Синергетика безопасной жизнедеятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синергетика безопасной жизнедеятельности

В.В. Белозеров

В статье анализируются процессы и условия самоорганизации политических, правовых, экономических и технических норм (законов и правил), а также синтезируются средства и системы обеспечения безопасной жизнедеятельности населения (экологической и пожарной безопасности, безопасности дорожного движения и т.д.).

Ключевые слова: синергетика, транспортно-знергетические структуры, управление, системный синтез, ноосфера, производство энтропии, инновации, безопасность

Синергетика в природе, т.е. самоорганизация процессов, осуществляется на всех уровнях (нано, микро- и макро), в соответствии с известными (и неизвестными ещё) законами мироздания, а мерой дезорганизации, т.е. мерой хаоса в природе (как и порядка) является энтропия.

До настоящего времени человечество, вообразив себя властелином природы, как правило, не считалось с её законами при организации своего бытия. То есть создавало и управляло общественно-экономическими формациями в исторически сложившихся границах (периодически пытаясь их изменять), с помощью искусственных («не природных») юридических Законов, технических и социальных норм и правил, которые крайне редко базировались на достижениях наук о природе, тем более, если эти достижения шли в разрез с политическими целями конкретных государств.

Такой волюнтаризм (эгоцентризм), породивший в прошлом столетии необоснованную и неуправляемую дифференциацию фундаментальных и прикладных наук, привели к природоразрушающему характеру созданной ныне техносферы. Поэтому в XXI веке обретает актуальность синергетика, призванная устранить, образовавшуюся «междисциплинарную и философскую брешь» между настоящим (из-за отсутствия «Диалектики техносферы» и необходимости обновления «Диалектики природы») и будущим («Диалектикой ноосферы») [1].

Признание природоразрушающего характера "рыночной экономики" стало итогом беспрецедентной Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), на которой её генеральный секретарь Морис Стронг подчеркнул: "..западная модель развития более не подходит ни для кого. Единственная возможность решения глобальных проблем сегодняшнего дня - это устойчивое развитие". А незадолго до этого было предложено и понятие: "Устойчивое развитие - это такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности"[2].

Говоря о капитале, способе производства и потребления Запада, как общей модели развития, Нобелевский лауреат Ян Тинберген в докладе «Римскому клубу» сформулировал «Рио-де-Жанейровский отказ от рыночной экономики» следующим образом: «Такой мир невозможен и не нужен. Верить в то, что он возможен - иллюзия, пытаться воплотить его - безумие. Осознавать это - значит признавать необходимость изменения моделей потребления и развития в .. мире» [3].

Прошло уже почти 20 лет после «Рио-де-Жанейровского приговора», однако рыночная экономика продолжает уничтожать природу и население планеты, а статистика продолжает фиксировать социально-экономические потери в жизнедеятельности мирового сообщества от «продуктов» научно-технического прогресса (НТП):

- так в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) ежегодно погибают свыше 300,0 тыс. человек и более 2,0 миллионов - травмируются,

- электрический ток поражает и травмирует более 0,01% населения планеты в год, т.е. свыше 700,0 тысяч человек.

- в пожарах ежегодно погибает около 70,0 тыс. человек и свыше 300,0 тысяч - получают травмы различной степени тяжести,

- в происшествиях на реках, морях и в океанах, в т.ч. с применением транспортных средств, погибает и пропадает без вести более 50,0 тыс. человек в год,

- в ежегодных геофизических катаклизмах (землетрясения, извержения вулканов, грозы, дожди, лавины, оползни, холод, жара,) погибает около 40,0 тыс. человек.

Если просуммировать указанный ущерб с 1945 года, то потери мирового сообщества за прошедшие полвека в несколько раз превысят ущерб, нанесенный человечеству Второй мировой войной! Следовательно, Третья Мировая Война с «продуктами НТП» уже давно идет и как показывают результаты исследований, человечество начинает терпеть в ней поражение, т.к. скорости уничтожения возрастают с каждым годом и сегодня составляют: 1,9 млн. долларов, 3 погибших и 6 травмированных в минуту[1,4]!

Парадоксальность создавшейся ситуации заключается в том, что эти потери нарастают с каждым годом, а мировые «прикладные науки» и практика (законодательные, судебные и исполнительные власти государств), в том числе и Российские, не могут решить фундаментальных проблем безопасной жизнедеятельности из-за их мультидисциплинарного характера, но, политически и экономически мобилизуя общество, на реализацию «контртеррористических мероприятий», при социальных потерях от терроризма редко превышающих 1,0 тыс. человек в год!

Да, терроризм многолик и опасен - и вооруженный, и пожарный, и похитительский, и автомобильный, и экономический, но:

во-первых, терроризм известен давно, а тем более в России, и его усиление прогнозировалось и учеными, и политиками несколько десятков лет назад, следовательно, он не является чем-то новым и неизвестным, даже компьютерный и виртуальный, чья гносеология восходит к 60-м годам ХХ века;

во-вторых, полувековая послевоенная статистика всех преступлений (включая террористические) и даже локальных войн (Израиль, Афганистан, Ирак, Югославия), не «набирает» даже в сумме, сегодняшнего годового ущерба от последствий научно-технического прогресса (НТП), если добавить к указанным выше потерям от пожаров, транспорта и энергетики, ущерб от производственных аварий и болезней;

в-третьих, и это главное, терроризм, помимо религии и идеологии, порождается и реализуется с помощью имеющихся в тот момент «продуктов НТП» (оружия, боеприпасов, автомобилей, компьютеров, средств сотовой связи и т.д.), следовательно, объективация и снижение опасности применения в обществе «продуктов НТП», будут подавлять возможности и последствия терроризма [4,5].

Все это обусловливает актуальность и порождает необходимость нахождения принципиальных решений, позволяющих, остановить рост указанных ежегодных социально-экономических потерь, и снизить их до минимального уровня, соответствующего росту численности населения планеты и увеличению удельного «вооружения указанными продуктами НТП» объектов и субъектов, в связи с повышением удельного энергопотребления при жизнеобеспечении каждого индивида.

