Задача 3. определение очередности реализации природоохранных мероприятий

Экспертные оценки в природопользовании

Для определения очередности природоохранных мероприятий применяется экспертный метод оценок. При составлении плана природоохранных мероприятий необходимо представлять себе сложные взаимосвязи планово-экономических показателей с динамическими характеристиками ресурсов (водных, почвенных, энергетических, трудовых и др.), возможные климатические изменения в результате воздействия на окружающую среду, на людей, животных и растительность. Такие задачи можно решать только с привлечением широкого круга специалистов: медиков, биологов, химиков, экономистов, представителей технических специальностей, экологов и др. Для исследования сложных многофакторных процессов, одним из которых является процесс взаимодействия промышленных объектов с окружающей средой, можно использовать метод экспертных оценок.

При установлении очередности реализации мероприятий необходимо:

► составить перечень природоохранных мероприятий и рабочую анкету;

► выбрать достаточно представительную группу экспертов, компетентных в решении поставленных задач;

►распространить рабочую анкету среди экспертов, обработать полученные результаты;

►обобщить полученные оценки, определить степень согласованности мнений экспертов;

► произвести ранжирование мероприятий по доле вклада в решение проблемы.

После того как установлена совокупность мероприятий, необходимо отредактировать формулировку каждого из них. Эти формулировки должны быть краткими, изложены в доступной форме и иметь однозначное толкование. Следует учесть, что составитель перечня мероприятий как специалист уже располагает их по мере убывания влияния. Такое предварительное упорядочение может повлиять на мнение экспертов. Поэтому перечень мероприятий заносят в анкету в произвольной последовательности. Одним из наиболее распространенных методов экспертных оценок является метод ранговой корреляции. Эксперт, получив рабочую анкету, распределяет мероприятия по местам в соответствии со степенью важности. Он ставит на первое место то мероприятие, которое должно быть осуществлено в первую очередь, присвоив ему самый высокий ранг – 1. Другим присваиваются ранги 1,2,3,4 и т.д. – по степени важности. Ранг, равный n, где n – число мероприятий в анкете, присваивается мероприятию, обладающему наименьшей природоохранной активностью. Если эксперт считает, что несколько мероприятий одинаково важны, то он может присваивать им одинаковые ранги. В этом случае обработка результатов несколько усложняется.

Как уже указывалось, необходимым условием экспертного анализа, является определение согласованности мнений экспертов. Такой оценкой согласованности служит коэффициент конкордации W, который может изменяться от 0 до 1. W=1, означает стопроцентную согласованность мнений экспертов, W=0 – согласованности мнений не существует.

Коэффициент конкордации вычисляется по сумме рангов по столбцам матрицы:

где R_i₁ - ранг, присвоенный первым экспертом i-му мероприятию;

R_im - ранг, присвоенный последним m-м экспертом этому же мероприятию.

Средняя сумма рангов по всем мероприятиям:

= m(n+1)/2,

где n - число экспертов;

m - число мероприятий.

Отклонение суммы рангов каждого столбца от средней суммы:

Сумма квадратов отклонений:

Коэффициент конкордации:

Находят статистический критерий χ² с (n-1) степенями свободы:

χ² = m(n-1)W

Составляют план природоохранных мероприятий.

Заданы мероприятия по улучшению окружающей природной среды и очередности их выполнения по оценкам десяти экспертов.

Требуется распределить их по степени очередности реализации, степени согласованности экспертов и достаточности их количества.

Исходные данные.

В соответствии с данными таблицы 7.1 экспертами определена очередность выполнения природоохранных мероприятий.

Решение

1. Принять: число экспертов m=10; число мероприятий n=11.

2. Определить:

а) сумму рангов по столбцам матрицы ;

б) среднюю сумму рангов ;

в) отклонение суммы рангов от средней суммы , квадрат отклонения

г) коэффициент конкордации W;

д) статистический критерий χ² (расчетный и табличный).

Если вычисленный χ²превышает (или равен ему) табличное значение , то коэффициент конкордации W существенно отличается от нуля и согласованность мнений экспертов является достаточной. Итоговая ранжировка фактов может быть использована для определения очередности реализации мероприятий.

3. Построить диаграмму рангов.

4. Составить перечень природоохранных мероприятий в порядке, рекомендуемом экспертами очередности.

