ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В МЕГАПОЛИСЕ 

Евгений Витальевич Кислицын, кандидат экономических наук, доцент  кафедры информационных технологий и статистики, Уральский государственный экономический университет (Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 62), E-mail: kev@usue.ru
Владислав Владимирович Гогулин, магистрант, Уральский государственный экономический университет (Россия, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта, 62), E-mail: vlad.gogulin@bk.ru 

004.94 

DOI

10.21685/2227-8486-2021-1-8 

Актуальность и цели. Актуальность работы обусловлена отсутствием серьезного математического и алгоритмического инструментария в работах, посвященных исследованию экологических систем. Поэтому в качестве основной цели данной статьи выступает конструирование имитационной модели экологической ситуации в крупном мегаполисе с использованием нотации системной динамики и идей агентного моделирования.
Материалы и методы. Теоретическим и методологическим базисом исследования являются фундаментальные и современные труды в сфере экологии, математического и имитационного моделирования экологических систем. Использованы методы анализа и синтеза, группировки, обобщения и классификации, а также математического анализа, моделирования и системной динамики.
Результаты. На основе проведенного анализа существующих методик оценки экологической ситуации в городе были определены основные факторы, на нее влияющие: загрязнение от промышленных предприятий, от автотранспорта, наличие зеленых насаждений. Сконструирована имитационная модель, состоящая из шести структурных агентов и базового класса Main. Для проектирования и построения модели использована система AnyLogic 8.6. Три агента отражают факторы, влияющие на атмосферный воздух, один агент «Загрязнение» аккумулирует их влияние, и два агента отражают динамику развития города в целом. Имитационная модель имеет программную реализацию, адаптированную под город Екатеринбург. В ней разработан пользовательский интерфейс, позволяющий изменять экзогенные переменные в системе, представляющий динамику основных показателей в виде таблиц, графиков, столбиковых и круговых диаграмм, а также дающий возможность отразить загрязнение атмосферного воздуха в отдельных районах города. Разработанная имитационная модель позволила провести ряд модельных экспериментов, отражающих изменение экологической ситуации в городе в зависимости от принимаемых управленческих решений.
Выводы. Сконструирована модель экологии города, отображающая ее как систему взаимосвязанных элементов. Созданная имитационная модель  может подстраиваться индивидуально под любой крупный город, и с учетом адекватного ее наполнения отражать изменения атмосферного воздуха. Такая модель позволяет проводить простые имитационные эксперименты (анализ «что – если»), а также эксперимент варьирования параметров. В частности, проанализировано девять ситуаций и составлены предложения по совершенствованию системы мониторинга экологии в городе Екатеринбурге. Данное исследование может быть полезно органам государственного и муниципального управления в области экологии, специалистам в сфере математического и имитационного моделирования. 

Ключевые слова

имитационная модель, системная динамика, агентное моделирование, экология, город, промышленность, загрязнение атмосферного воздуха 

 Скачать статью в формате PDF

Кислицын Е. В., Гогулин В. В. Имитационное моделирование экологической ситуации в мегаполисе // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2021. No 1. С. 92–106. doi:10.21685/2227-8486-2021-1-8

Ссылка для цитирования на английском языке.