Система прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет будівництва та архітектури

УДК 699.887.3: 658.5

Система прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві

Спеціальность: 05.13.22 - Управління проектами та розвиток виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Лялюк Олена Георгіївна

Київ 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі менеджмент організацій Вінницького державного технічного університету

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03037, м. Київ - 37, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий 13 лютого 2001 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к.т.н., доцент Шебек М.О.

радіаційний технологічний управління сировина

Анотація

Лялюк О.Г. Система прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук спеціальності 05.13.22 - управління проектами та розвиток виробництва. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2001.

Дисертація присвячена розробці моделей і систем прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві на радононебезпечних територіях України. Розроблено алгоритм моніторингу радіаційного фактору. Встановлені залежності регламентованих радіаційних параметрів об'єктів будівництва від багатофакторних показників. Розроблені моделі управління проектами організаційно-технологічних рішень по зменшенню радононебезпеки на базі нечіткої логіки на різних етапах інвестиційної діяльності в будівництві. Створена система прийняття ефективних рішень при виборі організаційно-технологічних заходів по зменшенню ризиків опромінення. Запропонована організаційна структура прийняття і реалізації рішень по радіаційному захисту на будівельному об'єкті.

Основні результати роботи впроваджені в ЗАТ “Вінницький проектний інститут” та в навчальному процесі.

Ключові слова: моделювання на базі нечіткої логіки, радононебезпека, радіаційний захист, система прийняття рішень, управління проектами.

Аннотация

Лялюк Е.Г. Система принятия организационно-технологических решений по уменьшению радиационной опасности в строительстве. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22 - управление проектами и развитие производства. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев , 2001.

Диссертация посвящена созданию теоретических основ, разработке и внедрению в практику управления научно обоснованной системы принятия эффективных организационно-технологических решений по уменьшению радиационной опасности на объектах жилищно-гражданского и промышленного назначения Украины.

Разработана структурно-алгоритмическая модель мониторинга радиационного фактора. По результатам экспериментальных исследований на радоноопасной территории установлены зависимости радиационных параметров объектов строительства от многофакторных показателей. Доказано, что характер распределения бинарной радоносодержащей смеси в воздушной среде помещения зависит от температурного режима и воздухообмена. Анализ факторов, влияющих на выбор модели принятия организационно-технологических решений по снижению радиационной опасности, свидетельствует, что концентрация радона-222 в помещениях определяется сочетанием параметров, которые варьируют в период проектирования и строительства сооружения.

Предложена структура обобщенной математической модели управления проектами по уменьшению радоноопаности, которая представлена в виде дерева логического вывода. Выполнена классификация факторов, которые влияют на величину радона-222 в помещениях, в зависимости от иерархических связей. Прогнозируемый показатель радона-222 и факторы влияния рассматриваются как лингвистические переменные, которые описываются с помощью нечетких термов на соответствующих универсальных множествах. Построены функции принадлежности нечетких оценок влияния факторов согласно алгоритму, который учитывает степени принадлежности соответствующих элементов к нечеткому терму.

Разработаны модели принятия организационно-технологических решений по уменьшению радоноопасности на разных этапах инвестиционной деятельности в строительстве. Предложенная иерархическая система математических моделей позволяет выбрать противорадиационную защиту в зависимости от влияния естественно-географических, архитектурно-планировочных и инженерно-технологи-ческих параметров строительного объекта на основе нечетких логических выражений “ЕСЛИ-ТО”. Путем дефазификации исходных показателей нечеткий логический вывод превращается в количественную величину, которая соответствует прогнозируемому значению регламентируемого радиационного параметра.

Достоверность созданных математических моделей подтверждается согласованием теоретических и экспериментальных результатов для конкретных объектов исследований, а также возможностью адаптации параметров управлений моделями функций принадлежности при наличии новых данных. Предложенная система принятия решения на этапе технико-экономического обоснования проектного варианта позволяет планировать мероприятия по уменьшению радиационной опасности по результатам виртуального эксперимента, который основывается на экспертной базе знаний.

Проектный менеджмент системы принятия организационно-технологических решений по уменьшению радиационной опасности в строительстве требует реализации следующих функций: координация проекта, управления содержанием, стоимостью, качеством, материальными и трудовыми ресурсами, риском. Для этого необходимо создание определенной организационной структуры. В соответствии с предложенной экспертно-моделирующей системой принятия ОТР по управлению радиационным качеством строительной продукции разработана организационная структура принятия и реализации решений по радиационной защите строительного объекта. На всех технологических этапах строительства объекта сектор управления экспертно-моделирующей системой организационно-технологических решений должен обеспечивать условие - ожидаемая доза облучения должна быть ниже или равняться регламентированому радиационному параметру.