Ф. Энгельс в предисловии к «Диалектике природы» писал: «..становится неустранимой задача, приведения в правильную связь между собой отдельных областей знания…и здесь может оказать помощь только теоретическое мышление». При этом под «теоретическим мышлением» Ф. Энгельс подразумевал диалектический метод, предупреждая: «..эмпирическое презрение к диалектике наказывается тем, что некоторые из самых трезвых эмпириков становятся жертвой самого дикого из всех суеверий..».

Энергетическая и транспортная (как и пожарная) инфраструктуры «родились» из десятков областей человеческого знания, которые до настоящего времени не приведены, в правильную связь между собой, именно из-за эмпирического отношения к диалектике, за что общество и «наказывается ежегодно» указанными потерями.

«Природа не строит ни машин, ни локомотивов, ни . . дорог..- писал К.Маркс в своих ранних работах и в «Капитале» -..Все это продукты человеческого труда, природный материал, превращенный в органы человеческой воли,... человеческой деятельности в природе. Все это - созданные человеческой рукой органы человеческого мозга, овеществленная сила знания... То, что на стороне человека проявлялось в форме деятельности, теперь на стороне продукта выступает в форме ... бытия».

Эти постулаты XIX века остаются актуальным и в XXI веке, потому, что человек стремится заменить современной техникой те функции, которые ему самому приходится выполнять, либо которые он не может выполнить совсем. Таким образом, человек и техника представляют диалектическое единство противоположностей. Они едины: человек уже не может осуществлять свою жизнедеятельность без техники, которая является его «искусственными органами», а техника не может возникнуть, «жить и действовать» без человека. Но человек и техника не только едины, а и противоположны: идеи и труд человека материализовались в технике и прибрели форму объективной реальности, существующей вне и независимо от сознания людей. В гносеологическом отношении техника противостоит человеку и его сознанию, т.к. порожденная им, она приобретает относительную самостоятельность в своих действиях и движениях, независимость в своем бытии, причем ее независимость по отношению к человеку возрастает вместе с техническим прогрессом. И если мы видим, что «продукт технического прогресса» становится враждебным по отношению к природе и индивиду, т.е. приносит материальные, социальные и экологические потери, то за таким «продуктом» следует искать человека или социальную группу людей (разработчиков, законодателей, чиновников и т.д.), заинтересованных в содеянном, или просто виновных - «по недомыслию» [4].

Статистика пожаров, аварий топливно-энергетических комплексов и продуктопроводов, происшествий и несчастных случаев на предприятиях, транспорте и в быту, свидетельствует о взаимосвязи геофизических, техносферных и социально-психологических процессов жизнедеятельности, т.е. о ноосферном характере этих процессов. При этом научный задел по решению этих проблем с точки зрения фундаментальной науки принадлежит русским ученым С.А. Подолинскому (1850-1891) и академику В.И. Вернадскому (1863-1945), чьё наследие было развито многими учеными мира в прошлом столетии, и может быть реализовано в ХХI веке [5-7].

Как показали результаты наших исследований, в России (таб.1-3) основной экологический ущерб наносится дорожно-транспортными инфраструктурами и теплоэнергетикой: 97,24% токсичных выбросов (нормируемых) - 48,18% и 49,06% соответственно, 98,92% СО2, Н2О и др. (не нормируемых) - 49,59% и 49,33% соответственно [7,8].

Таблица 1. Нормируемые стандартами выбросы (тыс.тонн в год)

При этом, несмотря на Киотский протокол, ни в России, ни за рубежом выбросы углекислого газа и воды не считаются «вредными», поэтому нет официальной методологии их учета, а, следовательно, и адекватных экономических рычагов по снижению вреда от выбросов СО2 и Н2О, но главное - отсутствуют даже оценки «вреда от убыли кислорода», поглощаемого из атмосферы.

Таблица 2. Ненормируемые стандартами выбросы (тыс.тонн в год)

Полученные нами данные (таб.3) просто ошеломляют: 143 миллиона россиян «потребляют» О2 (30,08%) и «выделяют» СО2 и Н2О (31,45%) менее 1/3 того, что «выжигает» (68,79%) и «выбрасывает» транспортно-энергетическая структура России!

синергетика безопасный жизнедеятельность

Таблица 3. Сравнительные данные с населением России

Следовательно, «инновационную модернизацию» надо начинать с решения проблем организации безопасной жизнедеятельности и её необходимо проводить не в соответствии, а вопреки современным тенденциям научно-технического прогресса, которые, к сожалению, не соответствуют фундаментальным наукам о природе, т.к. выражают развитие прикладных наук и техники, удовлетворяющих, в основном, потребительские парадигмы существующих общественно-экономических формаций [4,7,8].

В качестве оценки уместно привести краткие выводы РАН о нецелесообразности участия России в Киотских соглашениях [9]:

- Киотский протокол не имеет научного обоснования;

- Киотский протокол неэффективен для достижения целей Рамочной конвенции ООН об изменении климата, для выполнения которых он и создавался;

- потепление климата в России -- самой холодной стране мира -- имеет ряд положительных эффектов (отопление, транспорт, сельское хозяйство, увеличение биомассы и др.) и негативных эффектов (для зон вечной мерзлоты, в том числе потери прочности сооружений);

- при предполагаемом удвоении ВВП за 10 лет следует признать наличие серьезных экономических рисков в рамках Киотского протокола даже в его первой фазе, не говоря уже о второй;

- выход России из Протокола по прошествии некоторого времени будет сопряжен с тяжелыми юридическими и имиджевыми последствиями;

- выполнение Протокола в условиях наличия устойчивой связи между эмиссией СО2 и экономическим ростом, базирующемся на углеродном топливе, означает существенное юридическое ограничение темпов роста российского ВВП.

11 июня 2008 года в Бонне начала работу 28 сессия Вспомогательных органов Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН) и Киотского протокола. Специалисты из 170 стран пытаются выработать новый всемирный договор по борьбе с изменением климата, который придет на смену Киотскому протоколу [10].

