Екологічна безпека України: системний аналіз перспектив покращення (стр. 33 )

 (K) = 2 [(i+1)Qi] / (N + 1)(N + 2),

де N = dimK - розмірність комплексу K, Qi - і-та компонента структурного вектора Q, здобутого за допомогою q-аналізу. Таким чином,  механізми = 0,74, а  загрози = 0,50, що свідчить про більшу "складність" механізмів екобезпеки. Зауважимо, що таке визначення складності висвітлює тільки статичну складність системи екологічної безпеки.

Вп'яте, інформація, що міститься у Q, пояснює глобальну структуру комплексу К. Так, наведені вище дані однозначно свідчать про те, що система екологічної безпеки повинна мати надзвичайно високий рівень комплексності. Адже для того щоб два симплекси з множини екологічних загроз чи механізмів їх запобігання належали до однієї q-зв'язаної компоненти комплексу екологічної безпеки К, необхідна наявність ланцюга проміжних симплексів, що зв'язують їх. Отже, "найслабший" з них повинен мати розмірність, більшу або рівну q. Як уже зазначалося, q-зв'язаність екологічних загроз більша, ніж механізмів їх запобігання. А це означає, що марно очікувати на вияви окремих чи поодиноких екологічних загроз. Система екобезпеки має розроблятися і плануватися державними органами з урахуванням цих особливостей. Державні органи управління системою екологічної безпеки України мають завжди бути готовими за допомогою економічних, нормативно-правових і гуманітарних механізмів до ліквідації декількох екологічних загроз, що можуть спричиняти одна одну.

8.2.1. Ексцентриситет системи екологічної безпеки України

Незважаючи на те, що q-аналіз виявився досить ефективним методом вивчення зв'язаності глобальної структури у системі екологічної безпеки, з його допомогою не можна отримати необхідну інформацію про те, як кожний окремий симплекс входить у весь комплекс. Оскільки, як уже зазначалося, індивідуальні властивості симплексів можуть мати важливе значення для даної проблеми, то важливо визначити міру інтегрованості кожного окремого симплекса у структурі всіх комплексів системи екологічної безпеки України. Можна спробувати охарактеризувати їх за допомогою геометричних зв'язків. З цією метою вводиться поняття ексцентриситету (Есс), змістом якого є міра ізоляції симплексів один від одного [7].

При цьому розглядаються такі поняття:

1. верхнє значення для Pi, тобто q = dimPi у К;

2. нижнє значення для Pi, тобто q дорівнює найбільшому значенню q, за якого Pi стає зв'язаною з будь-яким окремим Pj.

Тоді ексцентриситет визначається:

Ecc (Yi) = ( )/(+ 1).

Таким чином, Ecc (Yi) =  тільки тоді, коли q = -1, або якщо Yi повністю ізольований.

Рис.Величини ексцентриситетів механізмів
екологічної безпеки України

Поняття ексцентриситету віддзеркалює як відносну важливість даного симплекса для комплексу екологічної безпеки загалом (через його розмірність), так і його важливість як зв'язуючого ланцюга (через максимальне число його вершин, що належать також до будь-якого іншого симплекса). Таким чином, ексцентриситет дає можливість побачити й оцінити, наскільки "щільно" кожний симплекс вкладений у комплекс.

З рис. 8.1 видно, що найбільший ексцентриситет відношення  механізми 4,4 мають: державна інформаційно-аналітична система; надання своєчасної і достовірної інформації про забруднення довкілля і заходи щодо його охорони; цільові програми у галузі екологічної безпеки; екологічні фонди; економічне стимулювання охорони довкілля; додержання встановлених нормативів якості довкілля на підставі затверджених технологій; перепрофілювання діяльності окремих екологічно шкідливих об'єктів; затвердження санітарно-економічних критеріїв і нормативів на рівні держави (або принаймні постанов Уряду, а не на відомчому рівні, як це практикується нині); ухвалення та дотримання Закону про діяльність спільних підприємств і транснаціональних корпорацій з метою запобігти використанню ними "технологій подвійних стандартів"; захист екологічних прав та інтересів населення; проведення дискусій і референдумів щодо впровадження нових економічних проектів; проведення екологічної експертизи. Трохи меншу величину ексцентриситету (рівну 4) мають екологічна освіта й екологічне виховання.

