Control system for ecological modernization of enterprises (on the example of the Republic of Armenia)

Статья посвящена системе управления динамикой экологической модернизации предприятий, разработанной с использованием методов имитационного моделирования и реализованной на примере Республики Армения (РА). Система предназначена для обеспечения поддержки принятия стратегических решений по модернизации предприятий РА с целью их трансформации из исходного неэкологического состояния в направлении экологически чистого (малоотходного) производства. Особенностью разработанного программного комплекса является, прежде всего, оригинальная агентная модель, описывающая динамику эколого-экономической системы, реализованная с использованием платформы AnyLogic. Данная модель интегрирована с многомерным информационным хранилищем, генетическим оптимизационным алгоритмом (модифицированным для задачи бикритериальной оптимизации эколого-экономической системы), подсистемой визуализации результатов моделирования (графики, карты Google Maps) и другими программными модулями, спроектированными с использованием технологий Java. Впервые сформулирована и решена бикритериальная оптимизационная задача эколого-экономической системы, функционалами которой являются минимизируемый интегрированный (накопленный) объем совокупных выбросов вредных веществ в атмосферу и максимизируемый интегрированный (усредненный) индекс физического объема выпуска (популяции предприятий). При этом значения целевых функционалов вычисляются с помощью разработанной имитационной модели как результат деятельности всей популяции агентов-предприятий, с учетом их внутреннего взаимодействия. Для исследования были отобраны 270 предприятий РА, являющихся основными стационарными источниками выбросов вредных веществ. В модели имеется обобщенный агент-потребитель, а также агент-государство, реализующий экологическое регулирование через механизмы штрафов, субсидий и ставок платежей за выбросы. Ядром модели является разработанный алгоритм поведения каждого агента-предприятия, обеспечивающий механизм перехода агента из исходного неэкологического состояния к другим возможным состояниям. При этом управление эволюционной динамикой агентов осуществляется с использованием предложенного генетического алгоритма. В результате разработанная система позволяет осуществлять поиск оптимальных по Парето решений для бикритериальной оптимизационной задачи рассматриваемой эколого-экономической системы агентного типа.