Главные вопросы будущего соглашения - адаптация к последствиям климатических изменений, сокращение выбросов парниковых газов, развитие чистых технологий и финансирование мер по адаптации и снижению эмиссии. Однако большинство экспертов отмечают, что борьба с климатическими изменениями в конечном итоге спровоцирует дальнейший рост инфляции, которая в последнее время и так бьет рекорды. Уже сейчас стремительный рост цен на энергоносители и продовольствие приводит к резкому росту мировой инфляции и провоцирует нестабильность в некоторых странах.

Из-за глобального потепления учащаются засухи, которые уничтожают урожаи и приводят к росту цен, на земле появляется все больше засушливых зон - начиная с 70-х гг. их количество увеличилось вдвое. В результате компании тратят огромные деньги на опреснительные установки или на доставку воды из других зон, что в конечном итоге также отражается на потребителях. «Борьба с климатическими изменениями влечет за собой дальнейший рост цен на продукты питания. Причем с этим нельзя ничего сделать. Людям придется привыкать к столь высоким ценам», - считает нобелевский лауреат Джозеф Штиглиц [10].

Согласно приложению «А» Киотского протокола к парниковым газам отнесены углекислый газ (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), перфторуглероды (PFCs), гидрофторуглероды (HFCs) и гексафторид серы (SF6), т.к. накапливаясь в атмосфере, эти газы удерживают избыточное тепло, излучаемое с поверхности Земли, создавая эффект глобального парника [9].

Наши исследования показали, что рост температуры атмосферы и климатические изменения обусловлены другими причинами [1,4,5,7].

Дело в том, что чуть более 100 лет назад компанией «Форд» были выпущены первые серийные автомобили, а сегодня 520 миллионов автомобилей, произведенных за последние 50 лет, выжигают ежегодно 11,89 миллиардов тонн кислорода, выбрасывая в атмосферу 10,91 миллиардов тонн углекислого газа и 4,46 миллиардов тонн воды, а также более 26,0 тераватт тепла в час, если считать, что 50% тепла от двигателей внутреннего сгорания рассеивается. Практически с такой же скоростью за эти 50 лет нарастало аналогичное «потребление и выделение» теплоэнергетикой.

Мы построили модель автотранспортных выбросов с момента начала серийного производства автомобилей (рис.1) и получили практически коррелированный результат с моделью П. Джоунса и Томa М.Л. Уигли глобального потепления из-за «парникового эффекта» (рис.2), если добавить к автомобильному транспорту - железнодорожный, водный и аэрокосмический, а затем удвоить результат, учитывая выбросы тепловой энергетики и «сброс тепла» в атмосферу и гидросферу из-за низкого КПД тепловых машин.

Рисунок 1. Модель роста автотранспортного парка и его выбросов

Рисунок 2. Модель «парникового эффекта»

Только «парниковый эффект» оказался совсем не причем, т.к. расчеты показали, что прирост массы атмосферы «за счет сгорания геосферы» (топливо транспорта, ГРЭС и ТЭЦ), увеличиваясь ежегодно, составляет в настоящий момент более 15 миллиардов тонн в год: 10,144 миллиардов тонн - транспорт и теплоэнергетика плюс ещё 5,072 миллиарда тонн - дыхание и питание 7-ми миллиардного населения планеты. И если за истекшие 100 лет среднее атмосферное давление (Р) не изменилось, а масса и, следовательно, объем (V) постоянно увеличиваются, то в соответствии с уравнением Менделеева-Клайперона (Ван-дер-Ваальса - для реальных газов) должна увеличиваться температура (T):

или (1)

А дальше, в соответствии с законами термодинамики, атмосфера «приводит себя в равновесное состояние», характеризуемое энтропией - S, т.е. перемещает и перемешивает прибывающие массы выбросов вместо выжигаемого кислорода с помощью ветров, ураганов и бурь, выравнивая их концентрации и плотности, а избыток воды «сбрасывает на Землю» в виде града, снега и дождя. При этом сети дорог и тротуаров, покрытий зданий и сооружений, имеющие значительные коэффициенты черноты, которые строители, в соответствии с «замыслами» архитекторов и дорожно-транспортной науки, делают открытыми, увеличивают турбулентность атмосферы своими конвективными потоками, не хуже, чем это происходит в «долине смерти» на стыке штатов Невада и Калифорния, или в «Аллее торнадо» районов Миссисипи и Огайо, в результате чего - «неожиданные» дожди и ураганы, метели и наводнения, которые наносят обществу огромный социально-экономический ущерб, а воспринимаются - как изменения климата. [1,4,7].

Основная причина происходящего заключается в том, что все существующие в мире стандарты и нормы, ориентированы на рассеивание выбросов (транспорта, предприятий, ГРЭС и ТЭЦ) с помощью устройств выброса отработавших и сопутствующих газов, в т.ч. строительства «дымовых труб» соответствующей высоты. Это нарушает три основных природных цикла, обеспечивающих жизнедеятельность на нашей планете: суточно-сезонный цикл круговорота кислорода в системе атмосфера-биосфера-гидросфера, сезонно-годовой цикл круговорота воды и семилетний цикл круговорота углерода в системе атмосфера-биосфера-геосфера/гидросфера [8].

Следовательно, в связи с тем, что транспорт и теплоэнергетика, «сжигая геосферу» (углеводородное топливо), выбрасывают воду и углерод (окислы углерода) в атмосферу, бороться надо не с выбросами, путем их ограничения и торговли «квотами», как это следует из Киотского Протокола и других политических (а не научных!) документов, а необходимо создавать технологии «возвращения углерода и воды» в геосферу и «компенсации кислорода», поглощаемого из атмосферы [7].