Аналогічний аналіз можна виконати для відношення  загрози. Результати розрахунків ексцентриситетів наведено на рис. 8.2.

Рис 8. 2. Величини ексцентриситетів загроз
екологічній безпеці України

Найбільшу величину - 0,5 мають: парниковий ефект; озонова діра в атмосфері; кислотні дощі; потепління; зниження чи підвищення рівня підземних вод.

Таким чином, поняття ексцентриситету є мірою важливості симплексів у комплексах, що описують систему екологічної безпеки України. При цьому величини ексцентриситетів для комплексу механізмів екобезпеки більші порівняно з аналогічними величинами комплексу загроз.

8.2.2. Образ системи екологічної безпеки України

Суттєве значення при застосуванні системної методології, що базується на моделюванні структури зв'язаності елементів системи екологічної безпеки, має вивчення і врахування при ухваленні державних рішень процесів динаміки, що відбуваються у системі. З метою розуміння і врахування динамічних переходів, введемо поняття образу [3].

Уся множина математичних відношень  i (i = 1, 2), що використовуються для представлення системи екологічної безпеки, породжує два симплеційні комплекси. Цю сукупність S називають статичним фоном даної множини [8]. Мовою абстрактних геометричних понять це означає, що фон S є багатомірною структурою в евклідовому просторі E2k + 1, де k = max {dimK; K S}. Динаміка системи екобезпеки має функціонувати саме на цьому фоні. Вона описуватиметься через зміни математичних функцій, що задаються на симплексах множини S.

Для задання динаміки системи необхідно ввести відображення кожного симплексу з КY (X;  ) у відповідне числове поле [3]:

П: ® K, i = 0, 1, 2,..., dimK,

r = 1, 2, ..., cardK.

Оскільки кожний симплекс з К має певну геометричну розмірність, що визначається кількістю його вершин, то образ П є ранжованим образом

П = П0 Å П1 Å ... Å ПN,

де N = dimK. Для комплексу механізмів екобезпеки N = 26, а для комплексу екозагроз N = 27.

Таким чином, образ П відображає динамічні зміни, що відбуваються у системі екобезпеки за часом. Оскільки кожний симплекс  i має характерну геометричну розмірність, то вказане вище твердження справедливе і для пов'язаних з ним числових величин. З цього випливає, що взаємодія між загрозами екологічній безпеці держави і механізмами екобезпеки має розгортатися на тлі головного комплексу з усіма його зв'язками. Варто зауважити, що геометрична структура передбачає певні обмеження на зміни образу, тобто на динаміку системи екологічної безпеки відповідно до закономірностей, що випливають з результатів q-аналізу.

Проте, для процесів, що відбуваються у соціальних системах, характерний високий ступінь випадковості. Отже, існуючі зв'язки між елементами системи екологічної безпеки змінюються з часом і можуть розглядатися як квазістаціонарні лише на відносно короткому його відрізку.

Таким чином, встановлення зв'язку між елементами структури екобезпеки - це складне завдання, вирішення якого потребує застосування апарату як алгебри, так і топології. Залежно від способу моделювання системи виявляються ті чи інші властивості зв'язаності елементів системи.

Розділ 8.

Математичні відношення у системі екологічної безпеки України: оцінка "важливості" елементів

РОЗДІЛ 9

МОДЕЛЬ СИСТЕМИ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ УКРАЇНИ:
КІЛЬКІСНІ ОЦІНКИ ПРІОРИТЕТІВ

У будь-якій ієрархічній системі проблемна область представляється у вигляді ієрархії чи дерева елементів. При цьому функції управління розподілені між супідрядними рівнями, і організація всієї системи підпорядкована певній меті.

Порівняно з системами централізованого управління ієрархічні системи мають багато переваг, головними з яких є:

- свобода локальних дій для підсистем нижчих рівнів;

- гнучкість системи управління та широкі можливості пристосування її до умов, що змінюються;

- суттєве скорочення потоків інформації, що пропускається через кожний пункт управління;

- вища надійність системи.