Предложена кибернетическая модель и организационная структура принятия решения по радиационной защите на строительном объекте. Оптимизация принятия организационно-технологичеких решений по уменьшению радиационной опасности осуществляется в соответствии с классифицированными противорадоновыми мероприятиями с учетом экспертно-лингвистических переменных, которые наиболее эффективны в конкретных условиях.

Выполнено технико-экономическое сравнение предложенных и внедренных в практику строительства жилья противорадоновых мероприятий. Достоверность основных теоретических и практических положений роботы подтверждаются повторным мониторингом радиационной опасности после коррекции проектных решений по результатам моделирования с помощью экспертно-моделируемой системы управления при строительстве жилья.

Основные результаты работы нашли применение в ЗАТ “Винницкий проектный институт” и в учебном процессе.

Ключевые слова: моделирование на основе нечеткой логики, радоноопасность, радиационная защита, система принятия решений, управление проектами.

Annotation

Lialiuk L.G. Organizational and technological decision making system for decreasing of radiation danger in constructions.

Dissertation to take of a scientific degree of the candidate of technical sciences by specialty 05.13.22 - project management and development of the production.- Kiev national university of construction and architecture, Kiev, 2001.

The dissertation deals with development of models and decisions making system for technological and organizational solutions aimed at decreasing of radiation danger in construction at radon influenced areas of Ukraine. Monitoring algorithm for radiation factor has been worked out. The dependence of rated radiation parameters of buildings upon many factor indexes has been established. Organizational and technological project management decisions monitoring models for radon influence reduction based on fuzzy logics on different stages of investments in construction have been worked out. Effective decision-making system for radiation risk decrease measures has been developed. Decision making and implementation management for radiation protection at construction site has been proposed.

Main results of the work are introduced at OAO “Vinnytsia Design Institute” and in the process of education.

Key words: radon danger, radiation protection, project management , fuzzy modeling, decision making system.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В межах національної проблеми по зменшенню доз опромінення від природної радіоактивності важливе значення має розробка комплексної програми по зменшенню радіаційної небезпеки для населених пунктів, які розміщенні на радононебезпечних територіях.

Управління станом радіаційної небезпеки є функціональний фактор виробничої діяльності в будівельній галузі. Цей процес містить такі взаємопов'язані формалізовані блоки: моніторинг радіаційної небезпеки; підготовка та напрацювання організаційно-технологічних рішень (ОТР) й рішень управління; реалізація організаційно-технологічних рішень в період проектування, будівництва й експлуатації житлово-цивільних й промислових приміщень.

Нормативні документи і теоретичні дослідження орієнтують організації та установи будівельної галузі на необхідність реалізації ефективної системи контролю радіаційної небезпеки та управління проектами по розробці і впровадженню заходів по зменшенню рівнів іонізуючих випромінювань природних радіонуклідів. Реалізація цих задач на об'єктах житлово-цивільного й промислового призначення пов'язана зі значними об'єктивними труднощами. Практично відсутні експериментальні та теоретичні дослідження впливу кількісних та якісних факторів на величину радіаційного забруднення радоном-222 повітря приміщень. Не існують науково обґрунтовані методи вирішення проблеми управління проектами ОТР по зниженню радіаційної небезпеки. Необхідність розробки цих питань визначає наукову і практичну актуальність даної дисертаційної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Теоретичні і практичні розробки виконувалися відповідно до пріоритетного напрямку розвитку науки і техніки “Охорона навколишнього середовища”, затвердженого Постановою Верховної Ради України 16.10.1997 року, № 2205-ХІ, а також відповідно тематиці координаційного плану науково-дослідних робіт Міносвіти України № 21 “Ство-рення нових технологій, методів організацій та механізації будівельних процесів, які забезпечують ефективність будівництва та модернізацію будівель і споруд” та плану наукових досліджень кафедри менеджменту організацій Вінницького державного технічного університету.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення радіаційної якості будівельної продукції та ефективності захисту приміщень від радіаційної небезпеки шляхом створення теоретичних основ та розробка й впровадження в практику управління будівельної галузі науково обґрунтованої системи прийняття ефективних ОТР по зменшенню радононебезпеки на об'єктах житлово-цивільного і промислового призначення.

Для реалізації поставленої мети у дисертаційні роботі необхідно вирішити основні задачі:

- встановити й експериментально перевірити залежності радіаційних характеристик об'єктів житлово-цивільного та промислового призначення від регламентованих радіаційних параметрів сировини та матеріалів і повітря приміщень;

- розробити ієрархічну систему математичних моделей багатофакторного аналізу управління організаційно-технологічними заходами по зменшенню радіаційної небезпеки на базі нечіткої логіки, яка враховує вплив кількісних і якісних факторів;

розробити експертно-моделюючу систему (ЕМС) прийняття ОТР по зменшенню радононебезпеки диференційовано до видів об'єктів та умов будівництва;

провести впровадження експертно-моделюючої системи прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радононебезпеки на об'єктах будівництва.

