Помощь студентам в учебе
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА ПРИМЕРЕ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
|
АННОТАЦИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 15
1.1 Экологические проблемы Челябинской области 15
1.2 Исследования решения экологических проблем Челябинской обл 18
1.3 Методы исследования экологии 20
1.4 Решение экологических проблем: пути и способы 22
2 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ИНДЕКСА EPI 25
2.1 Динамика индекса EPI в России 25
2.2 Структура индекса EPI 26
3 АНАЛИЗ ДАННЫХ 32
3.1 SWOT-анализ экологической ситуации Челябинской области 32
3.2 Анализ данных для построения математической модели 34
4 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 37
4.1 Уравнение множественной регрессии 37
4.2 Расчет парных коэффициентов корреляции R 37
4.3 Анализ параметров уравнения регрессии 41
4.4 Показатели тесноты связи факторов с результатом 42
4.5 Сравнительная оценка влияния анализируемых факторов на
результативный признак 43
4.6 Индекс множественной корреляции 43
4.7 Проверка общего качества уравнения множественной регрессии 44
5 КОЭФФИЦИЕНТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ 47
5.1 Математическое обоснование 47
5. 2 Алгоритм программы 48
5.3 Программное обеспечение 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЯ 50
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 15
1.1 Экологические проблемы Челябинской области 15
1.2 Исследования решения экологических проблем Челябинской обл 18
1.3 Методы исследования экологии 20
1.4 Решение экологических проблем: пути и способы 22
2 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ИНДЕКСА EPI 25
2.1 Динамика индекса EPI в России 25
2.2 Структура индекса EPI 26
3 АНАЛИЗ ДАННЫХ 32
3.1 SWOT-анализ экологической ситуации Челябинской области 32
3.2 Анализ данных для построения математической модели 34
4 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 37
4.1 Уравнение множественной регрессии 37
4.2 Расчет парных коэффициентов корреляции R 37
4.3 Анализ параметров уравнения регрессии 41
4.4 Показатели тесноты связи факторов с результатом 42
4.5 Сравнительная оценка влияния анализируемых факторов на
результативный признак 43
4.6 Индекс множественной корреляции 43
4.7 Проверка общего качества уравнения множественной регрессии 44
5 КОЭФФИЦИЕНТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ 47
5.1 Математическое обоснование 47
5. 2 Алгоритм программы 48
5.3 Программное обеспечение 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЯ 50
Среди трудно разрешимых для общества проблем наиболее существенной по своему воздействию на социальную сферу и общественное сознание представляется экологическая проблема. Наиболее остро она встает перед крупными регионами, в которых развита промышленность и есть города-мегаполисы. Главным образом это связано с чрезмерной концентрацией на таких территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.
Охрана окружающей среды и рациональное природопользование являются приоритетными задачами, так как от их решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние каждого человека. В этих условиях от специалистов требуется компетентность в данной области, задача, стоящая перед ними, состоит в том, чтобы вовремя и правильно оценить сложившуюся ситуацию, оптимизировать хозяйственные действия, выбрав тем самым, тактику взаимодействия человека и природы, выработать стратегию охраны окружающей среды и поднять ее до уровня управления.
В современных условиях особую актуальность приобретает необходимость совершенствования управления экологическими процессами и безопасностью жизнедеятельности населения в регионе.
Управление социально-экологическими процессами нуждается в поиске принципиально новых направлений выработки единой экологической политики в регионе.
Для Южного Урала, характерны такие же экологические проблемы, что и для других регионов страны, а именно: загрязнение атмосферы, деградации кормовых и земельных и угодий, загрязнений подземных и поверхностных вод[3].
Вместе с тем существует целый ряд проблем, свойственных только этому краю, связанных как с особенностями его природной среды, так и с экологической нагрузкой промышленных предприятий. Центральное расположение Челябинской области на стыке Европейской России, с её культурными и промышленными традициями, и Сибири, с её энергетическими и минеральными ресурсами, создавали и создают весьма благоприятные условия для экономического и культурного развития области [2].