Наведена ієрархічна модель системи екологічної безпеки України розглядається як цілеспрямована інформаційно-управлінська діяльність з обов'язковим урахуванням ієрархічних рівнів її організації: перший рівень – екологічна безпека, другий рівень - загрози, третій рівень - ризики загроз, четвертий рівень - механізми екологічної безпеки (рис. 9.1).

Рис. 9.1 Система екологічної безпеки України: ієрархічна модель

9.1. Принцип ідентичності та декомпозиції системи
екологічної безпеки України

Наприкінці 70-х років науковою школою Т. Сааті було запропоновано метод для прийняття рішень у важкоформалізованих ситуаціях, що дістав назву методу аналізу ієрархій (МАІ) [2]. Цей метод є замкненою логічною конструкцією, що забезпечується простими правилами аналізу складних проблем, які призводять до найкращої відповіді. МАІ є обгрунтованішим порівняно з методами, що базуються на лінійній логіці [3, 4] методом розв'язання багатокритеріальних завдань у складній обстановці з ієрархічними структурами, які вміщують як помітні, так і непомітні фактори. До того ж застосування цього методу дозволяє включати в ієрархії усі наявні у дослідника даної проблеми знання та факти. Критичні зауваження щодо теоретичного обгрунтування МАІ наведено у використаній літературі [1].

Якщо скористатися позначеннями x - = {y x покриває y} і x+ = {y y покриває x} для любого елемента x в упорядкованій множині, то найбільш придатним визначенням терміну “ієрархія” щодо нашої проблеми буде таке:

Нехай H - скінченна частково упорядкована множина, найбільший елемент якої дорівнює b. Н є ієрархія, якщо виконуються такі умови:

1. Існує розбиття Н на підмножині Lk, k = 1, ... , h, де L1 = {b}.

2. Із x  Lk випливає, що x -  Lk-1, k = 1, ... , h - 1.

3. Із x  Lk випливає, що x+  Lk-2, k = 2, ... , h.

Для кожного x  Н існує така вагова функція, що залежить від проблеми, для якої вводиться ієрархія  x:x -  [0,1], де .

Множини Li є рівнями ієрархії, а функція  x є функцією пріоритету елементу одного рівня відносно цілі x. Зауважимо, що навіть якщо x -  Lk+1 (для де-якого рівня Lk), то  x можна визначити для всіх Lk, коли прирівняти до нуля всі елементи в Lk+1, що не належать до x-.

Ієрархія називається повною, якщо для всіх x  Lk множина

x+  Lk-2, k = 2, ... , h.

Можна сформулювати головне питання: як визначити для будь-якого заданого елементу x  L і множини S  L , ( <  ) функцію  x, S:S  [0,1], щоб вона віддзеркалювала властивості функцій пріоритетів  x на рівнях Lk, k = =  , ...  - 1, зокрема, що це - функція  b, Lk:Lh  [0,1]?

Отже, центральним питанням в термінах методу аналізу ієрархій щодо проблеми екологічної безпеки є: як відчутно впливають окремі фактори найнижчого рівня ієрархії на верхівку - загальну мету? Нерівномірний вплив усіх факторів на мету призводить до необхідності визначення інтенсивності впливу (пріоритетів) цих факторів. Визначення пріоритетів факторів найнижчого рівня відносно мети можна звести до послідовності завдань визначення пріоритетів для кожного рівня, а кожне таке завдання - до послідовності попарних порівнянь. Порівняння є головними складовими методу МАІ.

Використовуючи формалізовану термінологію, це завдання можна сформулювати таким чином: розглянемо систему екологічної безпеки з основною метою b (сталий розвиток держави) і множиною основних видів діяльності щодо його забезпечення Lh. Нехай цю систему можна представити як ієрархію з максимальним елементом b і нижнім рівнем Lh. Які при цьому будуть пріоритети елементів рівня Lh по відношенню до b?

