Техноценозы в электротехнических системах

Научно-технический прогресс достиг такой ступени развития, когда видовое разнообразие выпускаемых изделий соизмеримо с видовым разнообразием в природе. Законы развития техники, включающей отдельные элементы, и живой природы, состоящей из отдельных особей, имеют много общего. При достижении определенного уровня сложности в технических системах начинают работать те же закономерности Эволюции, что и в системах, созданных самой Природой. Поэтому представляется возможным описывать сложные технические системы на основе ценологических понятий.

Человечество в своем развитии стало создавать сложные искусственные системы: транспортные, информационные, энергетические, производственные, и т.д. Это комплексное хозяйство является системой нового типа, где свойства системы не вытекают из совокупности свойств ее отдельных элементов. Подобные системы рассматриваются в науке как ценозы (биогеоценозы, техноценозы, бизнесценозы и т.д.).

Каждое техническое изделие является особью, которую можно отнести к определенному виду. Понятие вида является ключевым в технетике. Изделия одного вида изготавливаются по одной документации, отличаются от других видов количественными и качественными характеристиками. Группа изделий одного вида в техноценозе образует популяцию.

Окружающий нас мир может быть классифицирован по наиболее общим классам систем, отличающимся по способу хранения и воспроизведения информации:

• Физические системы (неживая природа).
• Биологические системы (живая природа).
• Технические (искусственные) системы.

Существование физических систем (неорганический мир, неживая природа) определяется физико-химическими законами. Объект изменяется под влиянием окружающей среды. Развитие происходит при использовании имеющейся информации (окружающей неоднородности по структуре, массе, энергии) в направлении роста энтропии. Информация используется объектом неживой природы для перехода в более стабильное для данных условий состояние. При этом нет выделенного носителя информации и нет плана его использования.

В процессе развития неорганического мира природа сделала качественный скачок: нашла способ записывать информацию и сохранять ее путем многократного воспроизведения копий. Появились биологические системы. Природа создала функционально неделимую систему (участок молекул ДНК), материальный носитель информации — ген. Реализовалось совмещение материального носителя информации и аппарата воспроизведения. Появился план использования информации о свойствах организма, реализация которого определялась эволюционным отбором.

Следующим этапом стало создание технических (искусственных) систем. В них также произошел качественный скачек в использовании и воспроизведении информации. Появился материальный объект, содержащий закрепленную информацию о техническом изделии — документ. На основании информации, тем или иным способом записанной в документе, осуществляется изготовление (воспроизводство) искусственного изделия. Произошло пространственно — временное разделение собственно документа, воспроизведение документа и процесса воспроизведения искусственного изделия на основе документа.

Отличительным признаком любого техноценоза является тот факт, что всю документацию на этот ценоз собрать нельзя принципиально. Построение техноценозов определяется законами техноэволюции, а структура его образующих элементов по повторяемости видов устойчива и определяется гиперболическим Н-распределением.

Структура ценозов описывается разными типами распределений:

• видовое распределение — зависимость числа видов с равным количеством особей от количества особей в виде;
• ранго-видовое распределение — ранговое представление основывается на расположении элементов в порядке убывания величины описывающего их параметра или частоты появления;
• ранговое распределение по параметру, при расположении видов в порядке уменьшения какого-либо параметра.

По количеству видов и элементов техноценозы характеризуются как дискретными, так и непрерывными величинами. Для дискретных величин обычно применяется видовое распределение, а для непрерывных — ранговое. Кудрин Б.И. предложил использовать модель H-распределения для математического описания видового и рангового распределения

На основе зависимости годового электропотребления от разнообразия и структуры выпускаемой продукции прогнозируют параметры электропотребления, опираясь на объем выпускаемой продукции.

Отмеченные ценологические свойства промышленных предприятий констатируют устойчивость явления, проявляющегося с определенного уровня организации некоторого множества элементов с неопределенными связями: способность ценозов формировать в процессе образования и сохранять в процессе развития устойчивую структуру при наличии различных механизмов отбора.

В работах В.И. Гнатюка предполагается, что оптимальным является такой техноценоз, который по своим функциональным показателям характеризуется максимальной энтропией и обеспечивает выполнение поставленных задач, т.е. идеальное выполнение своего функционального назначения. Данная теория предполагает существование некоторого идеального распределения элементов ценоза, причем стабильность системы характеризуется значением рангового коэффициента, находящегося в пределах от 0,5 до 1,5.

Каждое предприятие находится в динамическом процессе создания, существования, трансформации и ликвидации. Подобные этапы сопоставимы с этапами жизни биологических объектов. Таким образом, разнообразие видов и диапазон разброса параметров предприятий — особей в ценозах всегда настолько велик, что это делает невозможным применение привычной для нас классической математической статистики. Отсюда возникает потребность оперировать выборкой параметров в целом. Для этого необходимо построить ранговое распределение особей тех- ноценоза.

Наиболее эффективным и к настоящему времени апробированным инструментом цено- логических исследований является ранговый анализ — метод исследования больших систем, имеющий целью их статистическое описание, а также оптимизацию, и полагающий в качестве основного критерия форму видовых и ранговых распределений. Исходной посылкой негауссовой математической статистики является признание существования таких объектов (ценозов), в которых выборки параметров, описывающих отдельные элементы, не имеют математического ожидания, а дисперсия равна бесконечности.

Под ранговым распределением понимается убывающая последовательность значений параметров, упорядоченная таким образом, что каждое последующее число меньше предыдущего, и поставленная в соответствие рангу (номеру по порядку, ряду натуральных чисел, расположенных в порядке возрастания).

Практическая реализация анализа техноценозов эффективно осуществляется в рамках процедур рангового анализа, который включает следующие комплексные этапы :

1. Выделение техноценоза.
2. Определение перечня видов в техноценозе.
3. Задание видообразующих параметров.
4. Параметрическое описание техноценоза.
5. Построение табулированного рангового распределения.
6. Построение графического рангового видового распределения.
7. Построение графических ранговых параметрических распределений.
8. Построение видового распределения.
9. Аппроксимация распределений.
10. Оптимизация техноценоза

Анализ структурно-топологической динамики техноценозов направлен на рассмотрение движение видов и изменение параметров Н-распределения. Это движение объясняется непрерывным воздействием на структуру техноценоза множества внутренних и внешних факторов, которые порождают, умножают или уменьшают число особей любого из видов техноценоза. Внутривидовой и межвидовой отборы определяют вектор развития техноценоза, задавая динамику структуры и обеспечивая ее устойчивость.

Дата публикации: 09.12.2011

Похожие записи:

• Потенциал развития электроэнергетики и его освоение
• Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии
• Качественная кабельная продукция от лучших производителей России от компании «РОСКАБ»
• Как выбрать установить дизель-генератор в доме
• Как подключить генератор к сети здания?
• Вопрос-ответ, Измерение сопротивления изоляции кабеля, кто проводит и зачем