Управление рисками, системный анализ и моделирование

УТВЕРЖДАЮ
Директор ИНК
____________ В.Н. Бориков
«___»_____________2014г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ, СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И
МОДЕЛИРОВАНИЕ»
НА 2014/2015 УЧЕБНЫЙ ГОД
Направление ООП 20.04.01 «Техносферная безопасность»
Профиль подготовки: Промышленная экология и рациональное
использование природных ресурсов
Квалификация (степень): магистр
Базовый учебный план приема: 2014 г.
Курс: 1, семестр: 1
Количество кредитов: 6
Код дисциплины: М1.ВМ3.6
Виды учебной деятельности
Временной ресурс
Лекции
8 часов (ауд)
Практические занятия
32 часов (ауд)
Лабораторные занятия
24 часов (ауд)
Аудиторные занятия
64 часов
Самостоятельная работа
152 часов
ИТОГО
216 часов
Вид промежуточной аттестации: диф. зачет, экзамен, курсовая работа в 1
семестре
Обеспечивающее подразделение: каф. Экологии и безопасности
жизнедеятельности
Заведующий каф. ЭБЖ
С.В. Романенко
Руководитель ООП
С.В. Романенко
Преподаватель
В.А. Перминов
Томск 2014
1. Цели освоения модуля (дисциплины)
Цели освоения дисциплины: формирование у обучающихся знаний,
умений и навыков, обеспечивающих достижение целей Ц1, Ц3, Ц4 и Ц5
основной образовательной программы подготовки магистров «Техносферная
безопасность».
Дисциплина нацелена на подготовку магистров к:
- осуществлению исследовательской деятельности в учебных, научноисследовательских и других подразделениях и аппаратах управления органов
государственной власти Российской Федерации на основе сознательного и
грамотного применения соответствующих количественных методов для
решения разнообразных проблем, связанных с деятельностью в сфере
отношений, связанных с охраной окружающей среды.
2. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП
Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части (М1.ВМ3.6). Она
непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и
математического
цикла
(Информатика,
Ноксология,
Экология),
профессионального цикла (Безопасность жизнедеятельности, Расчет и
проектирование средств защиты, Управление рисками, системный анализ и
моделирование.) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин
знания и умения. Кореквизитами для дисциплины: «Информационные
технологии в сфере безопасности», «Экспертиза безопасности», «Расчет и
проектирование систем обеспечения безопасности» М1.Б1, М2.В4.
3. Результаты освоения дисциплины (модуля)
При изучении дисциплины курса «Управление рисками, системный
анализ и моделирование» студенты должны получить знания, умения и
навыки, системного анализа, математического моделирования явлений и
процессов реального мира; знакомство с принципами построения и
использования математических моделей сложных систем; приобретение
знаний и навыков в области математического, информационного и
технологического обеспечения моделирования деятельности органов
государственной власти Российской Федерации, связанных с деятельностью
в сфере отношений, связанных с охраной окружающей среды.
После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания,
умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной
программы: Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р6, Р7, Р9, Р12*. Соответствие результатов
освоения дисциплины «Управление рисками, системный анализ и
моделирование» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице.
Таблица 1
Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной
дисциплины
Результаты
обучения
(компетенци
и из ФГОС)
Р1
(ОК-4
ПК-2
ПК-8
ПК-9
ПК-10
ПК-11
ПК-19
Р3
(ОК-11
ПК-3
ОК-12
ПК-10
ПК-11)
Составляющие результатов обучения
Код
Знания
Код
З.1.1
-современных
компьютерных и
информационных
технологий и
программное
обеспечение;
У.1.1
З.1.3
понятий,
концепций,
принципов и
методов
системного
анализа;
У.1.3
З.1.4
социальных
и
правовых
основ
российского
законодательства
У.1.4
3.3.1
- основных
направлений
снижения
техногенной
нагрузки на
компоненты
окружающей
среды;
современных
тенденций
развития
технического
прогресса в
области
техносферной
У.3.1
3.3.2
У.3.2
Умения
Код
- эффективно
выбирать
оптимальные
компьютерные и
информационные
технологии для
решения задач в
области
техносферной
безопасности
интегрировать
различные
методы и
методики
экспериментальн
ых исследований
в технологиях
защиты
окружающей
среды;
применять
естественнонаучные, физикоматематические и
технологические
методы для
решения
комплексных
инженерных
задач при
проектировании
методов и средств
обеспечения
человека и
окружающей
среды от
техногенных
воздействий;
- ориентироваться
в спектре
современных
проблем науки в
области защиты
ОС;
В.1.1
- находить и
использовать
научнотехническую
информацию в
исследуемой
области из
В.1.3
Владение
опытом
-навыками
реализации
компьютерных и
информационных
технологий при
решении
практических
задач в области
техносферной
безопасности;
методами
построения
математических
моделей типовых
задач;
В.1.4
навыками
расчетов
аппаратов
основных
аппаратов и
систем
обеспечения
техносферной
безопасности
В.3.1
навыками анализа
информации с
целью расширения
профессиональног
о кругозора;
В.3.2
навыками анализа
и синтеза,
критического
мышления,
обобщения,
принятия и
аргументированно
безопасности;
го отстаивания
решений;
3.3.3
тенденций в
изменении
принципов и
механизмов
охраны
окружающей
среды и
рационального
использования
природных
ресурсов;
У.3.3
3.3.4
принципов и
этапов
планирования
научноисследовательской
работы;
основных и
специализированн
ых методов и
оборудования для
экспериментальны
х исследований в
области методов
защиты человека и
среды обитания;
методов анализа и
оценки надежности
и техногенного
риска.