Об'єктом дослідження в даній роботі є організація та управління проектами будівельного виробництва з урахуванням регламентованих радіаційних параметрів.

Предмет дослідження - система прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню ризиків опромінення.

Методи дослідження. Теорія планування експерименту використовувалася при встановленні основних закономірностей формування радононебезпеки на об'єктах житлово-цивільного та промислового призначення. Вимірювання еквівалентної рівноважної об'ємної активності (ЕРОА) радону-222 в повітрі приміщень проводилось методом пасивної трекової дозиметрії. На базі теорії ієрархічних багаторівневих систем розроблена ієрархічна система математичних моделей багатофакторного аналізу управління організаційно-технологічними заходами по зменшенню радіаційної небезпеки. Моделювання системи прийняття ОТР по зменшенню радононебезпеки ґрунтується на основі теорії нечіткої логіки. Методи процесних та функціональних підходів в управлінні використовувалися при розробці методики управління проектами по зменшенню радіаційної небезпеки.

Наукова новизна одержаних результатів:

- дістало подальший розвиток встановлення залежності регламентованих радіаційних параметрів об'єктів будівництва від багатофакторних показників на радононебезпечних територіях України;

розроблені моделі управління ОТР по зменшенню радононебезпеки на базі нечіткої логіки на природно-географічному, архітектурно-планувальному та інженерно-технологічному рівнях;

- вперше створена експертно-моделююча система прийняття ефективних рішень при виборі ОТР по зменшенню ризиків опромінення, що дозволяє управляти проектами по радіаційному захисту будівель диференційовано в залежності від доступної експертної інформації.

Практичне значення одержаних результатів. Впровадження в практику управління проектами в будівництві запропонованих методик та алгоритмів прийняття ОТР дозволить знизити колективну дозу опромінення населення. Будівельна галузь отримає конкурентноспроможну продукцію, яка за радіаційною якістю буде відповідати світовим стандартам.

Експериментальна перевірка та впровадження розробленої системи прийняття ОТР були реалізовані при організаційно-технологічному проектуванні за участю ЗАТ “Вінницький проектний інститут” під час будівництва житла для виселенців з Чорнобильської зони в с. Нові Обіходи (с. Самчинці) Немирівського району Вінницької області. Отримані результати використовуються в навчальному процесі під час викладання дисциплін “Технічні засоби охорони повітряного басейну” та “Інженерна підготовка будівельного виробництва”.

Особистий внесок. До особистого внеску здобувача слід віднести:

експериментальні дослідження у відповідності з розробленою структурно-алгоритмічною моделлю моніторингу радіаційного фактору та встановлені за їх результатами залежності радіаційних характеристик об'єктів будівництва від регламентованих радіаційних параметрів;

узагальнена математична модель у вигляді дерева логічного висновку ієрархічних зв'язків факторів, що впливають на прийняття ОТР з врахуванням природно-географічних, архітектурно-планувальних та технологічних рішень;

алгоритм та методика прийняття ОТР по зменшенню радононебезпеки за результатами віртуального експерименту;

експертно-моделююча система управління проектами по радіаційному захисту будівель в залежності від доступної експертної оцінки.

