Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Файлы

Шайкенова О.В.

Статья в формате PDF

180 KB

В качестве одной из составляющих экологической культуры (ЭК) является знание экологических ситуаций и умения их разрешать. Анализ существующих источников литературы по формированию ЭК показывает, что в них отсутствует решение задач управления экологическими ситуациями. Путем изучения экологических ситуаций, возникающих в процессе образовательной и производственной деятельности, сформированы положения, позволяющие успешно формировать ЭК через идентификацию экологических ситуаций (ЭС) и набор методов их решения.

Предлагается следующая методология решения задачи формирования ЭК на основе математической модели через модель Бокуса - Наура:

sit (t) - обозначается экологическая ситуация, возникающая в ходе деятельности;

 - параметр, характеризующий возникшую ситуацию;

 - номер зоны пространства, где произошла экологическая ситуация, (обозначение Z_i , );

 - управляющее воздействие, которое необходимо осуществить в данной ситуации. Тогда sit (t) можно представить как кортеж

 - - множества допустимых значений параметров ЭС и управляющих воздействий, характеризующих ЭС. С учетом сделанных допущений формализованная постановка решаемой задачи обучения управлению экологическими ситуациями (УЭС) моет быть представлена следующим образом.

Для различных подсистем экологического кластера должен быть разработан перечень ЭС , их параметров и управляющих воздействий. Кроме того необходимо разработать алгоритм анализа и синтеза новой  из множества , для которой выполняются условия:

, где N - мощность множества .

Опыт лица, принимающего решение (ЛПР) по выбору номенклатуры ЭС, выражается чаще всего качественными формулировками. Это обстоятельство требует разработки математических моделей описания ЭС в логико-лингвистических терминах, допускающих работу с зависимостями качественного типа. Такие модели наглядны и удобны для обучающихся, имеют выразительную способность, близкую к естественному языку, широко используются при создании баз и банков знаний, хотя они обладают слабой чувствительностью к точности исходных данных. При этом используется аппарат фреймовых представлений, языка представления знаний в интеллектуальных системах.

С учетом ЭС, возникающих в повседневной жизни, образовании и производственной деятельности, их можно с требуемой степенью полноты описать набором следующих характеристик:

• наименование ситуации ;
• набора признаков ситуации, по которым ее можно идентифицировать ;
• место возникновения ситуации
• возможные причины ситуации ;
• действия в ЭС ;
• последствия ЭС .

Sit(t)={    }

Модель структуры Str Mod (Sit) для Sit задана двумя ориентированными графами: J₁    J_2.

В этих графах определяются вершины на множествах {Name, param₁, param₂...param_N} и {Name, A₁,A₂...A_l}.

Ребра определяются отношениями «нетранзитивно зависит от» и «выполнить за». Граф J₁ учитывает взаимосвязь между параметрами ЭС, а граф J₂ между действиями по ее устранению.

Список ЭС и их характеристик составляется ведущими специалистами по экологии, и работники образования разрабатывают дидактический материал для визуализации (рисунок 1).

Рис 1 - Визуализация характеристик экологической ситуации

Для производственной деятельности, связанной с экологически опасными процессами, необходимы алгоритмы идентификации и синтеза новых ЭС. Для этого могут быть использованы информационно-измерительные системы управления. Для сравнения ЭС с описанными и уже находящимися в базе данных ситуациях можно применить метрику γ, удовлетворяющую всем известным аксиомам метрики. В качестве нормы метрики для учета всех характеристик ЭС использованы: l_p - норма, где р - число характеристик.

,

где  - функция расстояния между i - характеристиками.

Применение метрики по критерию близости позволяет составить матрицу расстояний между ситуациями и на ее основе объединить в кластеры ЭС и использовать информационные технологии для принятия решения по ним.

После того, как множество ЭС разбито на кластеры и для них определены центроиды, можно реализовать следующий алгоритм идентификации возникшей ЭС (рисунок 2).

Рис.2 - Алгоритм идентификации возникшей ЭС

Визуальная модель описания ЭС и алгоритм идентификации помогут и обучающим, и обучающимся осознать ее сущность, идентифицировать ее и принять меры к ее реализации.

Библиографическая ссылка