У.3.4
создавать модели
новых систем
защиты человека
и среды обитания;
В.3.4
У.3.5
выбирать и
использовать
методики
контроля
качественного и
количественного
В.3.5
У.3.9
В.3.9
навыками
реализации
компьютерных и
информационных
технологий при
решении
практических
задач в области
техносферной
безопасности;
показателей
качества
окружающей
среды, принципов
нормирования,
критериев оценки
качества
У.5.1
модернизировать
методики
получения
и
обработки
экспериментальн
ых
данных,
оценивать
полученные
экспериментальн
ые
данные
и
определять
их
перспективность;
анализировать и
оценивать степень
опасности
антропогенного
воздействия на
человека и среду
обитания;
В.5.1
навыками
составления
краткосрочного и
долгосрочного
прогноза развития
ситуации на
основании данных
мониторинга
навыками
составления
3.3.5
3.3.9
Р5
(ОК-4
ПК-9
ПК-18
ПК-22)
различных
ресурсов, в том
числе на
иностранном
языке;
применять
современные
компьютерные и
информационные
технологии при
решении научных
задач в области
техносферной
безопасности;
З.5.1
В.3.3
опытом работы и
использования в
ходе проведения
исследований к
научнотехнической
информации,
Internet-ресурсов,
баз данных и
каталогов,
электронных
журналов и
патентов,
поисковых
ресурсов и др. в
области
техносферной
безопасности, в
том числе на
иностранном
языке;
навыками
публичных
выступлений,
дискуссий,
проведения
занятий:
навыками
создания и
анализа
математических
моделей
исследуемых
процессов и
объектов;
Р8
(ОК-11)
Р10
(ОК-8
ПК-1
ПК-13)
Р11
(ОК-3
ОК-4)
3.5.3
порядка
проведения
мониторинга, в том
числе
регионального и
глобального,
составления
краткосрочного и
долгосрочного
прогноза развития
ситуации на
основании
полученных
данных;
У.5.3
прогнозировать,
определять зоны
повышенного
техногенного
риска и зоны
повышенного
загрязнения на
основании
данных
мониторинга;
- принимать
решения в
области
управления
воздействием
производства на
окружающую
среду;
В.5.3
3.5.4
методов
статистического
анализа при
обработке
результатов
мониторинга и
составления
прогнозов;
- терминологию
делового и
профессиональног
о технического
иностранного
языка
применять
методы
статистическо
го анализа при
обработке
результатов
мониторинга;
методами
построения
математических
моделей типовых
задач;
В.5.4
3.8.1
3.10.
2
3.11.
1
- возможных
последствий
воздействия
инженерной
деятельности на
окружающую
среду
- методов и
средств познания,
самостоятельного
обучения и
самоконтроля
У.8.2
У.10.2
У.11.1 У.11.2
- писать научные
статьи,
тезисы,
рефераты,
разрабатывать
техническую
документацию
- предусмотреть
меры по
сохранению и
защите среды
обитания в ходе
своей
общественной и
профессионально
й деятельности
- находить и
использовать
научнотехническую
информацию в
исследуемой
области из
различных
ресурсов, в том
числе на
иностранном
В.8.3
краткосрочного и
долгосрочного
прогноза развития
ситуации на
основании данных
мониторинга;
получения и
обработки
информации,
необходимой для
математикостатистического
моделирования
исследуемой
системы, и
использовании
моделей для
подготовки и
принятия
соответствующих
управленческих
решений.- опытом
разработки
рекомендаций по
повышению
уровня
безопасности
объекта
промышленности;
методами
построения
математических
моделей типовых
задач;
опытом
использования
языковых навыков
для
работы
с
информацией
В.10.
2
- методами
экологического
обеспечения
производства и
инженерной
защиты
окружающей
среды
В.11.
1
В.11.
