АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ПОДАВЛЕНИЯ ЭНТРОПИИ В ТЕХНОСФЕРЕ

Белозеров В.В Богуславский Е.И. Пащинская В.В. Прус Ю.В. Статья в формате PDF 175 KB «Если мы хотим «навести порядок на дорогах», то необходимо обуздать энтропию передвижения в «человеко-машинных системах», коими являются дорожно-транспортные инфраструктуры, - в автомобилях, в частности. Этот фундаментальный принцип можно реализовать только системами того же класса («человеко-машинными»), но более организованными и более быстродействующими..» - из обращения Ростовских ученых к Президенту РФ на парламентских слушаниях в Совете Федерации РФ 7 июня 2004 г.

Анализ и прогнозирование последствий функционирования, созданной научно-техническим прогрессом (НТП) техносферы: энергетики, транспорта и продуктопроводов, гидротехнических сооружений и т.д., - сложнейшая проблема, возникшая перед мировым сообществом в ХХ веке. Составляющие техносферы, являясь «продуктами НТП», в частности, энергетика и транспорт - буквально «пронизывают» жизнедеятельность индивида, государства и человечества в целом. Поэтому безопасность энергетической и транспортной инфраструктур - становится основной проблемой безопасности жизнедеятельности на нашей планете [1].

Аналогичным еще более «интегральным продуктом НТП», т.к. охватывает и техносферу, и биосферу, и геосферу, является проблема «пожарной безопасности жизнедеятельности», имеющая две основных составляющих: оценки пожарной опасности окружающей нас среды (веществ, материалов, изделий, оборудования, транспортно-энергетических систем, зданий и сооружений, с учетом био-, гео-, атмосферных явлений) и её/от неё противопожарной обороны (пожарной охраны населения и среды обитания, противопожарной защиты объектов и т.д.).

Результаты решения указанных проблем измеряются материальным ущербом и, к сожалению, человеческими жизнями. Так по данным статистики ежегодно мировое сообщество несет тяжелейшие потери [1-3]:

  • в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) погибают свыше 300,0 тыс. человек и более 2,0 миллионов - травмируется,
  • электрический ток поражает и травмирует более 0,01% населения планеты в год, т.е. свыше 600,0 тысяч человек.
  • в пожарах погибает около 70,0 тыс. человек и свыше 300,0 тысяч - получают травмы различной степени тяжести,
  • в происшествиях на реках, морях и в океанах, в т.ч. с применением транспортных средств, погибает и пропадает без вести более 50,0 тыс. человек,
  • в геофизических катаклизмах (землетрясения, извержения вулканов грозы, дожди, лавины, оползни, холод, жара,) погибает около 40,0 тыс. человек,
  • в результате террористических актов - около 3,0 тыс. человек,
  • в авиакатастрофах - более 1,5 тыс. человек.

Сложив прямой и косвенный материальный ущерб, возникающий при указанных событиях, получим астрономическую сумму экономических потерь - несколько сотен миллиардов евро в год.

Отработавшие газы транспортных средств, котельных и тепловых электростанций не только загрязняют атмосферу, изменяя климат планеты, но и влияют на геосферу, вызывая ее деградацию и катаклизмы, действуют на техносферу, ускоряя отказы и аварии, а также поражают биосферу, снижая устойчивость живых организмов, в результате чего: повышение числа заболеваний, увеличение негативных изменений здоровья населения и т.д., - т.е. наносят мировому сообществу социально-экономический ущерб соизмеримый с указанными потерями. Таким образом, СЕГОДНЯ суммарные потери превышают триллион евро в год, превращая мировую экономику в «камеру сжигания» созданных публичных, коллективных и частных благ [1]!

Если просуммировать указанный ущерб с 1945 года, то потери мирового сообщества за прошедшие 60 лет в несколько раз превысят ущерб, нанесенный человечеству Второй мировой войной! Следовательно, Третья Мировая Война с «продуктами НТП» уже давно идет!?

Парадоксальность создавшейся ситуации, на наш взгляд, заключается в том, что эти потери нарастают с каждым годом, а мировая «отраслевая наука» и практика (законодательные, судебные и исполнительные власти государств), в том числе и Российские, не могут решить фундаментальных проблем безопасности жизнедеятельности из-за их междисциплинарного храктера, но политически и экономически мобилизуя общество на реализацию «контртеррористические мероприятий», против ими же порожденного террора, потери от которого «не дотягивают» до 0,1% от остальных.

