Сучасні напрямки в екології - Проблеми охорони навколишнього середовища й розвиток транспорту

Одним з основних напрямів сучасної екології стало використання математичного моделювання.

Визначення:

Моделювання - дослідження явищ, процесів або систем об'єктів шляхом побудови і вивчення їхніх моделей; використання моделей для визначення або уточнення характеристик і раціоналізації способів побудови знову конструйованих об'єктів.

["Великий енциклопедичний словник", 1993]

Модель - в математиці і логіці моделлю будь-якої системи аксіом називають сукупність абстрактних об'єктів, властивості яких і відносини між якими задовольняють даними аксіомам, службовцям тим самим спільним визначенням сукупності.

В екології моделі застосовуються для осмислення залежностей в екологічній системі планети і вивчення принципів поведінки екосистеми при різних обставинах.

Наприклад, математично можна моделювати процес залежності:

Коливань чисельності населення,

Потреби в природних ресурсах,

Споживання енергії,

Транспортних потреб,

Обсягу викидів в атмосферу.

Сучасна екологія вивчає:

Забруднення навколишнього середовища,

Збільшення чисельності населення Землі (тягне за собою проблему підвищення споживання енергії та руйнування природного середовища для забезпечення потреб самої людини),

Возобновляемость природних ресурсів.

Вивчення таких масштабів стали можливі не так давно і тільки з використанням комп'ютерів.

Комп'ютерне моделювання - використання комп'ютерів для математичного і логічного моделювання об'єктів дослідження і процесів. Комп'ютерні моделі дозволяють вивчати умови, які важко застосовувати в реальних умовах і складати прогнози.

Комп'ютерна модель особливо незамінна для вивчення наслідків від внесення коректив у вихідні дані.

Комп'ютерна графіка використовується для візуального представлення об'єкта моделювання. Сучасні CAD системи дозволяють представити модель в 3-х мірної проекції.

CAD системи (computer-aided design) - системи комп'ютерного проектування і дизайну, що дозволяють графічно змоделювати об'єкт дослідження.

Поява таких систем було названо "нова промислова революція".

Використання спеціального програмного забезпечення CAD дозволяє створювати моделі, що представляє геометрію та інші характеристики об'єкта.

Такі моделі аналізуються комп'ютером і, при необхідності, перепроектується. Забезпечується гнучкість при вивченні альтернатив проектних рішень без великих витрат або випробування фізичних прототипів.

У системах CAM (computer-aided manufacturing), комп'ютери використовуються для планування виробничих процесів, контролю операцій, перевірки готових деталей, управління заводом. Системи CAD і CAM можуть бути пов'язані між собою через базу даних, якою можуть користуватися як проектувальники продукції, так і інженерний персонал при її виробництві.

При проектуванні доріг використання систем моделювання дозволяє вибрати варіант траси з найменшим негативним впливом на навколишнє середовище, моделюючи наслідки від будівництва споруд, звести до мінімуму обсяги земработ, побачити, наскільки дорога вписується в оточення і знизити візуальне забруднення ландшафту.

Успіх комп'ютерного моделювання у великій мірі залежить від математичної моделі задачі і від вхідних параметрів, наприклад, точності даних про ландшафтмісцевості та геології.

Однак, чим більше глобальна проблема, тим складніше побудова математичної моделі. Наприклад, для того, щоб зрозуміти яке отруйна вплив газів від автомобілів на атмосферу необхідна величезна безліч вихідних параметрів і знання їх взаємної залежності.

Сьогодні, з допомогою самих потужних комп'ютерів і найдосконалішого програмного забезпечення неможливо навіть наблизитися до створення надійних моделей земного клімату.

Електронні таблиці SPREADSHEET - прості і недорогі програми для комп'ютерного моделювання. Сьогодні найбільш поширені в бізнес-додатках, що моделюють взаємозалежність економічних параметрів. Наприклад: як зміни цін вплинуть на прибуток компанії;

Як зміна інтенсивності руху та складу транспортного потоку вплинуть на споживання палива.

Похожие статьи




Сучасні напрямки в екології - Проблеми охорони навколишнього середовища й розвиток транспорту

Предыдущая | Следующая