ВВЕДЕНИЕ. по дисциплине: управление рисками, системный анализ и моделирование

РЕФЕРАТ

по дисциплине: управление рисками, системный анализ и моделирование

Оптимизация решения при допустимости незначительного загрязнения окружающей среды

тема

Преподаватель __________ Л. В. Кулагина

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ФЭ15-07М 071514879 __________ Н. Ю. Лунева

номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

Красноярск, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. Основные понятия системной экологии. 5

2. Системный подход в экологии. 6

3. Системный анализ и его этапы.. 9

3.1 Выбор проблемы.. 11

3.2 Постановка задачи и ограничение ее сложности. 11

3.3 Установление иерархии целей и задач. 12

3.4 Выбор путей решения задач. 13

3.5 Моделирование. 14

3.6 Оценка возможных стратегий. 15

3.7 Внедрение результатов. 15

4. Применение системного анализа в экологии. 16

5. Оптимизационные модели. 21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 27

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время происходит размывание границ понятия «экология» и превращение ее из фундаментальной синтетической биологической науки в нечто аморфное, не имеющее четких границ. Осознание, что человек своей бесхозяйственной деятельностью поставил себя и все живое под угрозу экологической катастрофы, вызвало повышенный интерес к природоохранным проблемам самых различных слоев человеческого общества. Следует отметить, что всегда при решении различных экологических проблем следует иметь в виду, что действительно «экология» – это наука об отношениях между живыми организмами и окружающей их средой обитания, и она находится в связи с биогеохимией, почвоведением, гидрологией и другими разделами наук о земле (геологических, химических и пр.), а также и со многими биологическими науками и является по своей сути системной. Как и все биологи, эколог должен иметь достаточно ясное представление о виде, его структуре и системе видовых адаптаций, на каком бы уровне (организменном, семейно-стадном, популяционном, экосистемном или биосферном) он ни работал. Ибо каждый вид живых организмов существует в природе только успешно контактируя с внешней средой для обеспечения его основных жизненных процессов (прежде всего питания, размножения, роста), т.е. экологических характеристик. Но особи в природе не существуют вне популяций, которые образуют сообщества или биоценозы, вступая между собой в различные отношения, и вместе с окружающей средой составляют экосистему.

Задачи «системной экологии» – это проводить исследования структуры и функционирования экологической системы и роли в ней различных популяций (видов) с целью оценки возможности прогнозирования развития экосистемы и динамики составляющих ее элементов, а также решать задачи управления ими. Это довольно сложные задачи и для их решения должны привлекаться математические методы, методы моделирования и компьютерные технологии. Поэтому основу всего составляют различные методы исследования и анализа систем.

Основным методом исследований в «системной экологии» является системный анализ, который представляет собой синтетическую дисциплину, разрабатывающую способы исследования разнообразных сложных систем или ситуаций при нечетко поставленных целях (критериях). Такие исследования необходимы для определения научно обоснованной программы действий с учетом не только объективной, но и субъективной информации. При системном подходе используются математический аппарат теории исследования операций, методы многомерной статистики и методы неформального анализа, такие как метод экспертиз, метод опроса, эвристические методы и компьютерное моделирование.

Разработка методов системного анализа как научной дисциплины ведется по нескольким направлениям. Одним из важнейших из них является создание принципов построения и использования моделей, имитирующих протекание реальных процессов, способов их объединения в системы и такого представления в ЭВМ, которое обеспечивало бы простоту их использования без потери адекватности. Другое направление связано с изучением организационных структур и прежде всего систем, обладающих иерархической организацией.

Основные понятия системной экологии

«Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот вещества между живой и неживой частями, представляет собой экологическую систему, или экосистему … Экосистемы представляют собой открытые системы, поэтому важной составной частью концепции является среда на входе и среда на выходе» Ю. Одум.

Одним из главных понятий является понятие “ системы ”. Существует более тысячи ее определений, примем следующее рабочее определение: система – совокупность элементов со связями между ними, подчиняющимися соответствующим законам композиции. К этому можно добавить, что каждый из элементов системы внутри себя считается неделимым, а с внешним миром система взаимодействует как единое целое.

Другое важнейшее понятие – “ сложность системы ” может быть оценена на двух уровнях:

· сложность на "структурном уровне", которая определяется числом элементов системы и связей между ними (морфологическая сложность);

· сложность на "поведенческом уровне" – набор реакций системы на внешние возмущения или степень эволюционной динамики (функциональная сложность).

Сложность поведения систем первого уровня определяется только законами сохранения в рамках вещественно-энергетического баланса. Особенностью систем второго уровня является появление обратных связей; определяющим для них становится принцип гомеостаза, что и задает более сложное их поведение. Еще более сложным поведением обладают системы третьего уровня, у которых появляется способность "принимать решение", т.е. осуществлять некоторый выбор из ряда вариантов поведения ("стимул – реакция"). Возможен опосредованный через среду обитания обмен опытом между особями, поколениями одного вида и разными видами, т.е., по существу, обмен информацией. Системы четвертого уровня выделяются по наличию достаточно мощной памяти (например, генетической) и способности осуществлять перспективную активность или проявлять опережающую реакцию ("реакция – стимул") на возможное изменение ситуации – эффект преадаптации. Наконец, пятый уровень сложности объединяет системы, связанные поведением интеллектуальных партнеров, предугадывающих многоходовые возможные действия друг друга. Этот тип поведения имеет отношение, в основном, к социальным аспектам взаимодействия "Человек – Природа"

Наконец, все свойства сложных систем делятся на простые (аддитивные; например, биомасса некоторого сообщества) и сложные (неаддитивные; например, устойчивость экосистемы). Описание любой сложной системы состоит из трех компонентов:

- морфологической;

- функциональной;

- информационной;