2
- опытом
использования
основных методов
организации
самостоятельного
обучения и
самоконтроля;
- опытом
приобретения
необходимой
информации с
языке;
- использовать в
качестве
источника
самообучения
собственный
профессиональны
й и жизненный
опыт, а также
опыт других
целью повышения
квалификации и
расширения
профессиональног
о кругозора
В результате освоения дисциплины «Управление рисками, системный анализ
и моделирование» студентом должны быть достигнуты следующие
результаты:
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины (модуля)
№ п/п
РД1
РД2
РД3
РД4
РД5
РД6
РД7
Результат
Владеть культурой безопасности и риск-ориентированным
мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения
окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших
приоритетов в жизни и деятельности, способностью
использовать законы и методы математики, естественных,
гуманитарных и экономических наук, использовать основные
программные средства, глобальные информационные ресурсы
и современные средства телекоммуникаций.
Проводить теоретические измерения уровней опасностей в
среде обитания, обрабатывать полученные результаты,
составлять прогнозы возможного развития ситуации,
определять опасные и чрезвычайно опасные зоны и зоны
приемлемого риска.
Владеть методами системного анализа и математического
моделирования явлений и процессов реального мира и
использовать
имитационные
модели
процессов
функционирования природных, техногенных и социальноэкономических систем.
Проводить оценки экологических рисков и организовывать
планирование управленческих решений на основе математикостатистических моделей систем .
Разрабатывать рекомендации по снижению техногенной
нагрузки на окружающую среду.
Самостоятельно получать знания в области современных
проблем математического моделирования, системного анализа
и управления рисками, используя современные
информационные технологии для поиска и анализа новой
информациию
Представлять итоги профессиональной деятельности в виде
отчетов, рефератов, статей, оформленных в соответствии с
предъявляемыми требованиями, публичных выступлений.
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основы системного анализа и моделирования сложных систем и
процессов
Принципы системного подхода в моделировании систем. Системность, как
общее свойство окружающего мира. Определение системы. Большие и малые
системы.
Моделирование, как метод научного познания. Методологическая основа
моделирования. Гипотезы и аналогии. Модель и моделирование. Функции
модели. Модели состава и структуры системы.
Классификация моделей. Исторический модельный ряд (физические,
масштабные, аналоговые модели, управленческие игры, моделирование на
ЭВМ, математические модели). Виды моделирования систем. Основные
понятия и принципы моделирования систем. Классификация моделей.
Виды учебной деятельности:
Лекции:
1. Системный анализ и моделирование (2 часа.).
Практические занятия:
1. Системы. Системный анализ. (2 часа)
2. Построение математических моделей.(2 часа)
Лабораторные работы:
1. Программное обеспечение MATLAB. Основные функции. (2 часа)
2. Программирование в MATLAB. (2 часа)
3. Визуализация данных в системе MATLAB (изолинии, изоповерхности,
векторные поля). (2 часа)
Раздел 2. Характеристика этапов системного анализа.
Система «человек – окружающая среда – опасность». Особенности
формализации и моделирования опасных процессов. Определение целей
системного анализа. Формирование критериев. Генерирование альтернатив.
Реализация выбора и принятия решений.
Виды учебной деятельности:
Практические занятия:
1. Математические модели чрезвычайных ситуаций (городские и лесные
пожары, загрязнение окружающей среды и т. д.) (4 часа).
2. Математическое моделирование чрезвычайных ситуаций с помощью
программного обеспечения (СИТИС, PHOENICS и др.)(4 часа).
Лабораторные работы:
1. Метод контрольного объема. (2 часа)
2. Получение дискретного аналога для дифференциальных уравнений в
частных производных. (2 часа)
3. Получение дискретного аналога для граничных условий 2 и 3 рода. (2 часа)
4. Разработка алгоритма и составление компьютерной программы для
математического моделирования процессов ЧС. (2 часа)
Раздел 3. Исследование информационных потоков. Построение моделей
систем.
Моделирование и системный анализ происшествий с помощью диаграмм
типа «дерево». Моделирование и системный анализ происшествий с
помощью диаграмм типа «граф». Моделирование и системный анализ
происшествий с помощью диаграмм типа «сеть». Имитационное
моделирование – метод проведения системных исследований. Методы
обработки экспериментальной информации. Повышение достоверности
данных за счет использования априорной информации.
Лекции:
Моделирование и системный анализ происшествий (2 часа.).
Практические занятия:
1. Моделирование и системный анализ происшествий с помощью диаграмм
типа «дерево.(4 часа)
2. Моделирование и системный анализ происшествий с помощью диаграмм
типа «граф». (4 часа).
Лабораторные работы:
1. Моделирование и системный анализ происшествий с помощью диаграмм
типа «дерево». (2 часа)
2. Моделирование и системный анализ происшествий с помощью диаграмм
типа «граф» и «сеть». (2 часа)
Раздел 4. Анализ риска. Основные понятия.
Концепции и методы анализа риска. Технократическая концепция.
Экономическая концепция. Психологическая концепция. Социальная
(культурологическая) концепция. Вероятностный метод анализа риска.
Феноменологический метод. Детерминистский метод. Математический
аппарат
анализа
риска.