По объемам произведенной продукции, черная металлургия Челябинской области не имеет себе равных в России. Она представлена металлургическими комбинатами Магнитогорска и Челябинска, заводами Златоуста, предприятиями по производству стальных труб и ферросплавов. В области также производят медь, никель и огнеупорные материалы из магнезита. Предприятия этой отрасли являются основными источниками загрязнения окружающей среды. Самыми «грязными», с экологической точки зрения, являются города: Челябинск, Магнитогорск и Карабаш. Основной вид загрязнения - тяжелые металлы. Кроме них в почве и воздухе повышенная концентрация бензапирена, ртути, свинца, хрома, марганца. Выбросы в атмосферу отработанных газов производств и автотранспорта содержат оксиды азота и углерода, сажу, свинеци другие токсичные вещества.
Добывающая промышленность оставила после себя карьеры до 200 метров в глубину и отвалы породы до 70 метров в высоту, которые и внешне и, по сути, схожи на безжизненные пейзажи Луны.
Стоки промышленных и коммунальных предприятий, содержащие нитраты, фосфаты, аммиак, нефтепродукты, те же тяжелые металлы, сбрасываются в реки области: Теча, Миасс, Урал и Ай. Содержание солей и железа в них значительно повышена [3].
Эффективность региональной экологической политики на современном этапе зависит от действенности форм и механизмов взаимодействия государственных экологических структур и широкой общественности в решении экологических проблем, уровня осознания субъектами экологической политики остроты сложившейся экологической ситуации.
Актуальность выбранной темы исследования определяется, тем, что в теоретическом плане отсутствует целостная концепция единой экологической политики в Челябинской области.
Цель выпускной квалификационной работы создание математической модели и на ее основе моделирование экологических показателей Челябинской области, разработка рекомендаций по формированию единой экологической политики в Челябинской области.
Задачи:
— рассмотреть основные проблемы экологии Челябинской области;
— рассмотреть основные математические методы, используемые для моделирования различных задач, связанных с экологией;
—разработать математическую модель влияния экологических факторов на производство;
—смоделировать новый коэффициент экологической эффективности предприятия, а также его программная реализация;
—реализовать расчет коэффициента в программной среде;
— проанализировать полученные результаты и сформулировать рекомендации для улучшения состояния экологической обстановки Челябинской области.
Объектами исследования являются экологические показатели Челябинской области.
Предмет исследования — управление экологическими процессами для обеспечения безопасности жизнедеятельности населения на региональном уровне.
Информационная база включает в себя учебники по экономикоматематическому моделированию за авторством (Фомина Г.П., Кундышевой Е.С.,. и др.), фундаментальные научные статьи по теме за авторством (Вихровой А.С. и Рядчик В.А.).
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка (12 наименований) и 3 приложений.
Во введении представлена актуальность анализируемой темы выпускной квалификационной работы, показаны цели и задачи, определен объект, предмет исследований, обосновывается информационная база и приводится краткое содержание работы.
В главе 1 рассматриваются экологические проблемы Челябинской области, проводимые исследования и способы улучшения экологической обстановки.
В главе 2 . проводится обзор и анализ динамики индекса EPI на примере России.
В главе 3 анализируются и систематизируются показатели экологической обстановки Челябинской области с целью выявления (подтверждения, корректировки) статистических закономерностей, сжатие, усреднение содержащихся в исходных данных информации, а также систематизируются данные для построения математической модели.
В главе 4 выполняется построение математической модели влияния экологических факторов на производство и проверка ее адекватности.
В главе 5 моделируется коэффициент экологической эффективности предприятия, а также выполняется его программная реализация.
В заключении приводятся основные результаты работы, формулируются выводы и рекомендации, описываются направления дальнейших исследований.
В приложениях представлены техническое задание, руководство пользователя и листинг программы.