Всі результати отримані автором самостійно в роботах [ 2-4, 10 - 13, 15 - 17]. Здобувачці особисто належить: в роботі [ 1 ] - аналіз особливостей радіаційного фактору в процесі будівництва житла України; в роботі [ 5 ] - алгоритм прийняття рішень оптимізації організаційно-технологічних заходів по зменшенню радіаційної небезпеки; в роботі [ 6 ] - класифікація заходів по зменшенню радононебезпеки в залежності від факторів впливу; в роботі [ 7 ] - аналіз доз опромінення населення на регіональному рівні від радону-222 та формалізована матриця вхідних кількісних та якісних параметрів, що впливають на рівень радіаційного забруднення; в роботі [ 8 ] - аналіз методів контролю радононебезпеки; в роботі [ 9 ] - алгоритм моніторингу радіаційного фактору, класифікація протирадонових заходів з врахуванням впливу експертно-лінгвістичних змінних; в роботі [ 14 ] - встановлення теоретичних залежностей радіаційних параметрів будівель від інженерно-технологічних рішень.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися і представлялися на щорічних ХХІV…ХХVІІІ науково-технічних конференціях ВДТУ (м. Вінниця, 1995…2000 роки); на Міжнародній науково-технічній конференції “Ресурсоекономічні матеріали, конструкції, будівлі та споруди” (м. Рівне, 1996р.); на І та II Республіканській науково-технічній конференції “Індивідуальний житловий будинок” (м. Вінниця, 1996 і 1998 роки); на науково-практичній конференції “Проблеми техноприродних аварій та катастроф у зв'язку з розвитком небезпечних геологічних процесів” (м. Київ, 1997р.); на ІV Міжнародній науково-технічній конференції “Контроль і управління в технічних системах” (м. Вінниця, 1997р., 1998р.); на Міжнародній науково-технічній конференції “Проблемы строительного и дорожного комплексов” (м. Брянск, 1998р); на Міжнародній науково-технічній конференції “Рациональное использование природных ресурсов” (Брест, 1998р.); на науково-технічній конференції “Экологические проблемы городов и рекреационных зон” (м. Одеса, 1999р.); на науково-технічній конференції “Сучасна географія та навколишнє середовище” (м. Вінниця, 1999р.), на науково-технічній конференції “Гигиена населенных мест “ (м. Київ, 2000).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано: 4 статті в фахових виданнях [1-4], що затверджені переліком ВАК України, 3 статті в збірниках наукових праць, 2 навчальних посібника, 8 матеріалів доповідей і тез на Міжнародних і республіканських конференціях.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 126 найменувань і 3 додатків. Загальний обсяг дисертації 160 сторінок, у тому числі 33 рисунка та 22 таблиці.

2. Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, його об'єкт і предмет, теоретичне і практичне значення, сформульовані мета і основні задачі дисертаційної роботи.

У першому розділі зроблено аналіз світового й вітчизняного стану управління організаційно-технологічним забезпеченням зниження радіаційної небезпеки на об'єктах будівництва. Проблемою управління по зменшенню радіаційної небезпеки на об'єктах будівництва в Україні займались С.П. Броневицький, С.Д. Бушуєв, О.В. Горіцький, О.М. Лівінський, І.А. Ліхтарьов, І.П. Лось, Т.О. Павленко, В.О. Поколенко, В.П. Сабалдир, Р.Б. Тян, С.А. Ушацький, В.К. Черненко та інші.

Аналіз літератури свідчить, що значною радіаційною небезпекою для населення України є опромінення від радонової складової, що становить 78% від загальної дози всіх природних джерел. Відсутня методологія вибору методів та заходів по зменшенню радононебезпеки з урахуванням природно-географічних факторів, архітектурно-планувальних та інженерно-технологічних рішень. Методи оптимізації управління ОТР по забезпеченню зниження радіаційної небезпеки в будівництві потребують значної бази експериментальних даних на регіональному та локальному рівнях, отримання яких трудомістке.

Не існує достатньо надійних математичних моделей оцінки радіаційної небезпеки, що не дозволяє перетворювати некерованій зараз процес опромінення населення в керований. Це зумовлює науково-практичне спрямування роботи на дослідження радіаційної небезпеки на об'єктах житлово-цивільного й промислового призначення та на розробку й реалізацію методики управління проектами організаційно-технологічних заходів по зменшенню радононебезпеки, яка б дозволяла враховувати вплив кількісних та якісних факторів на прийняття рішення по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві.

У другому розділі описана організація, методика та обладнання дослідження регламентованих радіаційних параметрів з метою вирішення проблеми менеджменту захисту населення від радіаційної небезпеки на всіх етапах інвестиційного циклу. Обґрунтовані вимоги до апаратного забезпечення методів та засобів контролю радіаційних параметрів в системі моніторингу радіаційної небезпеки об'єктів житлово-цивільного й промислового призначення. Найбільш доцільним з позиції забезпечення достовірності та єдності вимірювань еквівалентної рівноважної об'ємної активності радону-222 в різних будівлях є метод пасивної трекової дозиметрії, який використовувався при проведенні експериментальних досліджень.

Наукове обґрунтування підходу до проблеми управління радіаційною якістю будівельної продукції базується на використанні теорії нечітких множин та лінгвістичної змінної. Це дає можливість на етапі техніко-економічного обгрунтування приймати оптимальне ОТР по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві за результатами віртуального експерименту, який дозволяє виконувати експертно-моделююче прогнозування з використанням кількісних та якісних факторів впливу.

Теорія нечітких множин та лінгвістичних змінних ґрунтується на механізмі нечіткого логічного висновку й бази знань, що побудована з використанням експертно-логічних правил “ЯКЩО-ТО”. Використання при багатофакторних дослідженнях радіаційної небезпеки нечіткого логічного висновку з наступною дефазифікацією до ієрархічно впорядкованої системи лінгвістичних висловлювань про взаємозв'язки вхідних і вихідних параметрів процесу дозволяє на основі віртуального експерименту побудувати ЕМС управління проектами радіаційного захисту.

