На правах рукописиЗатик Ольга СергеевнаАлгоритмы и программные средства имитационного моделирования для управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли на основе метода компонентных цепейСпециальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукТомск – 2011Работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Научный руководитель – доктор технических наук профессор Дмитриев Вячеслав Михайлович Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор Светлаков Анатолий Антонович(ТУСУР)доктор технических наук Протасов Константин Тихонович (Институт оптики атмосферы Томского научного центра Сибирского отделения РАН) Ведущая организация – Институт мониторинга климатических и экологических систем Томского научного центра Сибирского отделения РАН Защита состоится «_15_» декабря 2011 г. в 15 час. 15 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.268.02 при Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ТУСУРа по адресу: 634034, г. Томск, ул. Вершинина, 74.Автореферат разослан «__» ________ 2011 г.Ученый секретарь диссертационного совета Р.В. Мещеряков ^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность исследования. В связи с активным развитием нефтегазовой промышленности, с постоянным ростом масштабов техногенной нагрузки на трудно восстанавливаемую экосистему сформировалось и развивается понятие «Эколого-экономическая система» (ЭЭС). «ЭЭС - совокупность взаимосвязанных объектов производства и природной среды, функционирующих на основе экологической программы, направленной на сохранение и восстановление эколого-экономического равновесия». Современные темпы производства и масштабы работ требуют автоматизировать процесс создания экологической программы предприятия нефтяной отрасли. Проведение реальных экспериментов требует больших затрат и времени, а мера ответственности и степень риска велики. Логично использовать компьютерные модели, интегрированные с информационными подсистемами предприятия. Моделирование ЭЭС – специфическое сложное направление научных исследований, призванное объединить в единую модель ЭЭС компоненты разных подсистем - экологических, экономических, технических, с материальными и информационными потоками в связях. Многие системы моделирования Stella, Classic, BPWin, ARIS и др., специализированы под определенный класс систем и в ряде случаев оказываются не эффективны: недостаточная компонентная база, отсутствует возможность для ее развития, трудности интеграции моделей подсистем в единую модель ЭЭС. В них отсутствует взаимосвязь с системами автоматизированных вычислений MathCad, MathLab и др., а механическое соединение подобных комплексов не обладает системными свойствами. Решением является использование универсальных языков и систем компьютерного моделирования. Вопросы развития методических подходов к моделированию эколого-экономических систем в работе основаны на изучение концепции эколого-экономического равновесия Э.В.Балакиной, А.Ю.Журавского, метода потоковых идеограмм В.В.Иванищева, метода компонентных цепей В.М.Дмитриева и среды моделирования МАРС; вопросы организации подсистемы сбора и обработки данных по экологическому мониторингу и программе природоохранных мероприятий основаны на анализе работ С.Л.Белякова, Б.Л.Агранович, Б.А.Ильичева, А.И. Дегтянникова, Н.Г.Маркова, Н.Б.Пыстиной, А.Г.Терещенко и др. Актуальным является развитие универсальных расчетно-моделирующих систем и методологических подходов для исследования эколого-экономических процессов и автоматизации синтеза экологических программ, направленных на устойчивое развитие нефтегазодобывающих регионов. ^ Цель и задачи исследования:Цель данной работы состоит в разработке методики и программных средств имитационного моделирования эколого-экономических процессов на основе метода компонентных цепей для автоматизации синтеза экологических программ предприятий нефтяной отрасли. Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи: исследовать специфику эколого-экономической системы предприятий нефтяной отрасли, разработать структуру ее компьютерной модели на основе метода компонентных цепей и включить модель в контур управления природоохранной деятельностью предприятий нефтяной отрасти для оптимизации параметров природоохранных мероприятий и синтеза экологических программ; разработать методику имитационного моделирования эколого-экономических процессов, включая создание компонентов, алгоритмов и программных средств для автоматизированного анализа эколого-экономических систем и синтеза экологических программ; сформировать универсальную структуру базы данных по экологическому мониторингу и программам природоохранных мероприятий предприятий нефтяной отрасли для организации специализированной информационной подсистемы и автоматизированного формирования итоговой аналитической отчетности; разработать алгоритм интеграции компьютерной модели эколого-экономической системы и информационных подсистем для параметризации ее компонентов и повышения адекватности результатов моделирования; на основе анализа показателей экологических программ сформировать критерии оптимизации параметров природоохранных мероприятий с целью достижения эколого-экономического равновесия.^ Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются системы управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли. Предметом исследования являются методологические подходы и программные средства для имитационного моделирования эколого-экономических процессов и синтеза экологических программ. ^ Методы исследования. Для решения задач применялись методы системного анализа, компьютерного моделирования, автоматизации и оптимизации процессов, современные информационные технологии. ^ Основные научные результаты, полученные автором и выносимые на защиту: Предложенная структура компьютерной модели эколого-экономической системы и встроена в информационно-управляющую систему эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли, основанная на методе компонентных цепей, позволяет сохранить в модели реальную топологию системы, сопрягать модели подсистем и проводить многоаспектные исследования ЭЭС. Разработанная методика имитационного моделирования эколого-экономических процессов, включая модели компонентов, алгоритмы экспериментов и программные средства, позволяет автоматизировать процессы анализа ЭЭС и значительно сократить трудозатраты на синтез экологических программ. Универсальная структура базы данных по экологическому мониторингу и программам ПОМ, используемая для организации специализированной информационной подсистемы предприятий нефтяной отрасли, позволяет автоматизировать процесс и сократить трудозатраты на формирование итоговой аналитической отчетности. Алгоритм интеграции компьютерной модели ЭЭС и информационных подсистем позволяет осуществлять параметризацию модели на основе реальных данных и формировать экологические программы, адекватных реальному состоянию объекта исследования. Предложенные критерии позволяют определить значения эколого-экономических параметров природоохранных мероприятия и создавать на их основе экологические программы, максимально направленные на достижение эколого-экономического равновесия.^ Научная новизна результатов: Разработана новая структура компьютерной модели эколого-экономической системы (ЭЭС) на основе метода компонентных цепей, адаптированная для использования в контуре управления эколого-экономическими системами предприятий нефтяной отрасли. Определен базовый состав библиотеки компонентов ЭЭС, включающий компоненты экологической, экономической, организационно-технической подсистем, компоненты для их интеграции и оптимизации параметров природоохранных мероприятий, логические компоненты для синтеза экологических программ. Предложена и исследована оригинальная методика имитационного моделирования эколого-экономических процессов, основанная на расширении формализма метода компонентных цепей и включающая модели компонентов, алгоритмы и программные средства для анализа эколого-экономических систем и синтеза экологических программ. Предложена универсальная структура базы данных по экологическому мониторингу и программам природоохранных мероприятий, основанная на учете информационных потребностей, территориального распределения и структуры производства. Разработан оригинальный алгоритм интеграции компьютерной модели эколого-экономической системы и информационных подсистем, предполагающий сопряжение компонентов информационных подсистем с основными компонентами модели, исходя из их параметров. Определены базовые критерии оптимизации параметров природоохранных мероприятий на основе эколого-экономических показателей экологических программ, включая время выполнения, затраты, эффективность мероприятия и предотвращенный экологический ущерб. ^ Достоверность результатов диссертации. Достоверность полученных результатов обеспечивается исходными теоретическими, методологическими и практическими данными исследований в области компьютерного моделирования и управления эколого-экономическими системами предприятий нефтяной отрасли и подтверждается использованием современных методов, источников по теме диссертации, апробацией результатов. При разработке программных модулей для среды моделирования МАРС использовались методы объектно-ориентированного программирования.^ Практическая ценность работы и реализация полученных результатов заключается в следующем. Разработаны программные средства в составе библиотеки компонентов эколого-экономической системы и критериев оптимизации природоохранных мероприятий среды моделирования МАРС. Разработаны базы данных и программное обеспечение для сбора и хранения данных в составе ПО «Программа природоохранных мероприятий» и ПО «Химико-аналитический мониторинг». Реализован механизм параметризации и интеграции компьютерной модели эколого-экономической системы и информационных подсистем. Компьютерная модель эколого-экономической системы на основе метода компонентных цепей использована для автоматизированного решения задач оптимизации параметров природоохранных мероприятий и синтеза фрагмента экологической программы.^ Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и получили одобрение на международных научно-практических конференциях «Современные направления теоретических и прикладных исследований ‘2009» (Одесса’09), «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири 2010» (Абакан’10); на Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Новые технологии в газовой промышленности» (Москва’09); на региональных научно-технических конференциях (Сургут’04-06, Ханты-Мансийск’05, 06) и др. Диссертация выполнена при поддержке Гранта РФФИ № 10-06-00084 «Метод компонентных цепей для компьютерного моделирования и управления эколого-экономическими системами».Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 2 изданиях из перечня ВАК, 10 публикаций в сборниках научных трудов, получены 2 авторских свидетельства на программное обеспечение Роспатент Российской Федерации. ^ Личный вклад автора. Постановка задач и разработка концептуальных положений диссертации выполнена совместно с научным руководителем д.т.н., профессором В.М.Дмитриевым. Лично автором получены следующие результаты: Структурно-функциональная схема системы управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли. Схема многоуровневой компьютерной модели эколого-экономической системы и расширение языка компонентных цепей для анализа эколого-экономических процессов и синтеза экологических программ предприятий нефтяной отрасли. Критерии оптимизации параметров природоохранных мероприятий, включая время выполнения, затраты, предотвращенный экологический ущерб, эффективность мероприятия, мультипликативный обобщенный критерий оптимизации. Методика имитационного моделирования эколого-экономических процессов, основанная на методе компонентных цепей. Модели компонентов, алгоритмы и программные средства для компьютерной оптимизации параметров природоохранных мероприятий и синтеза фрагмента экологической программы предприятия нефтяной отрасли. Универсальная структура базы данных по экологическому мониторингу и программам природоохранных мероприятий предприятий нефтяной отрасли для эффективной организации и ведения специализированной информационной подсистемы предприятия. Алгоритм интеграции компьютерной модели эколого-экономической системы и информационных подсистем. Реализация программного обеспечения в составе ПО «Программа природоохранных мероприятий» и ПО «Химико-аналитический мониторинг» выполнена совместно с Заика А.А. Реализация программных средств компьютерного моделирования эколого-экономических систем в среде моделирования МАРС проведена совместно с к.т.н. Ганджа Т.В. ^ Структура и объем работы. Диссертация изложена на 152 страницах и включает: введение, четыре главы, заключение, список литературы (141 наименование), 14 таблиц, 37 рисунков, 6 приложений. Общий объем диссертации составляет 184 страницы машинописного текста.^ Содержание работы Во введении содержится обоснование актуальности темы работы, формулируются цель и основные задачи исследования, решаемые в диссертации. Определяется научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приводятся научные положения, выносимые на защиту. В первой главе содержится анализ специфики эколого-экономических систем, систем моделирования и автоматизированных вычислений для исследования эколого-экономических процессов Stella, Classic, BPWin, ARIS, MathCad, MathLab, Rational Rose, МАРС. Делается вывод о неэффективности многих систем моделирования Stella, Classic, BPWin, ARIS и др., главные недостатки - специализированы под определенный класс систем, недостаточная компонентная база, отсутствует возможность для ее развития и интеграции компонентов подсистем в единую модель ЭЭС, отсутствует взаимосвязь с системами автоматизированных вычислений MathCad, MathLab, а механическое соединение подобных комплексов не обладает системными свойствами. Далее делается вывод о необходимости использования универсальных расчетно-моделирующих систем. Обосновывается выбор среды моделирования МАРС, основанной на методе компонентных цепей, отмечаются ее возможности для анализа эколого-экономических систем, главные преимущества: библиотеки компонентов. Библиотеки моделей компонентов в среде МАРС представляют собой язык пользователя при его взаимодействии со средой. Разделы библиотеки – это группы объектов, специфичных для некоторой области применения. Стандартная библиотека компонентов включает в себя объекты для моделирования элементов электрических и электромеханических цепей, механических объектов, а также элементов математических выражений. Пользователь может разрабатывать собственные библиотеки компонентов для их последующего использования при моделировании.