Оценка
индивидуального
риска
для
взрывопожароопасных объектов. Оценка риска аварий на химически опасных
объектах. Оценка риска аварий на радиационно-опасных объектах. Оценка
риска аварий на промышленных предприятиях. Оценка риска при воздействии
токсических веществ. Оценка среднего индивидуального риска для населения.
Общие принципы моделирования процессов в техносфере. Методические
основы обеспечения безопасности в техносфере. Основные принципы
системного анализа и моделирования опасных процессов. Прогнозирование и
планирование. Особенности прогноза последствий вредного воздействия на
людские и природные ресурсы.
Лекции:
1. Анализ риска. Оценка риска. (2 часа).
Практические занятия:
1. Оценка индивидуального риска (4 часа).
2. Анализ риска аварийных ситуаций (4 часа).
Лабораторные работы:
1. Математическое моделирование загрязнения окружающей среды от
заданного источника. (2 часа)
2. Математическое моделирование распространения лесных пожаров. (2 часа)
Раздел 5. Управление рисками. Основные понятия и методы.
Проблемы безопасности в современном мире. Виды опасностей.
Триада «Опасность – риск – безопасность». О вычислении рисков. Основные
принципы управления риском. Избежание риска, снижение степени риска,
принятие риска. Цели и задачи управления рисками. Подходы к построению
системы управления рисками(централизованная и децентрализованная
функция). Комплексный подход к управлению рисками.
Лекции:
1. Управление рисками. Основные понятия и методы (2 часа).
Практические занятия:
1. Управление экологическими рисками (2 часа).
2. Анализ и баланс материальных и энергетических потоков предприятия (2
часа).
Лабораторные работы:
1. Моделирование техногенных аварий. (2 час)
4.2. Курсовая работа
Основной целью курсовой работы, которая выполняется в 1 семестре,
является закрепление теоретических знаний по дисциплине.
К защите курсового проекта (курсовой работы) студенту необходимо
оформить полученные результаты в печатном виде и подготовить к защите
презентацию.
Требования к презентации
 презентация должна раскрывать все аспекты выбранной темы;
 продолжительность презентации: 5–10 минут;
 показ
слайда
должен
сопровождаться
комментариями
выступающего;
 среднее время, отводимое на один слайд не менее 40 секунд;
 формат презентации: по выбору;
 оставлять за кадром всю несущественную информацию;
 обязательно указывать первоисточник информации: результаты
маркетинговых исследований, отзывы экспертов, материалы в СМИ,
книги, выступления компетентных лиц и экспертов и т.д.
 Студент должен помнить, что если он не сможет ответить на вопрос
о том, откуда получена та или иная информация, это поставит под
сомнение его компетентность как специалиста и вызовет законное
недоверие к информации.
 Студент должен быть готов подтвердить и обосновать свои выводы
или показатели, сделанные и рассчитанные на основе анализа
имеющихся данных.
Примерная структура и содержание презентации
1 слайд (титульный). Тема, институт, факультет, № группы, ФИО
Выступающего.
2-3 слайд. Проблема: актуальность, цель, задачи.
4 слайд. Методы и данные.
5-6 слайд. Задачи исследования.
7-8 слайд. Фотографии, схемы, таблицы, графики, иллюстрирующие
проведенную работу и подводящие к выводу по первому вопросу.
9-10 слайд. Решение второй задачи исследования.
11 слайд. Решение третьей задачи исследования.
12 слайд. Обоснование достигнутой цели.
13 слайд. Практический выход полученных результатов.
14 слайд. Заключение или выводы по теме.
15 слайд. Заключительный слайд.
«Спасибо за внимание» или повторение первого слайда в конце
презентации, поскольку это дает возможность еще раз напомнить
слушателям тему выступления и имя докладчика и либо перейти к
вопросам, либо завершить выступление.
Дизайн и оформление
 PowerPoint, PREZI.
 объем текста на слайде – не больше 7 строк;
 маркированный/нумерованный список содержит не более 7
элементов;
 отсутствуют знаки пунктуации в конце строк в маркированных и
нумерованных списках;
 значимая информация выделяется с помощью цвета, кегля, эффектов
анимации;
 выбранные средства визуализации информации (таблицы, схемы,
графики и т.д.) соответствуют содержанию;
 использовать только иллюстрации хорошего качества (высокого
разрешения), с четким изображением;
 максимальное количество графической информации на одном слайде
– 2 рисунка (фотографии, схемы и т.д.) с текстовыми комментариями (не
более 2 строк к каждому);
 наиболее важная информация должна располагаться в центре экрана;
 использовать один и тот же шаблон оформления, для всех слайдов;
кегль – для заголовков – не меньше 24 пунктов;
 для информации – не менее 18 пунктов;
 в презентациях не принято ставить переносы в словах.
 табличная информация вставляется в материалы как таблица
текстового процессора MS Word или табличного процессора MS Excel.