Третій розділ присвячений експериментальним дослідженням радіаційної небезпеки на обєктах житлово-цивільного й промислового призначення.

Для реалізації поставленої задачі розроблена структурно-алгоритмічна модель моніторингу радіаційного фактору з урахуванням ефективної сумарної питомої активності радіонуклідів будівельних матеріалів (Аеф) та середньорічної еквівалентної рівноважної активності радону-222 (Rф), що дають найбільш суттєвий внесок в опромінення населення (рис. 1).

Аналіз величин радіаційного забруднення на території Подільського регіону за рахунок гамма-випромінювання в обстежених населених пунктах свідчить, що середній вміст потужності поглиненої дози (ППД) становить 14...19 мкР/год, а максимальний не перевищує 21 мкР/год.

Вхідний радіаційний контроль за якістю будівельної сировини в кар'єрах регіону свідчить про суттєве відхилення величин ефективної сумарної питомої активності природних радіонуклідів (Аеф) від допустимих рівнів регламентованих радіаційних параметрів. На Іванівському, Гайворонському й Стрижавському кар'єрах Аеф 370 Бк/кг, що дозволяє використовувати їх будівельну сировину для будівництва й реконструкції об'єктів житлово-цивільного та промислового призначення без обмеження. На Гніваньському та Семенківському кар'єрах Аеф = 204…410 Бк/кг. Щебінь цих кар'єрів можливо використовувати для будівництва житла та інших приміщень з тривалим перебуванням людей без обмеження. На Глуховецькому кар'єрі Аеф = 183…3763 Бк/кг, тобто щебінь з Аеф = 740…1350 Бк/кг можливо використовувати на об'єктах промислового й шляхового будівництва, де виключене тривале перебування людей. Щебінь з Аеф 1350 Бк/кг рекомендується тільки для будівництва об'єктів, експлуатація яких непов'язана з перебуванням людей.

В Подільському регіоні, де блок кристалічного щита має розломи та скиди у фундаменті, суттєвим джерелом іонізуючого випромінювання є радон-222. Експериментальні дослідження ЕРОА радону-222 виконані в приміщеннях з різними архітектурно-планувальними та інженерно-технологічними рішеннями з організацією баз даних та обробки результатів вимірювань відповідно сертифікату, що враховує вплив якісних та кількісних факторів на радононебезпеку. Результати аналізу бази даних на регіональному рівні свідчать про суттєве перевищення допустимих значень ЕРОА радону-222 в повітрі приміщень, яка становить 50 Бк/м3 (табл.1).

В обстежених на локальному рівні приміщеннях с.Нові Обіходи, що побудоване для переселенців з Чорнобильської зони, концентрації радону-222 коливається від 18 до 400 Бк/м3.

Таблиця 1 Результати вимірювань ЕРОА радону-222 в повітрі приміщень житлово-цивільного та промислового призначення Вінницької області

Результати статистичної обробки результатів вимірювань ЕРОА радону-222 такі: на регіональному рівні математичне очікування складає 59,7 Бк/м3; дисперсія - - 78,0; коефіцієнт варіації - 1,15; на локальному рівні математичне очікування - -75,6 Бк/м3; дисперсія - 70,8; коефіцієнт варіації - 0,94.

Установлено, що характер розподілення бінарної радоновмістної суміші в повітряному середовищі приміщень залежить від його температурного режиму. Величина ЕРОА радону-222 збільшується в холодну пору в повітрі приміщень в звязку із зменшенням повітрообміну шляхом вентиляції. Дослідження підтверджують гіпотезу, що на вибір моделі прийняття ОТР по зниженню радіаційної небезпеки впливає сукупність вхідних кількісних та якісних параметрів, які є різними в період проектування та експлуатації будівель.

Інтенсивність ексхаляції радону-222 в приміщення через захисні конструкції будівель визначається щільністю будівельних матеріалів, яка в існуючій забудові коливається в значних межах. Результати числового моделювання залежності ЕРОА радону-222 від кратності повітрообміну підтверджують, що суттєвим заходом по зменшенню радононебезпеки є вентиляція приміщень. Збільшення кратності повітрообміну, особливо в холодну пору року, вимагає суттєвих затрат на підтримання теплового комфорту, що потребує оптимізації прийняття рішень з урахуванням енерго- та ресурсозбереження.