Естественными поглотителями воды и оксидов углерода из выбросов транспортно-энергетических инфраструктур, являются зеленые насаждения, которые не только снабжают жителей регионов и городов кислородом, но и благотворно влияют на микроклимат. Так за один теплый солнечный день 1 га лесных насаждений поглощает из воздуха 220-280 кг СО2 и выделяет 180-200 кг О2. Зеленые насаждения снижают температуру воздуха и скорость ветра, стабилизируют влажность воздуха. Следовательно, можно локализовать и поглотить «дорожно-транспортно-энергетический вред», а также скомпенсировать выжигаемый кислород, если «оградить» дороги и устройства выбросов, которые необходимо построить вместо труб, специальной посадкой деревьев и кустарников - «биотуннелей», зависящей от интенсивности выбросов, т.е. от «производительности труб» и интенсивности движения транспорта, включая их сезонные изменения. После чего, а лучше одновременно, создать биотехнологические участки и предприятия (например, биогумусные и биотермические), утилизирующие в геосферу продукты опада деревьев и кустарников [7,8,11,12].

Учитывая требования модели адаптивной макросистемы безопасности дорожного движения, в части обеспечения перехода населением улиц райцентров и городов только по пешеходным переходам, и остановки (стоянки) пассажирского автотранспорта не на дорогах, а только в специально отведенных местах, организуя «профилактику указанных нарушений» с помощью сплошной обсадки кустарниками и деревьями обочины дорог, а комбинацией их «вечнозеленых и сезонных» видов - адаптивность «шумоподавления» и «пылезащиты», получим вариант схемы обсадки зелеными насаждениями (рис.3) участка 2-х полосной дороги в городе [11-13].

Выделение полосы для движения транспортных средств аварийных служб (пожарных, скорой медицинской помощи, полиции и т.д.) обусловлено тем, что исследования времён прибытия и радиусов выезда на пожары в Ростовской области и Краснодарском крае в 1995-2006 г.г. показали, что днем средняя скорость передвижения пожарного автомобиля составляет 31,2 км/ч, в то время как ночью (при отсутствии движения) - 54,6 км/ч.

Рисунок 3. Модель биоархитектуры улицы города

Следовательно, необходимо увеличить скорость следования оперативных автомобилей к месту происшествия, путем изоляции его в «биотуннелях» от общих транспортных потоков, с реализацией алгоритма «Красная волна» при проездах перекрестков, останавливающего движение пешеходов и транспорта на время их проезда. Математически это описывается той же макроскопической моделью Гринберга скорости транспортного потока - v, в зависимости от плотности автомобилей в нём - с , при нулевой плотности потока, которую создает «биотуннель» [13]:

2)

где vс - средняя скорость движения автомобиля в потоке; vо - скорость движения автомобиля при нулевой плотности потока (с=0).

При 4-х и 6-ти полосных участках дорог (а также площадей), имеющей в 2-3 раза больше пропускную способность транспортных средств, вариант схемы обсадки участка дороги тиражируется, в соответствии с количеством полос движения. При этом «биотуннель для проезда оперативного транспорта» может быть один, а полосы движения должны разделяться так, чтобы обеспечить закрытие дорожного полотна от солнечных лучей и осадков кронами деревьев, что снижает термо-фотодеструкцию дорог и конвективные потоки от них, а также увеличивает их долговечность.

Моделирование показало, что за счет обсадки обочин дорог «вечнозелеными и колючими» кустарниками вероятность ДТП с наездом на пешеходов стремится к нулю (около 30% всех ДТП), а за счет посадки сплошного ряда деревьев и кустарников на «осевой линии», прерывающегося только на перекрестке, общее количество ДТП снижается вдвое, т.к. 50% из них вызваны нарушением правил обгона и выездом на встречную полосу.

Следует отметить, что установленные нормативы ограничений скорости движения транспорта в городах и населенных пунктах (40 км/ч, 60 км/ч и т.д.), как и алгоритмы управления светофорами, независящими от плотности транспортных потоков, не являются научно обоснованными, что в совокупности с отсутствием «обратной связи от транспортных средств», является главной причиной ДТП и образования «пробок».

Как это не парадоксально, но возможность остановки и стоянки транспортных средств на проезжей части дорог, включая организацию остановок пассажирского транспорта на них, является системной ошибкой всех существующих дорожно-транспортных инфраструктур и правил дорожного движения, т.к. порождает искусственное сужение проезжей части дорог и, следовательно, бифуркации транспортно-пассажирских потоков, повышающих энтропию передвижения.

Проведенный анализ существующих дорожно-транспортно-энергетических инфраструктур позволил синтезировать новые принципы их формирования, «отслеживающие» и минимизирующие увеличение энтропии в них (S), через функцию суммарного «производства энтропии» (?S=??iS/?Yj·dYj/dt), которая связана с вероятностью возникновения флуктуаций (по Пригожину), а в нашем случае с вероятностью «вреда» (дорожно-транспортного, энергетического и т.д.), формулой Эйнштейна [14]:

P = B exp(?S/k), (3)

где k - постоянная Больцмана, В - функция «вреда».

Указанный принцип «переворачивает с головы на ноги» общепринятые подходы к формированию дорожно-транспортной инфраструктуры, т.к. оказывается, что дорожная структура, включая качество дорожных покрытий, не является главной - в причинах и последствиях дорожно-транспортных потерь (S > min, ?S > 0, P > В).

Феноменологически это означает, что при отсутствии транспорта, дороги - практически безопасны, а дорожно-транспортный вред (ДТВ) зависит:

- от количества (?1S/?Nj·dNj/dt), скорости (?2S/?Vj·dVj/dt), веса (?3S/?Pj·dPj/dt) и колесной формулы транспортных средств (?4S/?Jj·dJj/dt),

- от вида и количества расходуемого ими топлива (?5S/?Mj·dMj/dt - через условную тонну топлива),

- от количества (?6S/?nj·dnj/dt) и скорости передвижения пешеходов (?7S/?vj·dvj/dt).

При этом соответствие нагрузок на дороги и прилегающие экосистемы, включая «затраты на их биоархитектуру», могут рассчитываться по модели Леонтьева (таб.4), адаптированной для этих целей.

Таблица 4. Модель межотраслевого баланса ДТВ в г. Ростове-на-Дону

Отрицательные параметры баланса (условно чистой и конечной продукции зеленых насаждений) свидетельствуют о том, что существующие 7,1 тыс.га зеленых насаждений Ростова-на-Дону не справляются с поглощением углекислого газа, пыли и воды от дорожно-транспортной инфраструктуры города, а также не компенсируют кислород, расходуемый 191,2 тыс. ед. транспортных средств и 1,12 млн.чел. населения.

