воздействия ряда предприятий системы ТО и Р АТ (Внуковский АРЗ, Быковский АРЗ, Ухтомский вертолетный завод).

В качестве исходных данных приняты результаты инвентаризации стационарных источников загрязнения окружающей среды (ОС), полученные при разработке проектов нормативов ПДВ/ВСВ.

Для сравнения в работе использованы традиционные методики оценки экологичности технологических и (или) технических решений: по валовому выбросу, то есть по общему количеству загрязняющих веществ, поступивших в ту или иную природную среду, например, в атмосферу и по платежам за загрязнение ОС.

Для всех предприятий оценка вклада групп веществ различного класса опасности показывает, что плата за загрязнение веществами I класса опасности мала и близка к плате за загрязнение веществами IV класса, при очевидно разных показателях весомости их валового выброса. Из сравнения суммарной токсичности этих групп веществ (с учетом конкретных ПДК), следует, что для рассмотренных предприятий необходимо обратить внимание на вещества IV-ro класса опасности.

Принятая методика взимания платы достаточно субъективна, поскольку учитывает специфическое отношение к конкретным веществам в конкретных регионах.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) является наиболее объективным и однозначным критерием для всей страны. Поэтому учет токсичности в большей степени пригоден для сравнительной оценки различных групп веществ.

Рис.5. Схема жизненного цикла при ТО и Р АТ

Результаты исследований показали, что по величине токсичной массы основной вклад в загрязнение вносят суммарно вещества II класса опасности, а наименьший вклад - вещества I класса. Из построенного приоритетного ряда конкретных загрязняющих веществ в выбросах в атмосферу от стационарных источников авиаремонтных заводов сделан вывод, что:

· среди веществ II класса опасности, также как и в спектре всех загрязняющих веществ, наибольшее влияние оказывают оксиды азота;

· среди веществ, имеющих в качестве норматива значение ОБУВ (ориентировочно безопасный уровень воздействия), наибольшее загрязнение оказывает аэрозоль едкого натра;

· среди веществ IV класса опасности преобладает влияние органических растворителей (ацетон, бутилацетат, этилацетат и т.д.).

Также проводилось сравнение показателей загрязнения окружающей среды различными технологическими участками рассмотренных заводов, и оценивалась эффективность ряда природоохранных мероприятий. Так на УВЗ мощным источником загрязнения в атмосферу является тепловой узел, использующий в качестве топлива мазут и дающий 96,8% валового выброса завода. Для снижения антропогенного воздействия на атмосферу было предложено использовать природный газ. При этом в томе ПДВ основным критерием целесообразности перехода на газ послужил расчет снижения валового выброса в атмосферу на 60% (на 326 т/г). Однако учет токсичности выявил серьезный вклад оксидов азота в суммарное загрязнение атмосферы.