Четвертий розділ роботи присвячений дослідженню та розробці моделей та методів управління проектами ОТР по зменшенню радіаційної небезпеки на різних етапах інвестиційної діяльності в будівництві. Для встановлення ієрархічних зв'язків факторів, які впливають на величину ЕРОА радону-222 в приміщенні, виконана їх класифікація за природно-географічними, архітектурно-планувальними й інженерно-технологічними рішеннями, кожне з яких є лінгвістичною змінною. Оцінка значень лінгвістичних змінних виконана за допомогою якісних термів (табл.2). Структура узагальненої математичної моделі управління проектами по зменшенню радононебезпеки представлена у вигляді дерева логічного висновку (рис.2), в вузлах якого позначені номера формул, що описують ієрархічну сукупність співвідношень між факторами впливу. Прогнозований показник ЕРОА радону-222 та фактор впливу розглядаються як лінгвістичні змінні, що описуються за допомогою нечітких термів на відповідних універсальних множинах.

Для всіх класифікованих ознак (табл.2) з використанням існуючої експертно-лінгвістичної інформації побудовані функції належності нечітких оцінок впливу факторів у відповідності з алгоритмом реалізації цього методу та з врахуванням ступеня належності відповідних елементів до нечіткого терму. Як приклад функція належності для лінгвістичної змінної - “швидкість ексхаляції радону-222 з ґрунту” наведена на рис.3.

Таблиця 2 Фактори впливу як лінгвістичні змінні

Моделювання прийняття ОТР з метою зменшення радононебезпеки, що передбачає прогнозування радіаційного забруднення на відповідних рівнях: системному, природно-географічних й інженерно-технологічних умов, архітектурно-планувальних й інженерно-техно-логічних рішень, здійснюється за допомогою нечітких логічних рівнянь. Ці рівняння зв'язують функції належності різних рівнів вхідних та вихідних змінних, що наведені на дереві логічного висновку (рис.2). Кожному нечіткому логічному рівнянню відповідає база знань у вигляді експертних висловлювань про зв'язки нечітких термів вхідних та вихідних лінгвістичних змінних. Система нечітких логічних рівнянь, які характеризують поверхню належності змінних по відповідному терму, а саме низька (Н), нижче середньої (нС), середня (С), вище середньої (вС) та висока (В) на системному рівні, наступна:

Н(СR) = Н (Х) Н(Y) Н (Z)нС (Х) Н(Y) Н(Z)Н(Х) нС(Y) Н(Z); (1)

нС(СR) = нС(Х) нС(Y) С(Z)С(Х) нС(Y) Н(Z)нС(Х) С(Y) С(Z); (2)

С (СR) = нС (Х) С(Y) С(Z)С (Х) С (Y) С(Z)С (Х) Н (Y) В (Z); (3)

вС (СR) = вС(Х) вС(Y) вС(Z)С(Х) вС(Y) В(Z)Н(Х) В(Y) В(Z); (4)

В(СR) = В(Х) В(Y) В(Z) В(Х) вС(Y) В (Z)В (Х) В (Y) С (Z). (5)

Перехід від отриманих нечітких множин до кількісної оцінки ЕРОА радону-222 здійснюється виконанням процедури дефазифікації, тобто перетворення нечіткої інформації в чітку форму. За відомими ?т(ui)=?? I та ?т(ui +1) проміжні значення моделей функцій належності ?т(u*), де u* (ui, ui +1), знаходяться із співвідношення:

т(u*) = . (6)

Установлені кількісні значення параметрів (I+1 i (ui+1 - ui) - ui(i+1 - i), (ui+1 - ui ) аналітичних моделей функцій належності оцінок вхідних змінних, що впливають на прийняття організаційно-технологічних рішень.

Методика та практика прийняття ОТР по зменшенню радіаційної небезпеки реалізується за допомогою структурної моделі (рис.4). Використовуючи розроблений алгоритм отримані значення належності терм-оцінок змінної, яка характеризує величину ЕРОА радону-222. Відповідно методу дефазифікації нечіткій множині моделі функції належності (6) відповідає кількісна оцінка ЕРОА радону-222, що визначається з рівняння:

СR* = , (7)

де - найменше (найбільше) значення змінної СR, m - число нечітких термів для змінної СR (в даному випадку m=5); qi - назва і-го терму, i = ; qi (CR) - ступінь належності змінної СR терму qi ; di - кількісне значення, яке відповідає терму qi .

Відносна похибка між теоретичним значенням ЕРОА радону-222, що визначено за формулою (7), і експериментальним не перевищує 10%. Тобто достовірність отриманих величин ЕРОА радону-222 для конкретних лінгвістичних змінних свідчить про достатньо високу практичну значимість ЕМС для прийняття ОТР.

З метою оптимізації прийняття ОТР при виборі протирадонових заходів виконана їх класифікація в залежності від лінгвістичних змінних. Вони є експертно-лінгвістичною інформацією для прогнозування радононебезпеки в залежності від факторів, що її обумовлюють, відповідно запропонованим аналітичним моделям функцій належності.

