Основа экологической безопасности ХХI века - прогнозирование и анализ рисков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецкий национальный технический университет

Основа экологической безопасности ХХI века - прогнозирование и анализ рисков

энтропийный аварийность опасность информация

Откидач В. В., Джура С.Г.,

Чурсинов В.И.

В статье рассмотрен энтропийно - информационный подход в управлении безопасность. Приведен анализ закономерностей появления аварийности и травматизма в системе "человек - производство - среда". Дан подход к решению указанной проблемы.

Сейчас становится ясно, что XXI век будет этапом борьбы за выживание человечества, так как по сравнению с прошлым, когда речь шла обычно лишь о внешней и внутренней, коллективной, военной безопасности, теперь к этим ее видам добавились экономическая, экологическая, демографическая, продовольственная, информационная и др.

Назрела необходимость разработки новых подходов. Нужна модель безопасности, отвечающая сегодняшним условиям и требованиям. Возникла настоятельная, жизненно важная потребность расширения проблемы безопасности до глобального ноосферного уровня и объединения разрозненных научных направлений в единую науку, ориентированную на обеспечение безопасности жизнедеятельности человека и человечества как единого целого .

Только в XX веке мы разглядели, что на обратной стороне полученной нами медали "за научно-технический прогресс" написано "и за глобальный экологический кризис". Все это говорит о том, что нам всем необходимо сменить мировоззрение в данном вопросе!

В настоящее время делаются лишь первые шаги в этом направлении, но обострение проблемы выживания человечества на рубеже второго тысячелетия требует решительной активизации усилий.

Научно - технический прогресс, направленный на все большую концентрацию энергии, потенциально угрожает чрезвычайным ситуациям глобального масштаба.

Постоянный обмен энергией, лежащий основе всех процессов, заставляет задуматься как о рассеянии, так и об ее источнике.

Все процессы в природе протекают в направлении увеличения энтропии, которая характеризует вероятность, с которой устанавливается то или иное состояние, и является мерой хаотичности или необратимости. Чем больше порядок, тем меньше энтропия. То есть все процессы, "пущенные на самотек", всегда протекают так, что их беспорядок увеличивается.

Всякой системе, независимо от ее природы, присущи физические законы, определяющие внутренние причинно - следственные связи. Это касается и системы " человек - производство - среда " . Данная система открытая, сложная.

Анализ закономерностей появления аварийности и травматизма в системе " человек - производство - среда " позволяет интерпретировать опасность неотъемлемыми свойствами повседневной деятельности человека, как процессы, связанные с использованием энергии, вещества и информации.

Увеличение концентрации энергии потенциально угрожает чрезвычайным ситуациям, в том числе глобального масштаба.

Поскольку между веществом и энергией существует взаимосвязь, постольку можно сказать, что система в ходе своей эволюции производит энтропию, которая, однако, не накапливается в ней, а удаляется и рассеивается в окружающей среде. Вместо нее из среды поступает свежая энергия и именно вследствие такого непрерывного обмена энтропия системы может не возрастать, а оставаться неизменной или даже уменьшаться. Аварии, связанные с взрывами, пожарами, механическими, электрическими и другими влияниями ведут к диффузии энергии. В частности, тепловой в окружающею среду и к разрушению объектов, т. е. к увеличению хаоса, неупорядоченности, росту энтропии.

Но такой подход к данной проблемы не есть универсальным и поэтому не может пояснить реализации фаз инициирования целого ряда чрезвычайных ситуаций. Так, влияние токсических веществ на окружающую среду и человека не связан с полным выделением ими внутриней энергии, что может преобразоваться только на работу или тепло. В этом случае уместно говорить об изменении ими химического потенциала, т. е. разрушающим параметром является не сама энергия, а соответственно энергетические потенциалы: химический, электрический, момент количества движения и тому подобное.

Кроме того, следует помнить, что рост энтропии связан только с самостоятельным процессом. Если он идет принудительно, за счет внешних факторов, то такой процесс может происходить и с уменьшением энтропии. Поскольку опасность может реализовываться при любом процессе, то тем самым она связана как с ростом энтропии, так и с ее уменьшением.

Таким образом, опасности существуют в пространстве и во времени и реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации. Опасности не действуют выборочно, а, возникнув, они влияют на все материальное окружающей среды.