 диаграммы готовятся с использованием мастера диаграмм
табличного процессора MS Excel. Образец оформления раздела.

Тематика курсовых работ
1. Математическое моделирование распространения загрязнения в водоеме .
2. Математическое моделирование загрязнения окружающей среды от
автотранспорта.
3. Численный расчет распространения аварийного выброса аммиака.
4. Численный расчет распространения загрязняющей примеси в приземном
слое атмосферы.
5. Математическое моделирование распространения загрязнения в
атмосфере.
6. Математическое моделирование распространения радионуклидов при
лесных пожарах .
7. Математическое моделирование распространения продуктов горения
лесного пожара .
8. Математическое моделирование распространения продуктов горения
попутного нефтяного газа .
9. Определение критических параметров противопожарного разрыва
конечных размеров.
10. Математическое моделирование взаимодействия верхового лесного
пожара с противопожарным разрывом конечных размеров.
11. Математическое моделирование распространения продуктов горения в
осредненной постановке.
12. Математическое моделирование распространения продуктов горения
пожара в плоской постановке .
13. Математическое моделирование распространения загрязнения в
приземном слое атмосферы от заданного источника.
14. Математическое моделирование распространения загрязняющей примеси
в осредненной постановке .
15. Математическое моделирование переноса продуктов горения от
заданного источника .
16. Численное решение задачи о распространении загрязнения от заданного
источника в плоской постановке.
17. Определение размеров противопожарного разрыва в лесном массиве при
верховом лесном пожаре в сопряженной постановке.
18. Расчет времени эвакуации из горящего здания с помощью ПО
PHOENICS.
19. Математическое моделирование загрязнения окружающей среды при
аварийном выбросе.
20. Математическое моделирование загрязнения окружающей среды от
автотранспорта в осредненной постановке.
5. Образовательные технологии
При изучении дисциплины «Управление рисками, системный анализ и
математическое моделирование» следующие образовательные технологии:
Таблица 3
Методы и формы организации обучения
ФОО
Лекц.
Лаб.
раб.
Пр. зан./
сем.
Тр.*,
Мк**
СРС
К.
пр.***
Методы
IT-методы
+
+
Командная работа
+
+
Case-study
Игра
Методы проблемного
+
+
обучения
Обучение
+
+
на основе опыта
Опережающая
+
+
+
самостоятельная работа
Проектный метод
+
Поисковый метод
+
+
Исследовательский
+
+
+
метод
Другие методы
* – Тренинг, ** – мастер-класс, ***– командный проект
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины
реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с
использованием компьютерных технологий;
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с
использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических
разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении семинарских
занятий, выполнения поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
6.1. Виды и формы самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов включает текущую и творческую
проблемно-ориентированную самостоятельную работу (ТСР).
Текущая СРС направлена на углубление и закрепление знаний
студента, развитие практических умений и включает:
●
работа с лекционным материалом;
●
поиск и обзор литературы и электронных источников информации
по индивидуально заданной проблеме курса;
подготовку к практическим занятиям;
●
подготовку к контрольным работам, экзамену;
●
выполнение расчетных домашних заданий.
Творческая самостоятельная работа включает:
●
поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;
●
работу над командным проектом;
●
исследовательскую работу и участие в научной конференции;
●
анализ научных публикаций по заранее
определенной
преподавателем теме.
●
6.2. Содержание самостоятельной работы по дисциплине
Темы индивидуальных заданий:
1) Расчет зон ущерба потенциальной опасности и риска при
чрезвычайных ситуациях.
2) Анализ риска опасных промышленных объектов планирование и
организация работ по проведению анализа риска.
3) Идентификация опасностей, оценка риска.
4) Разработка рекомендаций по уменьшению риска.
5) Моделирование и системный анализ происшествий с помощью
диаграмм типа «дерево».
6) Моделирование и системный анализ происшествий с помощью
диаграмм типа «граф».
7) Моделирование и системный анализ происшествий с помощью
диаграмм типа «сеть».
8) Задание источников загрязнения окружающей среды от
автотранспорта при математическом моделировании.
9) Математическое моделирование загрязнения окружающей среды
радионуклидами.
10)
Математическое моделирование загрязнения водной среды
при аварийном выбросе.
11) Математическое моделирование возникновения и развития
верховых лесных пожаров.
12) Математическое моделирование возникновения и развития
массовых лесных пожаров.
Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
 Особенности прогноза последствий вредного воздействия на людские и
природные ресурсы;
 Обобщенная методика формализации и системного анализа процесса
причинения техногенного ущерба;
 Моделирование и системный анализ происшествий с помощью
диаграмм типа «сеть»;
 Определение экологических аспектов деятельности, продукции и
услуг посредством анализа отдельных производственных процессов на
предприятии.
 Применение результатов математического моделирования для
принятия управленческих решений.