Из-за свойства аддитивности энтропии интенсивность «дорожно-транспортного вреда» (ДТВ) и вероятность социально-экономических потерь скачкообразно возрастают при нарушении равновесия в дорожно-транспортной инфраструктуре, т.е. при несоответствии кинетических параметров грузопассажирских и транспортно-пешеходных потоков - допустимым нагрузкам на дороги и прилегающие экосистемы.

С инженерно-технической точки зрения это означает, что безопасность передвижения должна определяться, во-первых, системой управления движением, если ее понимать, как управление соответствием и выполнением ограничений параметров дороги, прилегающей экосистемы, передвигающихся/стоящих автомобилей и пешеходов между собой, во-вторых, текущей опасностью каждого автомобиля, т.е. несоблюдением соответствия установленной скорости передвижения, загрузки, колесной формулы, вида и количества израсходованного топлива, из-за состояния автомобиля или водителя, и только в-третьих, структурой и текущей опасностью дороги, которые зависят от её размеров, эксплуатационной устойчивости (деградации покрытия) и изменений механических параметров из-за климатических факторов, описываемых в формуле (3) функцией В.

С экономической точки зрения это означает, что ни объем двигателя, ни «его лошадиные силы» (что общепринято и в России, и за рубежом) не определяют ни пользу, ни вред транспорта, и поэтому не могут определять ни транспортный налог, ни дорожный, ни таможенные пошлины и т.д., т.к. вред окружающей среде наносится видом и количеством сгоревшего топлива, весом, колесной формулой и скоростью передвижения транспорта.

С правовой точки зрения это означает, что все параметры для определения функции производства энтропии при передвижении, включая «дефектность дорожного покрытия и человеческого фактора» (путем хронобиодиагностики водителя), необходимо «снимать» пассивной локацией «радиоидентификаторов» (радиоканала и бортового компьютера с комплектом датчиков и устройств «БАКСАН»: Блочной Адаптивной Коммуникационной Системой Автотранспортной Навигации), установленных на каждом транспортном средстве, которые передают данные в центр управления движением в реальном масштабе времени, для принятия оперативных мер, как только автотранспортное средство «нарушило» указанные соответствия, фиксируемые в системе «радиознаками» и «радиосветофорами». Следовательно, общепринятый сегодня в мире принцип «принадлежности средств системы управления только дороге» является тупиковым, и должен быть изменен на принцип «принадлежности и автомобилю средств системы, управляющей транспортно-пассажирскими потоками» [12-15].

Синергетическое решение указанных инженерно-экономико-правовых моделей привели к созданию модели системы адаптивного дорожно-транспортно-экологического налогообложения (САДТЭН), которую следует ввести, и которая должна быть системой «местного налогообложения» (вместо всех дорожно-транспортных, включая «автогражданку»), т.к. зависит и рассчитывается для конкретной дорожно-транспортной инфраструктуры района (города) по «сезонной производительности» экосистем, численности населения и транспорта, а также динамики их передвижения, и распределяется на мероприятия (работы) по повышению безопасности этой конкретной инфраструктуры, где «налогооблагаемая база» передвигается. При этом максимум самоорганизации САДТЭН (минимум функции производства энтропии в дорожно-транспортной инфраструктуре) был достигнут тогда, когда удалось формализовать модель адаптивной маршрутизации движения городского пассажирского транспорта в соответствии с плотностью пассажиров на остановках. Это стало возможным, благодаря наличию в каждом транспортном средстве датчиков «загрузки салона» («БАКСАН») и контроля его координат («КАПКАН»), т.к. в этом случае получалась упрощенная модель расчета с конечным числом уравнений и переменных, когда бимодальные распределения плотности пассажиров в течение суток на остановках, в соответствии с теорией массового обслуживания, были аппроксимированы 2-мя распределениями Эрланга (до полудня, и после полудня) и решались в реальном масштабе времени совместно с Эрланговскими уравнениями плотности транспортных средств на маршрутах [13-16].

Таким образом, помимо вероятностно-физической реализации идеальной Линдаловской модели налогообложения и, «превращения» в макросистеме «КАСКАД» городского пассажирского транспорта в «публичное благо», т.е. введения «бесплатного проезда» для всех граждан, синергетическая организация (реорганизация) дорожно-транспортной инфраструктуры городов и населенных пунктов позволила придти к следующим, фундаментальным, с точки зрения общественно-экономических формаций, выводам, которым необходимо следовать [14,17]:

1. Дорожно-транспортные инфраструктуры не могут быть объектом рыночных отношений, т.к. целевая функция рынка это максимизация прибыли, в связи с чем, его самоорганизация на два порядка хуже, чем это требуется для безопасности дорожного движения (отсюда и потери!), и на четыре порядка хуже, чем у адаптивных систем управления движением, целевой функцией которых является минимизация энтропии передвижения.

2. Дорожно-транспортные инфраструктуры должны представлять собой «публичное благо» (дороги, переходы, системы управления движением и т.д.) и обеспечение их оптимального функционирования, включая все виды ответственности и компенсации потерь, - обязанность государства, которое «формирует законы и придумывает правила» передвижения в них, независимо от типа общественно-экономической формации.

3. Исполнительные органы государственной власти, в том числе в условиях рыночных отношений, могут быть «заказчиками» у любых юридических и физических лиц, которые хотят и могут создавать «коллективные и частные блага» в этой области (государственные и частные: изготовители транспортных средств, производители транспортных, дорожных, торговых, сервисных услуг и т.д.), в рамках указанного «публичного блага», но должны полностью отвечать за потери в созданной «по их заказам» инфраструктуре, а не перекладывать ответственность на страховые компании и участников передвижения.

Следует отметить, что изложенные выше модели были сформированы в Технико-экономическое обоснование разработки и внедрения макросистемы «КАСКАД» в г. Ростове-на-Дону в форме государственно-правового эксперимента по указу Президента РФ, т.к. для её проектирования и внедрения требовались новые (синергетические) нормы и технические средства, а также новые организационные структуры и налоги [18].