Да, терроризм многолик и опасен: и вооруженный, и пожарный, и похитительский, и автомобильный, и экономический, но:

во-первых, терроризм известен давно, а тем более в России, и его усиление прогнозировалось и учеными, и политиками несколько десятков лет назад, следовательно, он не является чем-то новым и неизвестным, даже компьютерный и виртуальный, гносеология которых восходит к 60-м годам ХХ века;

во-вторых, терроризм не «набирает» даже в сумме с полувековой послевоенной статистикой всех преступлений и локальных войн (Израиль, Афганистан, Ирак, Югославия) сегодняшнего годового ущерба от последствий научно-технического прогресса,

в-третьих, и это главное, терроризм, помимо религии и идеологии, порождается и реализуется с помощью имеющихся в тот момент «продуктов НТП» (транспорта, оружия, компьютеров и т.д.), следовательно, снижение опасности применения в обществе указанных «продуктов НТП», будет подавлять возможность и последствия терроризма.

Актуальность обозначенных проблем диктуется необходимостью нахождения принципиальных решений, позволяющих, остановить рост указанных ежегодных социально-экономических потерь, объективно нарастающих из-за увеличения удельного «вооружения указанными продуктами НТП» объектов и субъектов, повышения удельного потребления энергоресурсов при жизнеобеспечении каждого индивида и роста численности населения планеты.

Ф. Энгельс в предисловии к «Диалектике природы» писал: «..становится неустранимой задача, приведения в правильную связь между собой отдельных областей знания...и здесь может оказать помощь только теоретическое мышление». При этом под «теоретическим мышлением» Ф.Энгельс подразумевал диалектический метод, предупреждая: «..эмпирическое презрение к диалектике наказывается тем, что некоторые из самых трезвых эмпириков становятся жертвой самого дикого из всех суеверий..» [1].

Энергетическая и транспортная (как и пожарная) инфраструктуры «родились» из десятков областей человеческого знания, которые до настоящего времени не приведены, в правильную связь между собой, именно из-за эмпирического отношения к диалектике, за что общество и «наказывается ежегодно» указанными потерями.

«Природа не строит ни машин, ни локомотивов, ни.. дорог..- писал К.Маркс в своих ранних работах и в «Капитале» -..Все это продукты человеческого труда, природный материал, превращенный в органы человеческой воли,... или человеческой деятельности в природе. Все это - созданные человеческой рукой органы человеческого мозга, овеществленная сила знания... То, что на стороне человека проявлялось в форме деятельности, теперь на стороне продукта выступает в форме... бытия» [1].

Эти постулаты XIX века, в связи с колоссальной дифференциацией фундаментальной и прикладной науки в прошлом столетии - остаются актуальным и в XXI веке, потому, что человек стремится заменить современной техникой те функции, которые ему самому приходится выполнять, либо которые он не может выполнить совсем.

Таким образом, человек и техника представляют диалектическое единство противоположностей. Они едины: человек уже не может осуществлять свою жизнедеятельность без техники, которая является его «искусственными органами», а техника не может возникнуть, «жить и действовать» без человека. Но человек и техника не только едины, а и противоположны: идеи и труд человека материализовались в технике и прибрели форму объективной реальности, существующей вне и независимо от сознания людей. В гносеологическом отношении техника противостоит человеку и его сознанию, т.к. порожденная им, она приобретает относительную самостоятельность в своих действиях и движениях, независимость в своем бытии, причем ее независимость по отношению к человеку возрастает вместе с техническим прогрессом. И если мы видим, что «продукт технического прогресса» становится враждебным по отношению к природе и индивиду, т.е. приносит материальные и социальные потери, то за таким «продуктом» следует искать человека или социальную группу людей (разработчиков, законодателей, чиновников и т.д.), заинтересованных в содеянном, или просто виновных - «по недомыслию» [1].

Статистика пожаров, аварий в топливно-энергетических комплексах и продуктопроводах, происшествий и несчастных случаев на предприятиях, транспорте и в быту, включая преступления и террористические акты, свидетельствует об их взаимосвязи с геофизическими, техногенными и социально-психологическими факторами жизнедеятельности, т.е., по определению академика В.И. Вернадского, с ноосферными процессами, где естественной мерой порядка и хаоса является - энтропия [1,4].

Именно поэтому, оценка опасных факторов указанных событий и объектов, а, следовательно, и управление ими должны проводиться по критерию поражения ноосферы, т.е. изменению её энтропии, включая социальную энтропию, обусловленную «человеческим фактором» [1].

Чуть более 100 лет назад компанией «Форд» были выпущены первые серийные автомобили, а сегодня 520 миллионов автомобилей, произведенных за последние 50 лет, выжигают ежегодно 11,89 миллиардов тонн кислорода из 56,63 миллиардов тонн воздуха в год, выбрасывая в атмосферу 10,91 миллиардов тонн углекислого газа и 4,46 миллиардов тонн воды, т.е. столько же, сколько получается при дыхании 6-ти миллиардного населения нашей планеты! Парадоксально, но факт - эти выбросы и выжигание кислорода не считаются вредными, т.к. ни в одном государстве мира нет ни методологии оценок вреда от них, ни экономических и физических мер их компенсации!