 Реализация выбора и принятия решений. Внедрение результатов
анализа.








Темы докладов и рефератов:
Основные принципы обеспечения экологической безопасности.
Основные направления и методы снижения экологического риска от
загрязнения окружающей среды.
Концепция устойчивого развития.
Организационная структура экологического управления на
предприятии.
Законодательно-правовые и нормативные документы в области
охраны окружающей среды
Математическое моделирование экологических процессов.
Математические модели оценки пожарной опасности.
Математическое моделирование загрязнения гидросферы отраслями
промышленности.
6.3. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется следующим
образом:
 Подготовка по темам самостоятельной работы проверяется путем
опроса студентов на практических занятиях, либо опроса студентами
друг друга
 Расчетные работы оцениваются преподавателем в соответствии с
рейтингом.
 Защита рефератов проводится в режиме конференц-недель и
оценивается как преподавателем, так и студентами. Оценка реферата
включает оценку содержания и оформления самого реферата, защиту
реферата, ответы на вопросы и активность студента в течение
обсуждения рефератов одногруппников.
 Защита командного проекта проводится в режиме конференц-недель.
При выполнении самостоятельной работы
по математическому
моделированию рекомендуется использовать удаленный доступ к
программному
обеспечению,
размещенному
на
сайте
кафедры(ehsterm.ehs.tpu.ru).
7. Средства текущей и промежуточной оценки качества освоения
дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины «Управление рисками, системный
анализ и математическое моделирование» производится по результатам
следующих контролирующих мероприятий:
Контролирующие мероприятия
выполнение и защита практических заданий
защита индивидуальных заданий
презентации по тематике исследований
проведения конференц-недели
контрольные работы
экзамен
Результаты
обучения по
дисциплине
во
РД1 – РД4
РД2 - РД4
время РД5, РД6, РД7
РД2, РД4
РД1-7
Для
оценки
качества
освоения
дисциплины
при
проведении
контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд
оценочных средств, примеры):
Вопросы входного контроля
1 Что называется математической моделью
2.Как вычисляется вероятность события?
3 Что такое системный подход?
4 Что означает понятие риска?
5 Какие компьтерные программы используются для оценки загрязнения окружающей
среды?
Контрольные вопросы, задаваемые при проведении практических
занятий
1. Какая существует классификация систем?
2. Назовите основные виды математических моделей?
3. Приведите примеры систем.
4. Дайте определение метода экспертных оценок.
5. Как вычисляется риск (индивидуальный, групповой)?
Вопросы для самоконтроля
1. Понятие и краткая характеристика систем.
2. Особенности организации и динамики систем.
3. Обобщенная структура системного анализа и синтеза.
4. Понятие и краткая характеристика моделей.
5. Классификация моделей и методов моделирования.
6. Обобщенная структура моделирования процессов в техносфере.
7. Сущность системного подхода к исследованию процессов в техносфере.
8. Особенности формализации и моделирования опасных процессов.
9. Основные понятия и виды диаграмм влияния.
10. Правила построения дерева происшествия и дерева событий.
Вопросы тестирований
1) Системы с управлением включают:
a) орган управления,
b) средства управления,
c) управляемую подсистему.
2) К группам функций системы управления относятся:
a) функции принятия решения,
b) функции обработки информации,
c) функции обмена информацией.
3) Циклом управления называется:
a) совокупность функций управления,
b) выполняемых в системе при изменении среды.
4) Информационная система это:
a) система, между элементами которой циркулирует информация;
b) совокупность средств информационной техники и людей,
объединенных для достижения определенных целей;
c) организационно-техническая система, использующая
информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического
обеспечения научно-инженерных расчетов.
5) Каковы задачи системного анализа?
a) декомпозиции и анализа;
b) анализа и синтеза;
c) декомпозиции, анализа и синтеза.
6) Сложные системы обладают свойствами:
a) робастности и эмерджентности;
b) наличием неоднородных связей и эмерджентностью;
c) робастности, наличием неоднородных связей и эмерджентностью.
7) Открытой системой называется система с:
a) нетривиальным входным сигналом или неоднозначность их реакции
нельзя объяснить разницей в состояниях;
b) отсутствием взаимодействия с внешней средой;
c) правильного ответа нет.
8) Закрытой системой называется система:
a) все реакции которой объясняются изменением ее состояний;
b) имеющая вход, но не имеющая выхода;
c) нет верного ответа.
9) Элементом называется объект:
a) структура которого не рассматривается;
b) входящий в систему;
c) входящий в подсистему.
10) Среда это:
a) множество объектов вне элемента;
b) множество объектов вне системы;
c) множество объектов вне элемента или системы.
11) Подсистема - это:
a) элемент, обладающий самостоятельностью по отношению к системе;
b) часть системы, обладающая некоторой самостоятельностью и
допускающая разложение на элементы в рамках данного рассмотрения;
c) часть системы или группа элементов, выполняющая отдельную
функцию и имеющая самостоятельную цель.