Оказывается, что высокая чувствительность к начальным условиям, приводящая к хаотическому и непредсказуемому поведению во времени, - это не исключение, а типичное свойство многих систем.

Причинами хаоса можно выделить ряд обстоятельств, в результате которых происходит потеря устойчивости системы и переход к хаосу. К их числу относятся:

· Внешние помехи, возмущающие факторы.

· Наличие большого числа степеней свободы, которыми обладает система в процессе своего функционирования. Она может в этом случае реализовать совершенно случайные последовательности.

· Достаточно сложная организация системы.

Со времени открытия второго закона термодинамики встал вопрос о том, как можно согласовать выводы о возрастании во времени энтропии (неопределенности, хаоса) в замкнутых системах с процессами самоорганизации в живой и неживой природе, происходящими в открытых системах.

В настоящее время понятие энтропия давно вышло за пределы термодинамики и нашло приложение во многих областях естествознания, имеет существенное значение в исследовании самых различных по своей природе систем и явлений.

Понятие энтропии введено в научный оборот как мера естественной склонности тепловой энергии к рассеиванию. Со временем энтропия приобрела двойной физический смысл: как мера обесценивания энергии и как показатель неумолимого роста хаоса. В середине XX века энтропия появилась и стала основным понятием в теории информации.

Современное понимание информации, и какую она играет роль в искусственных и естественных системах, сложилось не сразу; оно представляет собой совокупность знаний, полученных разными науками.

Информация есть свойство материи, состоящее в том, что в результате взаимодействия объектов между их состояниями устанавливается определенное соответствие. Чем сильнее выражено это соответствие, тем полнее состояние одного объекта отражает состояние другого объекта, тем больше информации один объект содержит о другом.

В синергетике информация означает меру организации системы. Мера упорядоченности системы является условием согласованности ее составных частей, вызывающей уменьшение самоорганизации этих частей и уменьшение энтропии системы, что приводит к упорядоченности самой системы в целом.

Первым специфическим теории информации является понятие неопределенности случайного объекта, для которой вводится количественная мера, называемая, как указывалось выше, энтропией.

Энтропия характеризует недостающую информацию. В настоящее время информация рассматривается как фундаментальное свойство материи.

Информационные, энтропийные и логико-понятийные характеристики подчиняются тем же основополагающим законам, что и реальность нашего бытия.

Для принятия квалифицированных решений нужна надежная информация. Без информации невозможно обеспечить безопасность человека, производства.

Особое значение энтропия приобретает в связи с тем, что она связана с очень глубокими, фундаментальными свойствами случайных процессов.

Учитывая, что случайные процессы являются адекватной моделью сигналов, кроме того, некоторые типы непрерывных сигналов допускают дискретное представление, что упрощает задачу, сводя все к рассмотрению случайных величин, мы получаем возможность воспользоваться результатами и мощным аппаратом теории случайных процессов. .

Основой промышленной безопасности - прогнозирование рисков системы "человек - производство - среда ". А это означает лишь одно: человечеству необходимо научиться предельно снижать риск и опасность. При этом необходимо учитывать, что риск связан с бесконтрольным высвобождением энергии, нарушением информационных процессов в системе. При разработке концепции следует исходить из того, что в основе риска лежит аксиома о потенциальной опасности деятельности и для него характерны неожиданность, внезапность наступления опасной ситуации. При этом необходимо учитывать, что риск связан с бесконтрольным высвобождением энергии, нарушением информационных процессов в системе .

На протяжении многих лет наука и практика широко использовали системный подход, который требовал соблюдения жестких рамок, в пределах которых необходимо создавать сетевые графики, целевые планы, сложные аналитические целевые функции, модели и др., что приводит к большим неоправданным и непроизводительным затратам. Использования информациологического подхода в научных исследованиях, сокращает время и средства на проведение экспериментальных и научных исследований, упрощает научно - исследовательские структуры.

Главное отличие подхода к изучению любого объекта как системы, а не как простого объекта, и состоит в том, что мы ограничиваемся не только рассмотрением и описанием вещественной и энергетической его стороной но, прежде всего, проводим исследование его информационных аспектов (информационных потоков, управления, организации и т. д.).