На кожному з технологічних етапів будівництва об'єкту сектор управління ЕМС ОТР забезпечує умову, що очікувана доза опромінювання повинна бути нижча або рівна регламентованим радіаційним параметрам. Організаційна структура повинна забезпечувати отримання об'єктивної інформації про радіаційний стан об'єкту. При перевищенні допустимої дози опромінення система передбачає оперативне втручання у відповідний стан технологічного циклу шляхом керування лінгвістичними змінними відповідно до запропонованої класифікації заходів по зменшенню радіаційних ризиків.

Проектний менеджмент прийняття ОТР по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві вимагає реалізації таких функцій: координація проекту, управління змістом, вартістю, якістю, матеріальними й людськими ресурсами та ризиком, та передбачає створення певної організаційної структури. Відповідно до запропонованої ЕМС прийняття ОТР по управлінню радіаційною якістю будівельної продукції розроблена структурно-алгоритмічна модель управління проектами по радіаційному захисту будівельного об'єкту (рис. 5).

Запропонована кібернетична модель системи організаційно-технологічних та економічних факторів, які впливають на радіаційну якість будівельного об'єкту, дозволяє вибрати оптимальний варіант протирадіаційних заходів з урахуванням витрат матеріальних коштів на їх реалізацію. При цьому забезпечується виконання головної вимоги про те, що різниця між ефектом зменшення шкоди здоров'ю населенню і вартістю захисних заходів у грошовому співвідношенню буде максимальною.

Запропонована методика прийняття ОТР по зменшенню радононебезпеки була реалізована в ЗАТ “Вінницький проектний інститут” при розробці проектів житлових будинків для переселенців в с. Самчинці Вінницької області та інших об`єктів будівництва. Контроль за ЕРОА радоном-222 в повітрі житлових приміщень після впровадження запропонованих заходів свідчить про те, що концентрація радону-222 зменшилися з 200...400 Бк/м3 до 20...40 Бк/м3, що відповідає нормативним вимогам.

Висновки

1. Експериментальні дослідження радіаційного фактору будівельної галузі на регіональному і локальному рівнях свідчать про перевищення допустимих рівнів іонізуючих випромінювань. Найбільш суттєве опромінення населення відбувається за рахунок величин природних радіонуклідів в сировині кар'єрів регіону та еквівалентної рівноважної об'ємної активності радону-222. Домінантною у визначенні радіаційних характеристик об'єктів будівництва є радононебезпека, яка в 54% обстежених будівель перевищує допустиму норму.

2. Встановлено, що шляхом управління регламентованими радіаційними параметрами на об'єктах житлово-цивільного й промислового призначення можливо ефективно знизити дозу опромінення населення тільки з урахуванням впливу кількісних та якісних факторів, що впливають на систему прийняття ОТР і базуються на результатах моніторингу радіаційної небезпеки на регіональному та локальному рівнях.

3. Досліджені закономірності формування радононебезпеки в приміщеннях житлово-цивільного й промислового призначення, які доказують варіабельність концентрації радону-222 у повітрі конкретної будівлі протягом року. Величина ЕРОА радону-222 збільшується в холодну пору року в зв'язку із зменшенням повітрообміну шляхом вентиляції. Оптимізація заходів по забезпеченню нормованих рівнів іонізуючих випромінювань радону-222 та санітарно-гігієнічних вимог неможлива без урахування енерго- й ресурсозбереження.

4. Розроблено ієрархічну систему математичних моделей, яка дозволяє виконувати вибір протирадіаційного захисту в залежності від впливу природно-географічних, архітектурно-планувальних і інженерно-технологічних параметрів будівельного об'єкта на базі нечітких логічних висловлювань “ЯКЩО-ТО”. Шляхом дефазифікації вихідних показників нечіткий логічний висновок перетворюється в кількісну величину, яка відповідає прогнозованому значенню регламентованого радіаційного параметра будівельного об'єкта. Достовірність розроблених математичних моделей підтверджується узгодженням теоретичних і експериментальних результатів для конкретного об'єкта дослідження на локальному рівні з відносною похибкою 10 %, а також можливістю адаптації параметрів рівнянь моделей функцій належності при наявності нових даних.

5. Розроблена експертно-моделююча система прийняття організаційно-технологічних рішень по зменшенню радіаційної небезпеки в будівництві на базі теорії лінгвістичної змінної та нечітких множин. Запропоновані методики й алгоритми дозволяють на етапі техніко-економічного обґрунтування управляти проектами по зменшенню радіаційної небезпеки навіть при обмеженій кількості експериментальних даних. Оптимальне рішення приймається за результатами віртуального експерименту, який базується на експертній базі знань.