Мы построили модель автотранспортных выбросов с момента начала серийного производства автомобилей и получили практически одинаковый результат с моделью П. Джоунса и Томa М.Л. Уигли глобального потепления из-за «парникового эффекта», если добавить к автомобильному транспорту - железнодорожный, водный и аэрокосмический, а затем удвоить результат, учитывая таким образом выбросы тепловой энергетики. Только «эффект парника» оказался совсем не причем, т.к. «простая арифметика» показывает, что прирост массы атмосферы «за счет сгорания геосферы» (топливо транспорта и ГРЭС) составляет 6,96 миллиардов тонн в год и столько же - за счет биосферы (дыхание с питанием населения планеты). После чего «простая физика» говорит: если за истекшие 100 лет среднее атмосферное давление (Р) не изменилось, а масса и, следовательно, объем (V) постоянно увеличивается, то в соответствии с уравнением Клайперона (Ван-дер-Ваальса -для реальных газов) должна увеличиваться температура (T):

PV = RT [или (P + a/V2)·(V - b)= RT], где R - газовая постоянная          

А дальше вступает в дело уже не «простая физика», а термодинамика, которой ничего не остается, как приводить нашу атмосферу в равновесное состояние, т.е. «перемещать и перемешивать» прибывающие массы выбросов вместо выжигаемого кислорода с помощью ветров, ураганов и бурь, в соответствии с их концентрациями, а избыток воды «сбрасывать нам на головы» в виде града, снега и дождя (организуя цунами, наводнения, снежные лавины и сели) - вот вам и соответствующие изменения климата на планете.

Сети дорог и тротуаров, покрытий зданий и сооружений, которые архитекторы и строители делают открытыми, имеющими значительные коэффициенты черноты, завершают формирование энтропии, поднимая турбулентность атмосферы своими конвективными потоками, не хуже, чем это происходит в «долине смерти» на стыке штатов Невада и Калифорния, или в «Аллее торнадо» районов Миссисипи и Огайо.

Анализ существующих дорожно-транспортных инфраструктур позволил синтезировать новые принципы их формирования, «отслеживающие» и минимизирующие энтропию передвижения в них, а также оптимизирующие функцию суммарного «производства энтропии» (∆S=∑∂iS/∂Yj·dYj/dt), которую связывает с вероятностью возникновения флуктуаций по Пригожину (т.е. «дорожно-транспортного вреда» - ДТВ) формула Эйнштейна [6]:

P = B exp(∆S/k), где k - постоянная Больцмана.

Оказалось, что дорожная структура, включая качество дорожных покрытий, не является главной в причинах и последствиях ДТВ (S → min, ∆S → 0, P → В). Феноменологически это означало, что при отсутствии автомобилей дороги практически безопасны (с вероятностью вреда равному В=const), а их разрушение, функциональность и вред зависят от «автомобильно-пешеходной нагрузки» на них и прилегающую экосистему, т.е.:

  • от количества, скорости, веса и колесной формулы автомобилей (ДТП, дорожно-транспортная пыль, отходы ГСМ, шум),
  • от вида и количества расходуемого ими топлива (выжигание кислорода, выбросы углекислого газа и воды, отработанных газов и сажи),
  • от количества и скорости передвижения пешеходов (пассажиры и водители «вошли в параметры» автомобилей).

Моделирование показало, что все параметры для определения энтропии передвижения, включая «дефектность дорожного покрытия и человеческого фактора» (хронобиодиагностика водителя), можно «снимать» пассивной локацией «радиоидентификаторов» (радиоканала и бортового компьютера с комплектом датчиков и устройств «БАКСАН»: Блочной Автомобильной Коммуникационной Системой Автоматизированного Надзора), установленных на каждом автомобиле, которые передают данные в центр управления движением, как только «автомобиль нарушил» указанные соответствия, фиксируемые в системе «радиознаками» и «радиосветофорами». Следовательно, общепринятый сегодня принцип «принадлежности средств системы управления дороге», должен быть изменен на принцип «принадлежности и автомобилю средств системы, управляющей транспортными потоками» [5].

Термодинамический подход при анализе транспортно-пешеходных и грузо-пассажирских потоков привел к созданию концепции «БЛОДИС» (Биофизических Локально- Объектно- Дорожно- Инженерных Систем), состоящих из хронобиофизических и организационно-технических моделей целевой обсадки деревьями и кустарниками городских дорог и тротуаров, превращающих их в «зеленые биотуннели», для «локального поглощения дорожно-транспортного вреда». При этом было доказано, что именно превышение нагрузок на дорожно-тротуарные покрытия и прилегающие экосистемы, изменяет в «БЛОДИС» равновесие «скачком», что обусловлено «лавинным ростом» суммарной функции производства энтропии ∆S (из-за её аддитивности и синхронном возрастании частных производных).

Таким образом, точное определение допустимых нагрузок (проектирование и строительство «БЛОДИС»), контроль соответствия и подавление несоответствия транспортно-пешеходных потоков - расчетным, включая ограничение права быть водителем, которые реализует «КАПКАН»: Коммуникационная Автоматизированная Подсистема Компьютерного Административного Наблюдения - необходимые и достаточные условия для минимизации энтропии передвижения [5].

Завершила объединение перечисленных систем и подсистем в макросистему «КАСКАД» - Система Адаптивного Дорожно-Транспортно-Экологического Налогообложения населения («САДТЭН»), - которая позволяет сформировать средства на создание, развитие и функционирование такой макросистемы без внешних инвестиций (ежегодный размер АДТЭН для Ростова-на-Дону, например, составит более 2,5 млрд. руб. в год, что в 27 раз превышает сумму существующих ежегодных дорожно-транспортных налогов и сборов). При этом было доказано, что ни объем двигателя, ни «его лошадиные силы» (что общепринято в России и за рубежом) не определяют ни пользу, ни вред автотранспорта, и поэтому не могут определять ни транспортный налог, ни таможенные пошлины и т.д., т.к. вред окружающей среде наносится видом и количеством сгоревшего топлива, а также весом, колесной формулой и скоростью передвижения транспорта.

Оптимальность и адаптивность вводимого адаптивного дорожно-транспортно-экологического налога, который должен быть «местным налогом» (вместо всех доожно-транспортных, включая автострахование), заключается в четком разграничении, учете и компенсации ДТВ «налогооблагаемой базой», т.к. зависит и рассчитывается для конкретной дорожно-транспортной инфраструктуры района (города) по «сезонной производительности» экосистем, численности населения и транспорта, динамики их передвижения, включая введение бесплатных городских пассажирских перевозок, т.е. «превращение городского транспорта в публичное благо» [5].

Аналогичные результаты мы получили, разработав адаптивную систему пожарной безопасности жизнедеятельности, которая, так же как «КАСКАД» в транспортной инфраструктуре, сокращая в 10 раз потери от пожаров в техносфере, создается и существует за счет адаптивного пожарно-энергетического налога, который также должен быть «местным налогом», зависящим от производимого/потребляемого пожарно-энергетического вреда «налогооблагаемой базой» [6].

Таким образом, адаптивные системы, обуздав энтропию, могут остановить Третью мировую войну с продуктами НТП!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Баранов П.П., Белозеров В.В., Верещагин В.Ю.,, Гапонов В.Л., Загускин С.Л., Труфанов В.Н. Философские, правовые, политические и научно-технические проблемы безопасности жизнедеятельности - в сб. мат.рег.науч.-теор.конф. «Политико-правовая культура и духовность» /ISBN 5-89288-078-8/, Ростов-на-Дону, РЮИ МВД России, 2001,с.277-288.
  2. Брушлинский Н.Н. Системный анализ деятельности государственной противопожарной службы, М., 1998, «ЮНИТИ», 255с.
  3. Городон Г.Ю., Вайнштейн Л.И. Энерготравматизм и его предупреждение, М.: Энергоатомиздат, 1986, 256с.
  4. Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере - Успехи современной биологии,1944,т.18,вып.2.
  5. Азаров А.Д., Бадалян Л.Х., Белозеров В.В., Денисенко П.Ф., Пащинская В.В., Рейзенкинд Я.А., Шевчук П.С. «КАСКАД» - Адаптивная система безопасности дорожного движения - в сб. мат-лов 7-й Всерос.науч.-практ.конф. «Техносферная безопасность» /ISBN 5-89071-036-2, Ростов н/Д-Новочеркасск-Туапсе/, Ростов н/Д, РГСУ (ЮРО РААСН), 2004, с.191-197.
  6. Белозеров В.В., Богуславский Е.И., Бойко С.И.и др.Адаптивная система пожарной безопасности жизнедеятельсности - в сб.мат.пленар.засед. Межд. конф. "Наука и будущее: идеи, которые изменят мир" /15-19 мая 2005 г., Москва, ГГМ им.В.И.Вернадского РАН/, М., Фонд "Наука и будущее", 2005, с.20-25.





В ОПЕК думают о Новом Уренгое

13 февраля в Новом Уренгое многое изменится. Рассматривая вопрос о вступлении России в ОПЕК, страны картеля решили открыть свое представительство именно в Новом Уренгое, на улице Хершиной. Александр Сергеевич Косопкин, как официальный представитель Администрации Президента, высоко оценил этот шаг, а Борис Радич , будущий глава представительства, пообещал как можно более выгодные результаты для обеих сторон.