При информациологическом подходе внимание исследователя переносится с элементов исследования отдельно взятой системы на микро - и макро мерные кодовые отношения и связи не только между ними, но и с окружающими системами, вместе взятыми. Отношения, сравнения, анализ и синтез составляют основу информациологического подхода исследований всех без исключения социальных процессов и явлений природы. Данный подход базируется на исследовании и изучении конкретного объекта с его взаимоотношениями и взаимосвязями с внешними объектами и внутренними средами, полями и их следами.

В научной литературе до настоящего времени не ставился вопрос о каких бы то ни было научных исследованиях с точки зрения информациологического подхода. Последний имеет весьма важное значение в мировой науке и практике, ибо в основе его лежит одна из главных целей любого исследования - получение конечных результатов, имеющих практическое приложение .

Изучать и исследовать явления, события и факты природы необходимо с единой информациологической точки зрения .

Принцип информациологического подхода заключается в том, что сначала производится анализ и синтез не свойств вещей, предметов или их элементов, а отношений внутри них и их отношений с внешним окружающим миром. После классификации внутренних отношений свойств и их внешних отношений по признакам последних анализируются и синтезируются свойства на базе информации.

Информация это свойство материи, состоящее в том, что в результате взаимодействия объектов между их состояниями устанавливается определенное соответствие. Чем сильнее выражено это соответствие, тем полнее состояние одного объекта отражает состояние другого объекта, тем больше информации один объект содержит о другом.

Носителями высшей формы информации - являются люди.

Принцип информациологического подхода представляет собой концепцию современного высокоразвитого информационно-сотового сообщества, исходя из анализа следующих аспектов:

· изучения системы, т. е. того, что мы замечаем при первом взгляде;

· определение изменений системы или предмета в зависимости от изменений условий окружающей среды;

· определение структуры элементов предмета или системы.

Главным аспектом исследования при информациологическом подходе является изучение скрытых внутренних отношений структурированных элементов, их свойств и признаков, а также изучение внутренних отношений (внутренней информации) с внешним миром (внешней информацией - внешними отношениями). Отношения (информация), как и сами предметы, существуют в природе независимо от нашего сознания. Объективный характер отношений так же реален, как и реальны вещи, предметы и объекты, окружающие нас и являющиеся производными результатами этих отношений.

Принцип информациологического подхода показывает явное преимущество по сравнению с системным, вероятностным, линейно - детерминированным, синтетическим, материалистическим и другими подходами, являющимися частными случаями всеобщего информациологического подхода .

Информациология, как наука, открывшая закономерности информационногенных процессов и технологий в микро- и макроструктурах, по праву может считаться генеральной наукой наук. Создание методологии изучения информационных отношений, сравнений, анализа и синтеза с единой информациологической точки зрения позволит открыть новые пути исследований, познания.

Вся тайна природы кроется в отношениях, все исходит из соотношений, взаимопорождающей основой которых является информациогенное единство всех видов и форм Вселенной.

Как указывает академик И. И. Юзвишин на основании основ информациологии можно с уверенностью констатировать, что все, что приходит в наш мир и уходит из него, - проходит через информацию, т. е. имеет фундаментальную информационную первооснову.

Литература

1.Ярочкин В. И. Секьюритология - наука о безопасности жизнедеятельности. М.: "Ось-89", 2000. -400с.

2.Откидач В. В., Мартовицкий В. Д. Энтропоэнергетическая концепция природы риска системы "человек - производство - среда", ж. ТЕХНОПОЛИС, Днепропетровск.

январь 2002, с. 26 - 27.

3.Силин А. А. Энтропия, вероятность, информация.// Вестник РАН, том 64, №6, "Наука", М. - 1994.

4 Юзвишин И. И. Основы информациологии. Учебник. Издание 2-е, переработанное и дополненное. - М.: Международное издательство " Информациология"; "Высшая Школа", 2000. 517с.; ил.

5 Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. - М.:Высш. Шк., 1989. - 367 с.: ил.

6. Мосалев К., Мосалева П. Международная научно - техническая конференция "Минеральные ресурсы и человек", Том I, Научные доклады. 17-19.09.2002 Варна, с. 265 -270.

Размещено на Allbest.ru