ТЭО по созданию «КАСКАД» в г. Ростове-на-Дону было рассмотрено и одобрено Полномочным представителем Президента России в Южном Федеральном округе (исх. № А52-24-6 от 04.01.2002), Законодательным собранием Ростовской области (исх. № 01.4-429/1521 от 30.01.2002) и первоначально понравилось МВД России (исх. № 13/Ц-4401 от 25.10.2001). Однако Правительство РФ своим поручением от 28.12.2001 № П10-2446, спустив в порядке подчиненности рассмотрение представленных материалов, практически заблокировало наши предложения (Минтранс РФ - исх.№ДАТ-1/94-ис от 22.01.2002; МВД - исх.№13Ц-634 от 26.01.2002; Администрация Ростовской области - исх.№ 12.2/244 от 29.03.2002) и теперь, после того, как «автогражданка набрала свою проектную мощность», стало понятным почему.

Как следовало из полученных нами результатов исследований, выполненных в рамках грантов Минобразования РФ по фундаментальным исследованиям в области транспортных наук [17], суммарный ущерб в дорожно-транспортной инфраструктуре г. Ростова-на-Дону составлял более 3-х млрд.рублей в год, умножив который на количество региональных центров субъектов Российской Федерации, нетрудно было получить нижнюю оценку суммарного ущерба по России: 250 млрд.рублей в год. А в связи с тем, что дорожно-транспортные происшествия (ДТП) происходят не только в региональных центрах, а в городах и районах регионального подчинения также (и которых в каждом регионе десятки), легко было вычислить и верхнюю оценку суммарного ущерба по России: ТРИЛЛИОН РУБЛЕЙ В ГОД.

Объем автострахового бизнеса в России, зависящий от потерь в ДТП, которыми оперировали эксперты и Правительство РФ и в Госдуме, и в средствах массовой информации, «проталкивая автогражданку» - составлял 2 млрд. долларов в год. Естественно возникал бы вопрос: от кого и для кого Правительство РФ занижает предполагаемые объемы страхового бизнеса, почти в 20 раз!? Поэтому, «КАСКАД» с его энтропийными, хронобиологическими, биотехнологическими и экономико-правовыми моделями, которые ликвидировали «автогражданку» и вводили местный адаптивный дорожно-транспортно-экологический налог, не вписывался в «рыночную политику» чиновников от дорожно-транспортно-энергетической инфраструктуры.

Следует отметить, что полученные в этой «истории» указанные письма Минтранса РФ и МВД России, имели приложения с заключениями академиков и член-корреспондентов Академии транспортных наук из ведущих отраслевых институтов. Эти заключения, как нельзя лучше характеризуют противоречия между «отраслевой и фундаментальной наукой», а точнее нежелание «потреблять» новые знания, добытые фундаментальной наукой, ни прикладными науками, в числе которых находится и экономика, ни отраслевыми науками и практикой, существующими на средства дорожно-транспортно-энергетической инфраструктуры, ни чиновниками, которым дана исполнительная власть в управлении жизнеобеспечением и распределении соответствующих публичных благ. Это происходит, на наш взгляд потому, что они не несут ответственности за публичный и коллективный (отраслевой) вред, наносимый обществу по причине их недомыслия или заинтересованности в происходящем, т.к. отечественная экономическая и юридическая (прикладные) науки, да и зарубежная тоже, не принимают полученных новых знаний, в виде понятий публичного, коллективного и частного вреда, применение которых приведет к «прозрачности социально-экономической деятельности», что потребует кардинального изменения управления не фундаментальной, а прикладной наукой и практикой! И вот почему!?

Публичное благо, введенное Самуэльсоном в 1954 году [19], в своем первоначальном определении представляет собой продукт или услугу, которые предоставляются всем членам общества бесплатно и в одинаковом количестве (знания, дороги, здравоохранение, образование и др.). При этом ответственность за производство и предоставление публичных благ несет государство, т.к. во-первых, именно оно является заказчиком и основным производителем публичных благ, а во-вторых, оно создает и поддерживает законы и правила, описывающие возможные действия физических и юридических лиц (экономических агентов), включая правила изменения самих законов и правил [20,21].

Основным источником, финансирования производства и поддержания функционирования публичных благ, служат налоги. Однако произведенные публичные блага входят в состав внутреннего валового продукта государства (ВВП) затратами, израсходованными на их функционирование и производство [20]. Именно в этом и состоит «весь фокус» сокрытия государством истинной полезности публичных благ для общества, т.к. в отличие от частных благ, входящих в ВВП своей ценой, признаваемой обществом актом потребления (покупки), публичные блага потребляются бесплатно и их истинные ценности и себестоимости для общества, как правило, не определены [14,17,20,21].

Вводя понятия публичного, коллективного и частного вреда, т.е. дифференцируя «вред» и производящую/потребляющую его инфраструктуру, можно, во-первых, определить все «составляющие вреда», во-вторых, найти технологии взаимной компенсации публичных, коллективных, частных благ и вреда внутри инфраструктуры, и, в-третьих, построить модели оценки их так, чтобы их себестоимости стали бы определены [14]. Тогда вводя и оптимизируя по Линдалу [16] налоги, т.е. делая их адаптивными для каждого физического и юридического лица, в соответствии с «произведенным и потребленным вредом», и распределяя полученные средства «внутри инфраструктуры», где налогооблагаемая база «живет и функционирует», получим искомый результат [14,16-18]. Но это уже другая (синергетическая) экономика и другая (синергетическая) система управления социально-экономическими макро- и микросистемами.

Аналогичные результаты мы получили, разработав адаптивную макросистему пожарной безопасности жизнедеятельности (АСПБЖД), которая, так же как «КАСКАД» в дорожно-транспортной инфраструктуре, сокращая на два порядка потери от пожаров в техносфере, должна создаваться и существовать за счет адаптивного пожарно-энергетического налога (АПЭН), который также должен быть «местным налогом», зависящим от производимого/потребляемого пожарно-энергетического вреда населением в конкретной (населенный пункт, райцентр, город) инфраструктуре, где «налогооблагаемая база» обитает [22].

Следует отметить, что создание модели АСПБЖД стало возможным только тогда, когда был разработан метод и комплекс, позволяющие количественно определять горючесть и пожарную опасность веществ, материалов и изделий из них в естественнонаучных характеристиках (через энтальпию, энтропию и т.д.), а не качественно (группы горючести, степени огнестойкости, категории по взрывопожароопасности и т.д.), как это принято во всех международных и национальных стандартах и регламентах, включая Россию [23].

Разработанная в рамках программы «СТАРТ», но не поддержанная Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, модель системы «ПАРСЕК» (Противопожарного Адаптивного Регулирования и Сепарации энергетического врЕда и Компенсации выжигаемого кислорода), использующая «магистрали выбросов с биотуннелями» вместо труб (котельных, предприятий, ГРЭС и ТЭЦ), локализуя (а, не рассеивая) и поглощая их выбросы, компенсируя выжигаемый кислород и возвращая углерод из опада биотуннелей в геосферу с помощью биогумусных и биотермических технологий, практически «закрывает экологические и пожарные проблемы» теплоэнергетики, т.к. использует сепарированный из воздуха кислород для оптимизации горения и других технологических процессов, снижая как минимум вдвое потребление углеводородного топлива (с использованием процессов автотермии - на порядок!), а сепарированный азот - для их противопожарной защиты, экономя тем самым много миллиардные непроизводительные затраты на строительство систем противопожарного водоснабжения и пожаротушения - консервативного наследия прошлого века [24].

Остается добавить, что синергетические системы управления уже начинают разрабатываться и применяться, в т.ч. за рубежом, как в технических системах [25], так и в бизнесе [26].

Приведенные выше примеры разработки синергетических моделей макросистем жизнеобеспечения, показывают плодотворность мультидисциплинарного подхода при решении проблем безопасности жизнедеятельности. Однако, как показывает практика, их внедрение становится невозможным, т.к. входит в противоречие не только с существующими инженерно-экономико-правовыми нормами, но и с системой законодательной и исполнительной власти, в силу отсутствия синергетической модели управления природными и общественными ресурсами государства [1,4].

Выходом из тупика является создание новой «биотехносферной парадигмы», минимизирующей функции производства энтропии в ноосфере, что характеризует необратимые потери в ней, и которая должна строиться на базе нескольких (фундаментальных и прикладных) теорий, новейших результатов исследований и моделей [27]:

- на минеральном происхождении углеводородных ресурсов, нефти в частности, обнаруженном Российскими учеными [28,29],

- на теории академика О.Ю.Шмидта о происхождении Земли и её структуре [30],

- на термобарогеохимических и динамокатагенических моделях нефетегазоносных бассейнов [31-33],

- на модели ядра Земли, как сепараторе химических элементов М.Г. Лобановского [34].

Совокупность перечисленных теорий и моделей доказывает «бесконечность» источников углеводородного сырья на Земле, при условии извлечения их из недр планеты с установленной скоростью миграции [35], что можно трактовать как открытие, «закрывающее» общепринятое мнение об «энергетическом коллапсе и гибели человечества» через 100 лет, в связи с истощением природных ресурсов.

Такая «бесконечность» углеводородного сырья на планете требует принципиального изменения транспортно-энергетической парадигмы, господствующей в настоящее время в прикладных науках, в технике, в экономике и в политике, которые в условиях рыночной экономики (в «корыстных интересах или по недомыслию») «беспардонно толкают» науку на «ускоренное освоение» атомной и термоядерной энергии.

Дело в том, что за полвека использования энергии атома, несмотря на ужесточение требований по надежности и безопасности АЭС на порядок (вероятность запроектной аварии в ОПБ-88 составляет 10-7, против, например, вероятности пожара по ГОСТ 12.1.004 - 10-6), опасность атомной энергетики стала статистическим фактом с тем же перечнем социально-экономических потерь [8]:

прямой и косвенный материальный ущерб, измеряемый сотнями миллиардов долларов;

гибель и травматизм персонала и населения, измеряемые тысячами человеческих жизней;

экологические потери, методики измерений которых не существует вообще, за исключением единого индекса вреда МКРЗ, который является не естественнонаучным критерием, а статистическим и приближенным [36].

Очевидно потому, что зарубежная прикладная наука не смогла найти путей решения проблем безопасности АЭС, ведущие зарубежные «атомные державы», за исключением Японии, уже давно не строят их у себя.

Таблица 5. Действующие и строящиеся АЭС (по данным International Journal for Nuclear Power)

Европа и США затрачивают миллиарды долларов на альтернативную энергетику (ветровую, солнечную и т.д.) и «игнорируют» - термоядерную, т.к. вероятность или, как это становится модным сейчас, риск использования термоядерной энергии, не имеет оценки вообще [5,8].

Иными словами, в отличие от существующих «теорий рисков и катастроф», моделей «рыночных или распределительных экономик» и т.д., необходимо, не уповать на «призрачные возможности правового государства», законам которого ПРИРОДА не подчиняется, а проводить термодинамическое уравновешивание соответствующих технических, экономических и правовых норм, т.е. использовать в управлении, законотворчестве и при стратегическом планировании развития цивилизации, и России в частности, синергетические методы и средства [1,7].

Для синтеза такой синергетической модели управления природными и общественными ресурсами государства [8], в целях создания «наилучшей системы» управления развитием общества, и России в частности, необходимо исследовать существующую государственную систему и ответить на два вопроса: «Кто и как определяет политику в области развития науки?», «Кто и как определяет политику в области внедрения её результатов, т.е. инноваций?», т.к. это два, как правило, последовательных процесса, которые имеют принципиально разную технологию реализации.