расширение среды. Открытость и наличие генератора моделей предоставляет пользователю возможность подключать к библиотекам свои компоненты для анализа, обработки и визуализации процессов в исследуемом объекте. сервисы для решения задач оптимизации. Пользователю предложены компоненты Оптимизаторы и программы оптимизации (метод золотого сечения, покоординатного спуска и др.), которые позволяют проводить как одномерную, так и многомерную оптимизацию параметров процесса и объекта исследования. структура редактора компьютерных моделей. Структура редактора компьютерных моделей СМ МАРС обеспечивает программно-инструментальную реализацию многоуровневой компьютерной модели эколого-экономической системы. Компьютерная модель эколого-экономической системы задается совокупностью компонентов трех слоев: С=(КV, KIL, KC, BIL, BC, NIL, NC), где KV – компоненты визуального слоя; KIL– компоненты информационно-логического слоя; КС – компоненты схемного слоя; BIL – связи компонентов информационно-логического слоя; BC – связи компонентов схемного слоя; NIL– множество узлов информационного слоя, образованное соединениями связей компонентов множества KIL; NC – множество узлов схемного слоя, образованное соединениями связей компонентов множества KC. Под «Слоем» понимается программно-инструментальное отображение уровня компьютерной модели эколого-экономической системы. Структура многослойного редактора компьютерных моделей эколого-экономических систем включает в себя следующие слои:^ Визуальный слой предназначен для формирования интерфейса управления ЭЭС. На нем располагаются как средства визуализации результатов, которые отображают состояние моделируемой системы (график, таблицы, цифровые табло, стрелочные табло и др.), так и средства управления и регулирования (движковые индикаторы, цифровые табло со спином, комбинированные списки и др.). Все компоненты визуального слоя обмениваются информацией и имеют свое графическое отображение на логическом слое в виде служебной иконки и нескольких пинов, при помощи которых они объединяются;^ Информационно-логический слой предназначен для программной реализации алгоритмов компьютерного эксперимента и алгоритмов параметризации компьютерной модели;^ Схемный слой предназначен для реализации моделей вычислительных компонентов. Для одновременного моделирования экологической и экономической составляющей модели ЭЭС предлагается схемный слой разделить на два субслоя. 1234567 Рис. 2. Структурно-функциональная схема системы управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отраслиПредложено интегрировать компьютерную модель эколого-экономической системы, основанную на методе компонентных цепей, в систему управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли для автоматизации синтеза экологических программ (рис. 2): На схеме блок 1 характеризует процессы задания критериев и ограничений на состояние эколого-экономической системы, которые используются при решении задач оптимизации параметров природоохранных мероприятий. Блок 2 представляет собой программное средство для сбора и автоматизированной обработки данных по экологическому мониторингу и программам природоохранных мероприятий, средство для оперативного формирования итоговой аналитической отчетности, а блок 3 – средство моделирования эколого-экономических процессов и систем, синтеза экологических программ. Результаты моделирования передаются в информационную подсистему. Блок 4 содержит геометрические и функциональные модели компонентов, поддерживает процессы формирования и решения компьютерных моделей эколого-экономической системы. Набор компонентов формирует библиотеку моделей компонентов ЭЭС, куда входят компоненты экологической, экономической, организационно-технической подсистем, компоненты для интеграции моделей различных подсистем в единую модель ЭЭС «Конвертеры», компоненты для синтеза экологических программ «Коммутаторы», модели критериев оптимизации природоохранных мероприятий. Блок 5 представляет собой план экологической программы, составленный на основании результатов моделирования и оптимизации параметров природоохранных мероприятий. Блок 6 – реальная эколого-экономическая система, которая представляет собой совокупность взаимосвязанных объектов производства и природной среды, функционирующих на основе экологической программы, направленной на сохранение и восстановление эколого-экономического равновесия. Блок 7 представляет собой систему эколого-экономической метрологии, по результатам мониторинга производится оценка состояния компонентов природной среды и производственных объектов, оценка эффективности выполнения природоохранных мероприятий и корректировка экологической программы. Результаты мониторинга передаются в информационную систему. На этом этапе контур управления эколого-экономическими процессами и системой замыкается. Поэтапная реализация предлагаемой схемы на рис.3. позволит организовать и вести автоматизированную информационную систему для управления эколого-экономическими процессами предприятий нефтяной отрасли, сократить время и производственные затраты на формирование экологических