5. Если вычисленная величина χ²меньше табличной , то коэффициент W несущественно отличается от нуля. Это означает, что нет согласованности мнений экспертов. Результатами итоговой ранжировки в этом случае пользоваться нельзя.

6. Построив диаграмму рангов, сделать вывод о необходимости проведения дополнительной экспертизы с привлечением большего числа экспертов и о расширении их специализации.

Для разработки плана мероприятий по охране природы в масштабах региона (район, поселок, город, бассейн реки, станция) составляют перечень мероприятий и сводят их в рабочую анкету. Форма рабочей анкеты и десять предложенных мероприятий представлены в таблице 7.1. Чем больше экспертов включены в работу, тем более достоверны результаты. Опыт показывает, что необходимо участие не менее десяти экспертов. Результаты оценки экспертами пунктов рабочей анкеты сведены в матрицу рангов и представлены в таблице 7.2 в качестве условного примера.

Число экспертов m=10; число ранжируемых мероприятий n=11.

Таблица 7.1 – Рабочая анкета. (Распределить мероприятия по степени очередности их реализации. Решению, которое является наиболее эффективными в плане природоохранных мероприятий региона, присвоить первое место – ранг 1. Далее по мере снижения эффективности остальным факторам дать ранги 2,3,4,…,11, пока все они не займут места в предложенном перечне).

Номер мероприятия	Наименование мероприятия	Ранг
1	Рекультивация нарушенного землепользования	4
2	Оснащение двигателей устройствами для предотвращения выбросов вредных веществ	1
3	Внедрение оборудования по очистке отходящих газов промышленных предприятий	2
4	Восстановление продуктивности засоленных и загрязненных земель	5
5	Проведение исследований состояния ресурсов подземных вод и разработка предложений по защите их от загрязнений	3
6	Восстановление благоприятного экологического состояния рек и водохранилищ	7
7	Воспроизводство плодородия почвы	10
8	Реконструкции средств очистки и обеззараживания сточных вод	11
9	Реализация предложений по рациональному использованию и охране лесов, растительного и животного мира.	8
10	Внедрение водосберегающих технологий на промышленных предприятиях, в сельском и коммунальном хозяйстве.	6
11	Меры по охране земли в зоне промышленных и жилых зданий	9

Должность

Стаж работы

Общий стаж работы

Рассчитаем сумму рангов для первого столбца:

6+10+3+2+6+3+3+5+3+6=47

Средняя сумма рангов:

= m(n+1)/2 = 10(11+1):2 = 60

Отклонение от суммы рангов для первого столбца таблицы 7.2 от средней суммы:

Коэффициент конкордации:

/ = 12*6812/[10²(11³-11)]= 0,61

Оценим значимость полученного коэффициента конкордации W по критерию χ². Для данного случая χ²– распределение с (n-1) степенями свободы:

χ² = m(n-1)W = 10(11-1)0,61 = 61

При 11-1 = 10 степенях свободы (таблица 7.4) для 5%-ного уровня значимости = 18,3. Так как расчетная величина χ²> , то согласованность мнений десяти экспертов при ранжировании одиннадцати причин, указанных в таблице 7.1 считается достаточной.

Таблица 7.2 – Матрица рангов очередности проведения природоохранных мероприятий

Эксперт	Номер мероприятия и присвоенных ему ранг
Эксперт	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	6	1	4	9	7	5	6	8	2	1	11
2	10	1	4	5	4	1	8	10	6	3	11
3	3	1	4	8	3	9	4	11	6	2	1
4	2	1	6	7	1	4	8	9	2	10	5
5	6	1	3	5	1	6	7	8	2	4	10
6	3	1	2	4	2	7	11	8	10	5	6
7	3	1	2	7	5	9	11	10	3	2	4
8	5	1	3	7	1	8	5	9	10	3	11
9	3	1	2	7	2	9	8	4	10	11	6
10	6	1	2	6	1	8	9	11	3	4	10
	47	10	32	57	42	72	79	96	76	68	77
	13	50	28	3	18	12	19	36	16	8	17
	169	2500	784	9	324	144	361	1296	256	64	289
	6196

По данным значений (из таблицы 7.2) строится диаграмма рангов (рис.7.1). Как видно из диаграммы эксперты рекомендуют следующую очередность мероприятий: