title: Энтропийный метод анализа данных для процедуры определения наилучших доступных технологий
title: The entropy method of data analysis for the procedure of determining the best available technologies
Creators: name: Птускин, Александр Соломонович
Publisher: name: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Year: 2018
Subjects: экология
наилучшие доступные технологии
информационная энтропия
экономико-математические методы
ecology
best available technologies
information entropy
economics and mathematical methods

description: Экологическое нормирование деятельности производственных предприятий является одним из основных механизмов решения задачи предотвращения и снижения негативного воздействия на окружающую среду. Современные принципы этого механизма основаны на концепции наилучших доступных технологий (НДТ). Ключевым остается вопрос выбора НДТ, при его решении необходимо учитывать многочисленные критерии, по которым ни одна из конкурирующих технологий не имеет явных предпочтений. Это определяет актуальность задачи разработки новых эколого-экономико-математических моделей и методов оценки альтернативных вариантов и идентификации НДТ. Рассматривается проблема, связанная с реализацией одного из основных этапов определения НДТ – анализа и обобщения большого количества получаемой из раз-личных источников информации по входным и выходным потокам альтернативных технологий (выбросам, сбросам, отходам, потребляемому сырью, энергии). Качество информации имеет ключевое значение, однако определить объективные данные о характеристиках и потенциальных комплексных воздействиях технологий достаточно сложно. Лица, принимающие решения, должны критически относиться к качеству данных и сравнивать данные из различных источников с использованием количественных методов оценки неопределенности, однако в настоящее время определение уровней потоков в основном зависит от экспертных оценок. Информация, полученная из различных источников, может быть нестабильной на начальных этапах использования технологии. Необходимо определить когда значения потоков, соответствующих периоду времени, когда альтернативные технологии были достаточно проверены, т. е. когда значения потоков становятся стабильными и их можно использовать для процедуры сравнения и выбора НДТ. Традиционный вероятностный подход к анализу и обработке больших объемов данных в этом случае неприменим, поскольку законы распределения случайных данных неизвестны. Для сравнения данных из различных источников предлагается количественный метод оценки, анализа и обработки информации, основанный на измерении информационной энтропии. Результатом его применения является определение устойчивых значений полученных из различных источников данных о воздействиях техно-логии на окружающую среду, которые можно обоснованно применять в процессе оценки экологической результативности технологий. Процедура определения стабильных значений входных и выходных потоков альтернативных технологий поясняется на иллюстрационном примере. Показано, как использовать полученную информацию для решения задачи многокритериального вы-бора НДТ в случае традиционного подхода представления параметров задачи, оперирующего обычными числовыми значениями, и в случае представления параметров размытыми величинами в терминах теории нечетких множеств.
description: Environmental regulation of the activities of manufacturing enterprises is one of the main mechanisms for solving of the problem of preventing and reducing the negative impact on the environment. The modern principles of this mechanism are based on the concept of the best available techniques (BAT). The choice of BAT remains the key issue, and solving it should take into account numerous criteria by which none of the competing technologies has obvious preferences. This adds relevance to the task of developing new ecological-economic-mathematical models and methods for evaluating alternative options and identifying BAT. We have considered the problem of implementing one of the main stages in determining BAT: analysis and generalization of a large number of information obtained from different sources on input and output flows of alternative technologies (emissions, discharges, wastes, raw materials, energy consumed). The quality of the information has key importance, but it is rather difficult to determine objective data on the characteristics and potential complex impacts of technologies. Decision makers have to be critical about the data quality and compare data from various sources using quantitative methods of uncertainty estimation, but nowadays determining flow levels mostly depends on expert assessment. Information received from various sources can be unstable at the initial stages of using the technology. It is necessary to determine the values of the flows corresponding to the time period when the alternative technologies have been sufficiently tested, that is, the flow values become stable and can be used for the BAT comparison and selection procedure. The traditional probabilistic approach to analysis and processing of large amounts of data is not applicable in this case, since the laws of distribution of random data are unknown. A quantitative method for estimating, analyzing and processing information based on the information entropy measurement is proposed to compare the data from various sources. The result of its application is the determination of sustainable values, obtained from various data sources about the environmental impacts of technology, which can be reasonably applied in the process of assessment of environmental effectiveness of technologies. The procedure of determination of stable values of the input and output flows of alternative technologies is explained in the illustrative example. We have demonstrated ways of using the obtained information for solving the task of multi-criterial choice of BAT in the case of the traditional approach to representing the parameters of the task, which operates with ordinary numerical values, and in the case of the representation of parameters by diffuse quantities in terms of fuzzy set theory.