Охрана окружающей среды и рациональное природопользование являются приоритетными задачами, так как от их решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние каждого человека. В этих условиях от специалистов требуется компетентность в данной области, задача, стоящая перед ними, состоит в том, чтобы вовремя и правильно оценить сложившуюся ситуацию, оптимизировать хозяйственные действия, выбрав тем самым, тактику взаимодействия человека и природы, выработать стратегию охраны окружающей среды и поднять ее до уровня управления.
В современных условиях особую актуальность приобретает необходимость совершенствования управления экологическими процессами и безопасностью жизнедеятельности населения в регионе.
Управление социально-экологическими процессами нуждается в поиске принципиально новых направлений выработки единой экологической политики в регионе.
Для Южного Урала, характерны такие же экологические проблемы, что и для других регионов страны, а именно: загрязнение атмосферы, деградации кормовых и земельных и угодий, загрязнений подземных и поверхностных вод[3].
Вместе с тем существует целый ряд проблем, свойственных только этому краю, связанных как с особенностями его природной среды, так и с экологической нагрузкой промышленных предприятий. Центральное расположение Челябинской области на стыке Европейской России, с её культурными и промышленными традициями, и Сибири, с её энергетическими и минеральными ресурсами, создавали и создают весьма благоприятные условия для экономического и культурного развития области [2].
По объемам произведенной продукции, черная металлургия Челябинской области не имеет себе равных в России. Она представлена металлургическими комбинатами Магнитогорска и Челябинска, заводами Златоуста, предприятиями по производству стальных труб и ферросплавов. В области также производят медь, никель и огнеупорные материалы из магнезита. Предприятия этой отрасли являются основными источниками загрязнения окружающей среды. Самыми «грязными», с экологической точки зрения, являются города: Челябинск, Магнитогорск и Карабаш. Основной вид загрязнения - тяжелые металлы. Кроме них в почве и воздухе повышенная концентрация бензапирена, ртути, свинца, хрома, марганца. Выбросы в атмосферу отработанных газов производств и автотранспорта содержат оксиды азота и углерода, сажу, свинеци другие токсичные вещества.
Добывающая промышленность оставила после себя карьеры до 200 метров в глубину и отвалы породы до 70 метров в высоту, которые и внешне и, по сути, схожи на безжизненные пейзажи Луны.
Стоки промышленных и коммунальных предприятий, содержащие нитраты, фосфаты, аммиак, нефтепродукты, те же тяжелые металлы, сбрасываются в реки области: Теча, Миасс, Урал и Ай. Содержание солей и железа в них значительно повышена [3].
Эффективность региональной экологической политики на современном этапе зависит от действенности форм и механизмов взаимодействия государственных экологических структур и широкой общественности в решении экологических проблем, уровня осознания субъектами экологической политики остроты сложившейся экологической ситуации.
Актуальность выбранной темы исследования определяется, тем, что в теоретическом плане отсутствует целостная концепция единой экологической политики в Челябинской области.
Цель выпускной квалификационной работы создание математической модели и на ее основе моделирование экологических показателей Челябинской области, разработка рекомендаций по формированию единой экологической политики в Челябинской области.
Задачи:
— рассмотреть основные проблемы экологии Челябинской области;
— рассмотреть основные математические методы, используемые для моделирования различных задач, связанных с экологией;
—разработать математическую модель влияния экологических факторов на производство;
—смоделировать новый коэффициент экологической эффективности предприятия, а также его программная реализация;
—реализовать расчет коэффициента в программной среде;
— проанализировать полученные результаты и сформулировать рекомендации для улучшения состояния экологической обстановки Челябинской области.
Объектами исследования являются экологические показатели Челябинской области.
Предмет исследования — управление экологическими процессами для обеспечения безопасности жизнедеятельности населения на региональном уровне.
Информационная база включает в себя учебники по экономикоматематическому моделированию за авторством (Фомина Г.П., Кундышевой Е.С.,. и др.), фундаментальные научные статьи по теме за авторством (Вихровой А.С. и Рядчик В.А.).