6. Встановлено, що в умовах України найбільш ефективними заходами по зменшенню радіаційної небезпеки будівельного об'єкту є ОТР, які носять одноразовий характер і ґрунтуються на енерго- й ресурсозберігаючих технологіях. Оцінка ефективності варіанта організаційно-технологічних заходів на об'єктах житлово-цивільного й промислового призначення визначається з врахуванням технологічних параметрів і економічних факторів за розробленим алгоритмом.

7. Здійснено експериментальну перевірку та впровадження результатів дослідження у ЗАТ “Вінницький проектний інститут” при спорудженні житлових будинків для переселенців з Чорнобильської зони в с. Нові Обіходи Вінницької області та на інших об'єктах будівництва, в учбовий процес - у Вінницькому державному технічному університеті при викладанні дисциплін “Технічні засоби охорони повітряного басейну” та “Інженерна підготовка будівельного виробництва”.

Список опублікованих праць

1. Сердюк В.Р., Ратушняк О.Г., Наконечна О.В. Особливості радіаційного фактору в процесі будівництва житла в Україні // Вісник ВПI. - 1995.- № 2. - С. 17 - 20.

2. Лялюк О.Г. Моніторинг радононебезпеки урбанізованих територій // Вісник ВПI. -1999. - №1. - С.26-29.

3. Лялюк О.Г. Обґрунтування оптимізації системи забезпечення зниження радононебезпеки та нормативних рівнів теплового комфорту // Вісник ВПI. -1999. - №6. - С.15-19.

4. Лялюк О.Г. Аналіз радононебезпеки з метою вибору організаційно-технологічних рішень по її зменшенню // Хмельницький. “Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах”. - 1999. - №4. - С. 130-133.

5. Сердюк В.Р., Лялюк О.Г. Інженерний моніторинг радіаційного фактору будівельної галузі // Зб. наук. праць: Будівельні матеріали, вироби та санітарна техніка.- Випуск 15. - Київ.-2000.- С. 13 - 19.

6. Сердюк В.Р., Лялюк О.Г. Радіоекологічні аспекти будівництва та експлуатації об'єктів житлово-цивільного та промислового призначення // Сб. науч. трудов: Гигиена населенных мест. - Выпуск 36. - Киев. - 2000.- С.229-234.

7. Лялюк О.Г., Сердюк В.Р. Санiтарно-екологiчнi аспекти при будівництві та експлуатації житла в Україні // Сб. науч. трудов: Экологические проблемы городов и рекреационных зон. -Одесса. - 1999. - С. 200-205.

8. Лялюк О.Г., Ратушняк Г.С. Моніторинг атмосферного повітря.: Навчальний посібник. - Вінниця: ВДТУ, 1998. - 94 с.

9. Сердюк В.Р., Лялюк О.Г. Органiзаційно-технологiчне забезпечення зниження радiацiйної небезпеки в будівництві.: Навчальний посiбник.- Вiнниця: ВДТУ, 1999.- 74 с.

10. Лялюк О. Г. Проектні рішення по зниженню радононебезпеки малоповерхового житла //Тези доповідей РНТК “Індивідуальний житловий будинок”. - Вінниця. - 1996. - С.24.

11. Лялюк О.Г. Екологічні та економічні аспекти житла в Україні // Тези доп. МНТК "Ресурсоекономiчнi матеріали, конструкції, будівлі та споруди."- Рівно. - 1996.- С.17.

12. Лялюк О.Г. Вплив радонової компоненти на екологічний стан довкілля // Тези доп. НТК "Проблеми техноприродних аварій та катастроф у зв'язку з розвитком небезпечних геологічних процесів". -Київ. -1997. - С.85.

13. Лялюк О.Г. Моделювання рівнів концентрації радону з метою контролю забруднення ним приміщення // Тези доповідей МНТК "Контроль i управління в техн. системах". -Вiнниця. -1997. - С.60-63.

14. Лялюк Е.Г., Сердюк В.Р. Исследование закономерностей формирования радоноопасности жилых помещений // Труды МНТК “Проблемы строительного и дорожного комплексов”. - Брянск. -1998. С.291-295.

15. Лялюк О.Г. Оцінка ефективності впровадження організаційно-технологічних протирадіаційних заходів // Матер. доповідей РНТК “Індивідуальний житловий будинок”. - Вінниця. -1998. - С.139-141.

16. Лялюк О.Г. Обоснование оптимизации мониторинга урбанизованых территорий // Труды МНТК "Рациональное использование природных ресурсов". - Брест. - 1998.- С.100-102.

17. Лялюк О.Г. Моделі та методи управління системою моніторинга радононебезпеки // Тези доповідей 5- ої МНТК "Контроль i управління в складних системах". -Вiнниця. -1999. - С. 190-194.

Размещено на Allbest.ru