12) Характеристика - это:
a) количественное значение параметра элемента;
b) качественная величина, отражающая свойства подсистемы;
c) отражение некоторого свойства системы.
13) Свойство – это:
a) сторона объекта, обусловливающая его отличие от других объектов
или сходство с ними и проявляющаяся при взаимодействии с другими объектами;
b) сторона объекта, характеризующая степень его отличия от других
объектов;
c) сторона объекта, обусловливающая степень его сходства с другими
объектами.
14) Целью функционирования системы называется:
a) наилучший результат, получаемый после завершения
функционирования системы;
b) ситуация или область ситуаций, которая должна быть достигнута при
функционировании системы за определенный промежуток времени;
c) достигнутый уровень эффективности процесса, реализуемого
системой.
Вопросы, выносимые на экзамен
1. Основы системного анализа и моделирования сложных систем и процессов.
2. Система. Атрибуты присущие системе. Свойства. Примеры.
3. Классификация систем.
4. Подсистемы. Взаимодействие подсистем.
5. Функционирование систем.
6. Сложные системы. Декомпозиция.
7. Системный анализ. Основные понятия.
8. Экспертные оценки. Технико-экономические задачи.
9. Методы получения экспертных оценок.
10. Системный анализ процесса возникновения происшествий в техносфере.
11. Системный подход при анализе сложных систем.
12. Теория моделирования.
13. Классификация моделей.
14. Математическая модель. Математическое моделирование.
15. Детерминированные и стохастические модели.
16. Особенности построения математических моделей.
17. Компьютерное моделирование и вычислительный эксперимент.
18. Методы решения математических задач с помощью математического моделирования.
19. Алгоритм решения задач методом математического моделирования.
20. Математические модели природных явлений.
21. Математическое моделирование чрезвычайных ситуаций(городские и лесные пожары,
загрязнение атмосферы и водной среды, радиоактивное загрязнение и т.д.).
22. Информация, ее роль в управлении системами и процессами.
23. Основные свойства и характеристики информации.
24. Информационные процессы и информационные факторы в сфере управления.
25. Место и роль информации в процессе моделирования и управления системами .
26. Современное состояние природной, техногенной и социальной среды.
27. Применение ИТ при решении многоплановых задач по защите населения в ЧС.
28. Модели и компьютерные программы в области прогноза ЧС и защиты населения.
29. Применение расчетных задач для защиты населения.
30. Пакет программ “Прогноз” (для прогнозирования обстановки в ЧС мирного и
военного времени).
31. Структура типовой программы, позволяющей производить расчеты по защите
населения.
32. Программы для прогнозирования масштабов зон заражения при авариях на химически
опасных объектах.
33. Информационные модели.
34. Геоинформационные технологии.
35. Положения теории вероятностей, используемые при оценке рисков.
36. Безопасность и риск.
37. Понятие риска и его формализация.
38. Оценка опасностей и риска аварий техногенных систем.
39. Системные свойства новой реальности и риск.
40. Концепции риска и виды риска. Управление риском.
41. Физическое и компьютерное моделирование риска.
42. Уровни управления риском.
43. Анализ и управление профессиональным риском.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины в ходе текущей и
промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с
«Руководящими материалами по текущему контролю успеваемости,
промежуточной
и
итоговой
аттестации
студентов
Томского
политехнического университета», утвержденными приказом ректора № 77/од
от 29.11.2011 г.
В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
 текущая аттестация (оценка качества усвоения теоретического
материала (ответы на вопросы и др.) и результаты практической
деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем и
др.) производится в течение семестра (оценивается в баллах
(максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра студент
должен набрать не менее 33 баллов);
 промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце
семестра (оценивается в баллах (максимально 40 баллов), на экзамене
(зачете) студент должен набрать не менее 22 баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов,
полученных в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный
итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование. Ч.1. Теоретический базис
и прогнозирование. С.-Пб.: Изд-во Стратегия будущего, 2011.- 337 с.
2. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование. Ч.2. Программно-целевое
регулирование. С.-Пб.: Изд-во Стратегия будущего, 2011.- 290 с.
3. Вишняков Я.Д. Общая теория рисков : учеб. пособие для студ. высш. учеб.
заведений /Я.Д.Вишняков, Н.Н.Радаев. — 2-е изд., испр. — М.: Издательский
центр Академия, 2008. — 368 с.
4. Ваганов П.А. Как расчитать риск угрозы здоровью из-за загрязнения
окружающей среды: Сб. задач.- Из-во Санкт-Петербургского университета,
2008 г.
5. Касьяненко А.А. Анализ риска аварий техногенных систем /А. А. Касьяненко
К.Ю. Михайличенко — М.: Изд-во РУДН, 2008. – 182 с.
