В книге рассматриваются философские и математические основания, а также методологическое содержание и прикладные следствия закона оптимального построения техноценозов. Дается принципиально новое определение техники и технической реальности в онтологическом ряду: «неживая – биологическая – техническая – гипертехническая». Показывается ключевое эволюционное значение информации. Вводится критериальная система, на основе которой формируется классификационная таблица и делается вывод о том, что техническая реальность в настоящее время является высшей формой организации материи окружающего мира. Подробно разбираются методологические основы оптимального управления техноценозами. Излагается методология рангового анализа как специального инструмента техноценологического метода исследования больших технических систем определенного класса, базирующегося на трех основаниях: технократическом подходе к окружающей реальности как третьей научной картине мира; понятии техноценоза; негауссовой математической статистике устойчивых безгранично делимых гиперболических распределений. Обосновываются критерии и алгоритмы номенклатурной и параметрической оптимизации техноценозов. Обсуждаются процедуры интегрирования ранговых и видовых распределений, а также применения к ним первого и второго начал термодинамики. Формулируется закон оптимального построения техноценозов как следствие применения начал термодинамики к объектам ценологического типа. Дается математическое обоснование закона, а также следующая из него стройная критериально-алгоритмическая система. Отдельно подробно рассматриваются процедуры параметрического нормирования и синтеза в техноценозах. В качестве прикладного следствия открытого закона обосновывается теоретически и раскрывается содержательно методика оптимального управления электропотреблением на системном уровне, включающая процедуры рангового анализа (интервального оценивания, прогнозирования и нормирования). Впервые теоретически и содержательно обосновывается этап интервального оценивания, опирающийся на особые свойства ципфовых распределений и позволяющий выявить объекты, аномально потребляющие электроэнергию. Вводятся понятия тонких процедур рангового анализа: дифлекс-анализа (на этапе интервального оценивания), GZ-анализа (на этапе прогнозирования) и ASR-анализа (на этапе нормирования). Значительное внимание уделяется процедуре прогнозирования электропотребления как стержневой в процессе энергосбережения на системном уровне и оптимального управления электропотреблением. Далее раскрывается методология динамического моделирования и оптимизации процессов электропотребления, опирающаяся на уравнения закона оптимального построения техноценозов. Весьма подробно рассматриваются процедуры GZ-анализа распределений и оценки адекватности моделирования. Вводится понятие коэффициента когерентности объектов техноценоза, а также эвристического и критериального вариантов GZ-анализа в процессе прогнозирования. Для примера программной реализации методологии выбран расположенный на территории Калининградской области крупный инфраструктурный объект. Разработана база данных по электропотреблению объекта за десять лет. В результате глубокой статистической обработки осуществлены верификация базы данных, а также проверка на Н-распределение, получены и аппроксимированы ранговые параметрические распределения, выполнено интервальное оценивание, прогнозирование и нормирование электропотребления (включая тонкие процедуры рангового анализа). С помощью динамической модели выполнена на двух уровнях оптимизация электропотребления и оценен ценологический потенциал энергосбережения техноценоза при различных вариантах изменения тарифной политики на рынке электроэнергии. Показан весьма высокий эффект от внедрения методологии, а также подтверждена адекватность модели. Приводятся расчетные программы, позволяющие эффективно реализовывать методологию в пакете Mathcad-2001i. Все программы полнофункциональны и сопровождаются подробными комментариями. Состав и подробное описание программного комплекса можно посмотреть здесь. В сети Интернет по адресу http://gnatukvi.narod.ru/zip_files/task_mcd.zip все программы можно закачать и затем опробовать на своем компьютере. Рекомендуется практикам-руководителям, осуществляющим управление предприятиями, организациями, городами и регионами, а также исследователям, работающим в области оптимального построения больших систем, теории эффективности, ценологических методов анализа и синтеза, электроснабжения и энергосбережения. Монография может быть использована докторантами, аспирантами, адъюнктами, соискателями и магистрантами, а также студентами при изучении дисциплин: Электроснабжение, Энергосбережение, Системный анализ, Информатика, Информационные технологии, Физика, Математика, Методы оптимизации, Теория эффективности, Моделирование систем, Концепции современного естествознания, Философия.
Гнатюк В.И. Закон оптимального построения техноценозов. – Выпуск 29. Ценологические исследования. – М.: Изд-во ТГУ – Центр системных исследований, 2005. – 384 с.