Тепер стисло можна викласти метод розв'язання основного завдання. Припустимо, що Y = {y1, ... , ymk}  Lk i X = {x1, ... , xmk+1}. Зауважимо, що відповідно до наведених вище визначень, можна зробити припущення, що Y = Lk, X = Lk+1. Нехай також існує елемент z  Lk+1, такий, що y  z-. Розглянемо тепер функції пріоритетів:

w z:Y ® [0,1] i w j:X ® [0,1], j = 1, ... ,nk+1.

Позначимо через  ,  :Y  [0,1] "функцію пріоритетів елементів системи екологічної безпеки із Х відносно z", задамо її таким чином:

, i = 1, ... ,nk + 1.

Тому пріоритети можна розглядати як формалізовані значення величин, що визначаються за допомогою певної системи правил і надають певної ваги різним рішенням. Вони є важливим елементом при формуванні стратегії прийняття рішень у системі екологічної безпеки. Пріоритети - це вид ієрархії, коли деяким елементам або цілям надають перевагу у порівнянні з іншими. Надання різним елементам екобезпеки різної ваги обумовлено їхньою політичною доцільністю, суспільною необхідністю, результатами формального математичного аналізу.

Принцип ідентичності та декомпозиції передбачає структурування проблеми у вигляді ієрархії. Згідно завдань роботи передбачається структурування системи екологічної безпеки України у вигляді ієрархії, що є першим етапом у застосуванні МАІ. На практиці не існує єдиної процедури генерування цілей, критеріїв і альтернатив для включення їх у ієрархію чи навіть у більш загальну систему. Це залежить у кожному конкретному випадку від тієї цілі, яку обирають для декомпозиції складної системи.

У процесі дослідження ми сприймали ієрархію як певний тип системи, де елементи системи екологічної безпеки України групуються у множини. Елементи кожної групи знаходяться під впливом елементів деякої групи і, у свою чергу, впливають на елементи іншої групи. Вважалося, що елементи кожної групи (рівня) ієрархії системи екологічної безпеки України незалежні. У даному випадку ієрархія будувалася з вершини. ЇЇ загальна структура, множина її елементів і різні ієрархічні рівні подано на рисунку 9.1 і визначалися нами таким чином:

Таблиця 9.1

Ієрархічні рівні та множина елементів системи екологічної безпеки України>

Рівень 1. Мета {G}

Екологічна безпека України.

Рівень 2. Загрози {Hs1, Hs2}

Hs1:	Внутрішні	(G)
Hs2:	Зовнішні	(G)

Рівень 3. Ризики загроз екологічній безпеці держави {Rs1, Rs2, ... , Rs8}

Rs1:	глобальні екологічні проблеми (озон, потепління тощо)	(Hs2)
Rs2:	Неефективне використання природних ресурсів	(Hs1, Hs2)
Rs3:	техногенні катастрофи	(Hs1, Hs2)
Rs4:	природні катастрофи	(Hs1, Hs2)
Rs5:	наслідки аварії на ЧАЕС	(Hs1)
Rs6:	екологічний тероризм	(Hs1, Hs2)
Rs7:	регіональні військові конфлікти	(Hs2)
Rs8:	екологічні конфлікти	(Hs1)

Рівень 4. Механізми екологічної безпеки {Ks1, Ks2, ... , Кs6}

Ks1:	державна система управління екологічною безпекою	(Rs1, Rs2, ... , Rs8)
Ks2:	економічні механізми екологічної безпеки	(Rs1, Rs2, Rs3, Rs4, Rs5, Rs6, Rs8)
Ks3:	промислова безпека та технологічні основи екологічно безпечного розвитку промисловості, енергетики і транспорту	(Rs1, Rs2, ... , Rs8)
Ks4:	законодавча та нормативно-правова діяльність у сфері екологічної безпеки	(Rs1, Rs2, ... , Rs8)
Ks5:	Наука	(Rs1, Rs2, Rs3, Rs4, Rs5, Rs8)
Ks6:	громадські організації та політичні партії	(Rs1, Rs8)