6. Теория управления : учебник / Российская Академия Государственной
службы при Президенте РФ; Волгоградская академия государственной
службы; Орловская академия государственной службы; под ред. А. Л.
Гапоненко, А. П. Панкрухина. — 3-е изд., доп. и перераб. — М. : Изд-во
РАГС, 2010. — 560 с. — (Учебники Российской академии государственной
службы при Президенте Российской Федерации) . — Библиография в конце
глав.
7. Шапкин А.С. Теория риска и моделирование рисковых ситуаций : учебник
/ А. С. Шапкин, В. А. Шапкин. — 5-е изд. — М. : Дашков и К, 2010. — 880 с.
10. Теория риска и моделирование рисковых ситуаций : учебник / А. С.
Шапкин, В. А. Шапкин. — 4-е изд. — М. : Дашков и К, 2009. 00221-2.
8. Сынзыныс, Б.И. Экологический риск : учеб.пособие для вузов /
Б.И.Сынзыныс, Е.Н.Тянтова,О.П.Мелехова. — М. : Логос, 2005. — 168с. —
(Новая студенческая б-ка) . — ISBN 5-98704-038-8
9. Хотунцев, Ю.Л. Экология и экологическая безопасность : учеб.пособие для
студ.высш. учеб. заведений. — 2-е изд.,перераб. — М.: Академия, 2004. —
480с.
Дополнительная литература
1. Белов П.Г. Системный анализ и моделирование опасных процессов в
техносфере: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Академия,
2003. - 512 с.
2. Мышко Ф.Г. Экологическая безопасность. — М. : ЮНИТИ-Дана;Закон и
право, 2003. — 175с.
3. Ивченко Б.П. Информационная экология. Ч.1, Оценка риска техногенных
аварий и катастроф. Статистическая интерпретация экологического
мониторинга. Моделирование и прогнозирование экологических ситуаций.
— СПб. : Нордмед-Издат, 1998. — 208с. — ISBN 5-86581-023-6.
4. Медико-экологический атлас Воронежской области: монография/ С.А.
Куролап, Н.П. Мамчик, О.В. Клепиков и др. – Воронеж: изд-во «Истоки»,
2010. – 167 с.
5. Хотунцев, Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб.пособие для
студ.высш.учеб.заведений,обучающихся
по
спец."Безопасность
жизнедеятельности". — М.: Академия, 2002. — 480с.
6. Mustafa M. Aral. Environmental Modeling and Health Risk Analysis
(Acts/Risk). Springer, 2010, 462p.
7. Andrew Ford. Modeling the Environment: An Introduction to System Dynamics
Modeling of Environmental Systems. Island Press, 2009, 488p.
Интернет-ресурсы:
http://www.green.tsu.ru/ – официальный сайт Департамента природных
ресурсов Томской области;
http://www.mnr.gov.ru/ – сайт Министерства природных ресурсов и
экологии РФ;
http://www.zapoved.ru/ – особо охраняемые природные территории РФ;
http://ecoportal.su/ – Всероссийский экологический портал;
Internet–ресурсы (в т.ч. Перечень мировых библиотечных ресурсов);
http://www.green.tsu.ru/ - официальный сайт Департамента природных
ресурсов Томской области;
http://www.mnr.gov.ru/ - сайт Министерства природных ресурсов и
экологии РФ;
http://ecoportal.su/ - Всероссийский экологический портал;
http://www.aquaexpert.ru/ - Информационно-аналитическое ежедневное
интернет издание о чистой питьевой воде, бальнеологии и SPA.
http://www.water.ru/ - Центр водных технологий.
http://www.vodoobmen.ru/ - сайт о воде: питьевая вода, минеральная
вода.
http://alka-mine.at.ua/ - сайт, посвященный воде.
http://www.enviropark.ru/ - сайт Технопарка РХТУ им. Д.И. Менделеева.
http://eun.tut.su/ - каталог по безопасности жизнедеятельности.
Используемое программное обеспечение:
1. MATLAB,
2. MathCAD
3. PHOENICS
4. VISUAL STUDIO
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Указывается материально-техническое обеспечение
технические средства, лабораторное оборудование и др.
№ Наименование (компьютерные классы, учебные
п/п
лаборатории, оборудование)
1
Учебная ауд. 256 – к.8
дисциплины:
Корпус, ауд.,
количество
установок
К.8, Усова 7
2
3
мультимедийное оборудование
Учебная ауд. 316 – к.8
мультимедийное оборудование
Учебная ауд. 119-120 – к.8
компьютерные классы
К.8, Усова 7
К.8, Усова 7
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению подготовки 20.04.01 «Техносферная
безопасность», профилю «Комплексная безопасность среды обитания».
Программа одобрена на заседании кафедры ЭБЖ
(протокол № ____ от «___» _______ 201__ г.).
Автор ___Перминов В.А..________________
Рецензент __Плахов А.М.________________