программ, направленных на устойчивое развитие нефтегазодобывающих регионов. Во второй главе разработана методика имитационного моделирования эколого-экономических процессов в среде моделирования МАРС. Она основана на расширении формализма языка компонентных цепей для эколого-экономических систем и синтеза экологических программ. Технологическая схема отличается тем, что компьютерная модель ЭЭС представляется в виде компонентной цепи и реализуется в СМ МАРС (рис. 3): Главные характеристики формализма метода компонентных цепей (МКЦ) актуальные для исследования эколого-экономических систем: МКЦ – это объектно-ориентированный язык для моделирования сложных и физически неоднородных систем с энергетическими и информационными потоками в связях; Исследуемый объект представляется в форме компонентной цепи, модель которой строится из моделей независимых компонентов. Компоненты таких систем могут иметь различную физическую природу (электроника, мехатроника, робототехника и др.); Рис. 3. Технологическая схема имитационного моделирования эколого-экономических процессов 1 – понимание системы; 2 – формулировка цели; 3 - постановка задачи моделирования; 4 – разработка моделей компонентов ЭЭС в формате МКЦ; 5 - разработка концептуальной структуры модели; 6 – разработка алгоритма эксперимента; 7 – реализация модели и алгоритмов в СМ МАРС; 8 – планирование и проведение компьютерного экспериментаМодель компонента формируется автоматически с учетом четырех основных аспектов – топологического, физического, математического (логического) и геометрического и представляет собой систему алгебро-дифференциальных уравнений в обыкновенных или частных производных. Можно строить модели с логическими соотношения; Для объектов с функционально обособленными подсистемами введено понятие структуры – подцепи, допускающей автономное решение. Форма уравнений компонентной цепи и ее топологическая структура могут меняться в зависимости от поведения переменных или наступления определенных событий.^ Расширение языка компонентных цепей для анализа эколого-экономических процессов и синтеза экологических программ. Проведен компонентный анализ и предложена схема многоуровневой компьютерной модели эколого-экономической системы для исследования в среде моделирования МАРС (рис. 4). Структура компонентной цепи эколого-экономической системы предполагает в составе наличие компонентов 4-х типов: источники, преобразователи, измерители и информационные компоненты. Перечислим компоненты для анализа эколого-экономических процессов и синтеза экологических программ: Компоненты различных подсистем эколого-экономической системы – компоненты экологической подсистемы: «Компонент природной среды», «Макрокомпонент природная среда», «Источник загрязнения», «Компенсирующее воздействие»; компоненты экономической подсистемы: «Фонд», «Источник инвестиций», «Затраты»; компоненты организационно-технической подсистемы: «Ресурсы производства», «Основной ресурс», «Вспомогательный ресурс», «Макрокомпонент технологический процесс»; Компоненты для интеграции моделей различных подсистем ЭЭС «Конвертеры». «Конвертеры» – вычисляемые эколого-экономических показатели: «Расход ресурса», «Затраты», «Время выполнения», «Эффективность мероприятия», «Предотвращенный экологический ущерб», «Компенсирующее воздействие»; «Макрокомпонент природоохранное мероприятие» состоит из «Макрокомпонента технологический процесс» и параметрически подчиненного блока конвертеров; Рис. 4. Схема многоуровневой компьютерной модели эколого-экономической системы для исследования в среде моделирования МАРСКомпоненты для синтеза экологических программ «Коммутаторы». «Коммутатор» – интеллектуальный макрокомпонент, решающий вопрос выбора модели природоохранного мероприятия для компонента природной среды на основе логических правил; Измерительные компоненты – «Измерители, участвующие в расчетах», «Измерители с цифровым табло»; Компоненты информационной подсистемы – «База данных», «Запрос». Таблица 1 Название, изображение Математическая модель, параметры 1. Компонент Природной среды ,VN1 – загрязнениеVN2 – восстановлениеVN3– уровень загрязнения VN4 – уровень загрязнения из БДПараметры КПС: площадь, объем, концентрация, тип 2. Источник загрязнения VN2t = VN1t,N1 - связь для параметризации и обмена информацией VN2– загрязнение 3. Компенсирующее воздействие VN2t = VN1t,N1 - связь для параметризации и обмена информацией VN2 – компенсирующее воздействие на КПС Приведем пример описания моделей компонентов экологической подсистемы в их 3-х аспектах: топологическом, математическом и физическом (табл. 1): Другие компоненты ЭЭС описаны в работе аналогичным образом.^ Разработан алгоритм интеграции компьютерной модели эколого-экономической системы и информационных подсистем, предполагающий выполнение следующей последовательности действий:Шаг 1. Создаем компонент эколого-экономической системы;Шаг 2. Определяем параметр компонента, который загружается из базы данных и создаем для него соответствующий компонент «Атрибут»;Шаг 3. Создаем компонент «База данных». В качестве его параметра указываем полный путь к файлу или серверу баз данных;Шаг 4. Создаем компонент «Запрос». В качестве его параметра прописываем строку запроса. Соединяем с компонентом «База данных» и «Атрибут»;Шаг 5. Запускаем компьютерную модель эколого-экономической системы на выполнение.Шаг 6. Осуществляется запрос к базе данных.Шаг 7. Выполняется проверка ответа на запрос. Если ответ от базы данных получен, то выполняется Шаг 8, иначе Шаг 9.Шаг 8. Параметризация компонентов модели ЭЭС на основе актуальных данных, загруженных из базы данных;Шаг 9. Вывод сообщения об ошибке «Нет ответа от базы данных», окончание работы алгоритма. Перечисленные выше компоненты для анализа и синтеза эколого- экономических систем программно реализованы в среде моделирования МАРС в составе библиотеки компонентов эколого-экономической системы для их последующего использования при моделировании. В третьей главе приведено описание разработанных моделей, алгоритмов и программных средств для автоматизации решения задач оптимизации параметров природоохранных мероприятий в среде моделирования МАРС с учетом специфики эколого-экономических систем. Отмечены главные особенности: результаты деятельности управляемых субъектов многоаспектны. Различаются такие уровни как экологический, экономический, организационно-технологический; наличие выделяемых сред управления, предполагает участие в системе компонентов различной природы (компоненты природной среды, фонды, технические средства и др.), наличие материальных и информационных потоков в связях, что характерно для больших систем. Причем параметры технологических процессов природоохранных мероприятий оказывают влияние на состояние компонентов природной среды и фонда предприятия; подсистемы имеют «высокую степень открытости, отражаемую, в частности, большим количеством линейных управляющих воздействий», в т.ч. детоксикация грунта загрязненного нефтью, очистка промышленных стоков и водопропускных сооружений, инновации, инвестиции; плановыми показателями экологической программы являются такие показатели как затраты, время выполнения природоохранных мероприятий, эффективность мероприятий, предотвращенный экологический ущерб. Определен класс задач оптимизации и выбраны методы оптимизации параметров природоохранных мероприятий: задачи оптимизации параметров ПОМ в большинстве своем относятся к классу задач линейного программирования со смешанным типом ограничений, поскольку ограничения, представленные в виде равенств или неравенств, и целевая функция, как правило, линейны. Причем значения управляющих переменных для ряда задач оптимизации принимают целые значения, что характерно для класса задач целочисленного программирования; выбраны программы оптимизации, из реализованных в СМ МАРС: для решения задач многомерной оптимизации выбран метод покоординатного спуска (метод Гаусса–Зейделя), так как данный метод прост и удобен для реализации автоматизированного решения задач многомерной оптимизации; для решения задач одномерной оптимизации - метод золотого сечения; задачи оптимизации параметров природоохранных мероприятий сводятся к определению оптимальных параметров технических средств или технологического процесса как функции от t в интервале при заданных начальных состояниях подсистем и ограничениях на переменные связи, минимизирующих заданный критерий-функционал.^ Разработаны универсальные критерии-функционалы для решения задач оптимизации параметров природоохранных мероприятий (1-5): Критерий-функционал «Время выполнения» задается в виде:, (1) где T(t) – время выполнения мероприятия, где:Vt0 – начальный объем, либо концентрация загрязнения; P – параметр технического средства ПОМ;N – количество технических средств, используемых в ТП ПОМ. Критерий (1) используется в задаче регулирования параметров природоохранных мероприятий по быстродействию; Критерий-функционал «Затраты» задается в виде:, (2) где Z(t)– затратыпредприятияна выполнение мероприятия за время t;Цi – цена использования 1 ед.ресурса в час. Если цена использования ресурса зависит от его состояния, то , где st - состояние ресурса;N(t) – объем используемых ресурсов за время t. Причем , где ^ N – количество ресурсов, используемых в час, и зависит от загрязнения КПС, параметров ресурсов и времени выполнения мероприятия;k – число типов используемых ресурсов; Критерий (2) используется в задаче регулирования параметров природоохранных мероприятий по экономической эффективности;Критерий-функционал «Эффективность мероприятия» задается в виде:, (3) где ЭМ(t) – эффективность мероприятия за время t;N(t) – объем используемых ресурсов за время t;P – параметр ресурса (технического средства, материального ресурса), характеризующий компенсирующее воздействия 1 ед.ресурса на КПС. Критерий (3) используется в задаче регулирования параметров природоохранных мероприятий по технологической эффективности; Критерий