Рівень 5. Альтернативи {As1, Аs2, ... , Аs32}

As1:	міжнародне співробітництво у сфері екологічної безпеки	(Ks1, Ks4, Ks5, Ks6)
As2:	екологічний моніторинг	(Ks1, Ks3)
As3:	державна інформаційно-аналітична система. Надання своєчасної і достовірної інформації про забруднення довкілля і заходи щодо його охорони	(Ks1, Ks6)
Аs4:	екологічний контроль	(Ks1, Ks3, Ks5)
As5:	екологічна експертиза	(Ks1, Ks3, Ks5, Ks6)
As6:	нормативи та стандарти	(Ks1, Ks3, Ks4, Ks5)
As7:	цільові програми в галузі екологічної безпеки	(Ks1, Ks2, Ks3, Ks5)
As8:	екологічна освіта	(Ks1, Ks5, Ks6)
As9:	екологічне виховання	(Ks1, Ks5, Ks6)
As10:	укладення договорів та надання ліцензій на комплексне природокористування	(Ks1, Ks2, Ks4)
As11:	Установлення лімітів природокористування	(Ks1, Ks2, Ks4)
As12:	плата за спеціальне використання природних ресурсів	(Ks1, Ks2, Ks4)
As13:	плата за забруднення навколишнього природного середовища	(Ks1, Ks2, Ks4)
As14:	екологічні фонди	(Ks1, Ks2, Ks6)
As15:	екологічне страхування	(Ks1, Ks2)
As16:	економічне стимулювання охорони довкілля	(Ks1, Ks2)
As17:	законодавчі норми та правила регулювання екологічною безпекою і спеціалізований нагляд за їх додержанням	(Ks1, Ks4)
As18:	екологічна експертиза об`єктів у процесі надання дозволу на функціонування підприємств незалежними вченими та громадськими організаціями	(Ks5, Ks6)
As19:	Законодавчий та адміністративний контроль за техногенною безпекою підприємств	(Ks1, Ks3, Ks4)
As20:	технічні заходи щодо зниження техногенних загроз	(Ks1, Ks3, Ks5)
As21:	система адміністративного управління техногенним ризиком	(Ks1, Ks3, Ks4)
As22:	заборона введення в експлуатацію об`єктів, що не забезпечені сучасними технологіями, спорудами й установками з очищення, знешкодження й утилізації шкідливих відходів, викидів і скидів до рівня гранично допустимих нормативів, засобами контролю за забрудненням довкілля	(Ks1, Ks3, Ks4)
As23:	проведення заходів з додержання технологічних режимів і виконання вимог щодо охорони природи	(Ks1, Ks3, Ks4)
As24:	додержання установлених нормативів якості довкілля на підставі затверджених технологій	(Ks1, Ks2, Ks3, Ks4)
As25:	Перепрофілювання діяльності окремих екологічно шкідливих об'єктів	(Ks1, Ks2, Ks3, Ks4, Ks5)
As26:	Затвердження санітарно-економічних критеріїв і нормативів на рівні держави (або, принаймні, постанов Уряду), а не на відомчому рівні, як це практикується нині	(Ks1, Ks2, Ks4)
As27:	приведення кримінального та цивільного кодексів у відповідність з екологічним законодавством	(Ks1, Ks4)
As28:	розширення переліку санкцій щодо конкретних винуватців екологічних збитків	(Ks1, Ks2, Ks4)
As29:	введення в систему кримінальних покарань за екологічні злочини альтернативних ув'язненню великих грошових штрафів, які спрямовувалися б на природоохоронні цілі	(Ks1, Ks2, Ks4)
As30:	прийняття та додержання Закону про діяльність спільних підприємств і транснаціональних корпорацій з метою запобігання використання ними "технологій подвійних стандартів" для нас і для себе	(Ks1, Ks2, Ks4)
As31:	захист екологічних прав та інтересів населення	(Ks1, Ks4, Ks6)
As32:	проведення дискусій і референдумів щодо впровадження нових економічних проектів, проведення екологічної експертизи	(Ks1, Ks3, Ks5, Ks6)

Згідно із законом ієрархічної неперервності, що вимагає порівняння елементів нижнього рівня ієрархії попарно з елементами системи екологічної безпеки вищого рівня аж до вершини ієрархії, ми навели ці зв'язки у круглих дужках. У даному випадку запропонована ієрархія відповідає нашому розумінню цієї проблеми та існуючим нині варіантам вибору.