По результатам анализа следует найти оптимальное решение проблемы в виде модели «наилучшей системы», ответив на те же вопросы, но уже в «процессуальном аспекте»: Кто и как должен определять темы, объемы, сроки и исполнителей конкретных научно-исследовательских (НИР), опытно-конструкторских (ОКР) и опытно-технологических (ОТР) работ? После чего дополнить модель системы, подсистемами, «отвечающими» на следующие вопросы:

Кто и как должен определять их инновационный режим (т.е. «режимы потребления» результатов НИР, ОКР и ОТР)?

Кто и как должен определять эффективность инноваций (т.е. реализацию и эффективность «продукции», полученной в ходе «потребления» результатов НИР, ОКР и ОТР)?

На первый взгляд кажется очевидным, что стратегию развития науки в области фундаментальных исследований должна определять Российская Академия Наук. Однако фундаментальными исследованиями занимаются и ВУЗы, и многие отраслевые НИИ, а в последнее время - малые предприятия в научно-технической сфере, некоммерческие партнерства и физические лица. Следовательно, необходимо при синтезе модели «наилучшей системы» осуществить синхронизацию, а точнее самоорганизацию научно-исследовательских процессов в области фундаментальных наук, или, переходя к экономическим категориям, - эффективное «производство» публичных (академических), коллективных (отраслевых) и частных (индивидуальных) знаний, как благ, если следовать классификации Самуэльсона [8,19].

Принципиальным отличием фундаментальных знаний, как благ для общества, является то, что они не содержат в себе ни публичного, ни коллективного, ни частного вреда до тех пор, пока не начинают использоваться человеком в процессах превращения их в прикладные знания, продукты или услуги. В фундаментальной науке отрицательный результат так же ценен, как и положительный - он увеличивает наши знания о ПРИРОДЕ, которые являются публичным благом.

С прикладной наукой не все так очевидно, как с фундаментальной, т.к., помимо подразделений РАН, ВУЗов и отраслевых НИИ, «она рассредоточена ещё больше» (в научно-производственных объединениях, предприятиях и фирмах различных форм собственности), и в отличие от РАН, головной Академии (прикладных наук) не имеет. Поэтому, с точки зрения теории управления, совершенно очевидно, что понижение статуса бывшей Миннауки РФ, до Роснауки, входящей в Министерство образования и науки РФ, было и остается грубейшей системной ошибкой Правительства РФ и Президента России.

Синергетический подход к проблеме развития науки и инноваций, требует исправить существующее положение, вернув, по меньшей мере, «министерский статус» руководства в этой области, чтобы, переходя к экономическим категориям, организовать эффективное «производство» публичной (государственной), коллективной (отраслевой) и частной (индивидуальной) научно-технической продукции, как благ. Именно здесь, по нашему мнению, появляются понятия публичного, коллективного и частного вреда, как философские, политические, экономические, правовые и технические категории, которые до настоящего времени ни отечественная, ни мировая наука не используют, что приводит к неадекватной оценке эффективности и объектов, и отраслей, и общественно-экономических формаций, а также цивилизации в целом [4,8].

Таким образом, чтобы эффективно «производить» из полученной научно-технической продукции (НТП) уже действительно публичные блага (жильё, дороги, больницы, мосты, поликлиники, парки, санатории, набережные и т.д.), коллективные блага (то же для организаций и предприятий плюс, служебный транспорт, бесплатно доставляющий их сотрудников на работу, буфеты и столовые с льготным питанием, бесплатную фирменную одежду и т.д.) и частные блага, необходимы и бюджетные, и внебюджетные инвестиции. Следовательно, в модель «наилучшей системы» управления развитием общества, России в частности, требуется включить чуть ли не все Министерства и Федеральные службы РФ. Такая постановка задачи, отличается от общепринятого подхода, т.е. от так называемой интеграции науки и образования, или интеграции академической и ВУЗовской науки, не только синергетическим подходом и охватом больших и малых предприятий в научно-технической сфере и физических лиц, а, прежде всего тем, что может устранить, во-первых, существующую дискриминацию и противоречия между «фундаментальными и прикладными знаниями», «академическими и отраслевыми научными школами», «центральным и региональными уровнями научного сообщества» и т.д., а, во-вторых, и это главное - «принудиловку» (государственную, рыночную и пр.) внедрения знаний именно теми, кто их получил [8,37,38].

В первом приближении налицо «системная ошибка» в применении понятия «интеграции науки и образования». Ведь никому не приходит в голову «интегрировать производителя с потребителем», т.е. заставлять производителя какой-либо продукции быть одновременно и её реализатором (промежуточным потребителем), и конечным потребителем. Почему же «производителя знаний» - научное сообщество фундаментальной науки можно соединять с «потребителем знаний» - педагогическим сообществом, студентами и учащимися?!

Аналогичная системная ошибка, в применении понятия «интеграции академической, отраслевой и вузовской науки», заключается, по нашему мнению, в том, что и отраслевая, и вузовская наука, как правило, выполняют прикладные исследования, т.е. НИОКР, технология проведения которых отличается от технологии проведения фундаментальных исследований тем, что именно в опытно-конструкторских и опытно-технологических работах появляется публичный, коллективный и частный вред, которого нет в науке фундаментальной [7,8].

Таким образом, вопрос «А судьи кто?» в системе организации, проведения и внедрения результатов как фундаментальных, так и прикладных НИОКР, которые в итоге определяют научно-технический прогресс, отнюдь не риторический.

Анализ и прогнозирование последствий функционирования, созданной научно-техническим прогрессом техносферы: энергетики, транспорта, продуктопроводов, городов, гидротехнических сооружений и т.д., - сложнейшая проблема и потребность, возникшие перед мировым сообществом в ХХ веке. Составляющие техносферы, являясь публичными, коллективными и частными благами, которые реализуются, созданной когда-то и кем-то научно-технической продукции, в частности, энергетика, транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство и др., буквально «пронизывают» жизнедеятельность индивидов, государств и человечества в целом, формируя публичный, коллективный и частный вред. Поэтому безопасное функционирование энергетических, транспортных и жилищно-коммунальных инфраструктур являются главными в проблеме обеспечения безопасной жизнедеятельности на нашей планете, и в России в частности [1,4,5,7,11,13,22,24].