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка (12 наименований) и 3 приложений.
Во введении представлена актуальность анализируемой темы выпускной квалификационной работы, показаны цели и задачи, определен объект, предмет исследований, обосновывается информационная база и приводится краткое содержание работы.
В главе 1 рассматриваются экологические проблемы Челябинской области, проводимые исследования и способы улучшения экологической обстановки.
В главе 2 . проводится обзор и анализ динамики индекса EPI на примере России.
В главе 3 анализируются и систематизируются показатели экологической обстановки Челябинской области с целью выявления (подтверждения, корректировки) статистических закономерностей, сжатие, усреднение содержащихся в исходных данных информации, а также систематизируются данные для построения математической модели.
В главе 4 выполняется построение математической модели влияния экологических факторов на производство и проверка ее адекватности.
В главе 5 моделируется коэффициент экологической эффективности предприятия, а также выполняется его программная реализация.
В заключении приводятся основные результаты работы, формулируются выводы и рекомендации, описываются направления дальнейших исследований.
В приложениях представлены техническое задание, руководство пользователя и листинг программы.
Челябинская область - типичный индустриальный район. Ведущими отраслями промышленности являются металлургия, электроэнергетика, машиностроение, а также пищевая и перерабатывающая промышленность. Более 63% всего городского промышленного производства приходится на долю металлургии, в котором 94% - это черная металлургия. Предприятия перечисленных отраслей промышленности относятся к числу наиболее экологически проблемных производств, следовательно, промышленные выбросы, оказывают негативное воздействие на состояние атмосферного воздуха и поверхностных водных объектов.
Несмотря на то, что в настоящее время проводятся мероприятия по улучшению экологической ситуации, Челябинская область остаётся экологически неблагоприятной средой.
В целом, из данных по величине EPI индекса России можно сделать вывод, что при среднем показателе и умеренном его росте за последние девять лет, наша страна должна ещё много сделать для защиты окружающей среды, чтобы заложить базу для стабильного «зеленого» курса, который обеспечит приемлемые условия жизни последующим поколениям россиян.
SWOT-анализ показал, что необходимо совершенствование методов охраны экологии, переход от методологии к конкретным практическим действиям. Были получены данные для построения математической модели влияния экологических факторов на производство.
Смоделирован коэффициент экологической эффективности предприятия, разработан алгоритм его расчетов, а также реализована программа для его расчета. По математическим расчетам коэффициент оказался низким, следовательно предприятию необходимо либо увеличить количество инвестиций в экологию, либо уменьшить количество выбросов
Если рассматривать динамику экологической ситуации Челябинской области, то можно сделать вывод, что инвестиции вложены с наилучшими возможными технологиями в соответствии с информационно-техническим справочнике.
Несмотря на то, что в настоящее время проводятся мероприятия по улучшению экологической ситуации, Челябинская область остаётся экологически неблагоприятной средой.
В целом, из данных по величине EPI индекса России можно сделать вывод, что при среднем показателе и умеренном его росте за последние девять лет, наша страна должна ещё много сделать для защиты окружающей среды, чтобы заложить базу для стабильного «зеленого» курса, который обеспечит приемлемые условия жизни последующим поколениям россиян.
SWOT-анализ показал, что необходимо совершенствование методов охраны экологии, переход от методологии к конкретным практическим действиям. Были получены данные для построения математической модели влияния экологических факторов на производство.
Смоделирован коэффициент экологической эффективности предприятия, разработан алгоритм его расчетов, а также реализована программа для его расчета. По математическим расчетам коэффициент оказался низким, следовательно предприятию необходимо либо увеличить количество инвестиций в экологию, либо уменьшить количество выбросов
Если рассматривать динамику экологической ситуации Челябинской области, то можно сделать вывод, что инвестиции вложены с наилучшими возможными технологиями в соответствии с информационно-техническим справочнике.
