Яковлев В.В. Экологическая безопасность, оценка риска

Подождите немного. Документ загружается.

161

4. Вычисляется критерий Стьюдента:

966.0

2119

)22119(2119

001786.021002192.019

164286.0178421.0

−+⋅⋅

⋅

⋅+⋅

−

5. По таблице распределения Стьюдента (Приложение 8.2) находится

квантиль:

0294.2)38(

975.0

6. Производится сравнение значений критерия Стьюдента и найден-

ное значение квантиля:

0.966 < 2.0294

Следовательно, расхождения между математическими ожиданиями

рассматриваемых совокупностей незначительны и гипотеза о равенстве

математических ожиданий принимается. Т.е. использованные технологии

повышения качества воды в колодце оказались с вероятностью 0.95 неэф-

фективными (улучшения качества воды практически не произошло).

8.9. Проверка гипотезы о

равенстве математических ожиданий

любых генеральных совокупностей

при достаточно большом объеме выборок.

Алгоритм решения сформулированной задачи.

1. По выборкам объемом n

и n

вычисляются соответствующие вы-

борочные средние значения

и выборочные дисперсии

() ()

)1(

∑∑

−⋅

−

=−⋅

−

⋅=⋅=

sxx

2. Задается значение уровня значимости α.

3. По таблице значений функции Лапласа находится квантиль

−

порядка

− нормального распределения N(0, 1) с математическим ожи-

данием, равным нулю, и средним квадратическим отклонением, равным

единице.

4. Строится доверительный интервал ∆ для разности математических

ожиданий генеральных совокупностей (

mm −

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+⋅+−+⋅−−=∆

−−

;

uyx

αα

(8.9.1)

162

5. Гипотеза о равенстве математических ожиданий m

и m

с довери-

тельной вероятностью (1-α) принимается, если интервал

∆

накрывает

ноль. В противном случае гипотеза отвергается с той же надежностью.

Пример 8.9.1.

Вернемся к исходным данным примера 8.8.1. Существо задачи со-

стояло в необходимости сравнения содержания вредных примесей в воде

(эффективности предпринятых мер повышения качества воды) технологи-

ческого колодца с надежностью γ = 0.95 (уровнем значимости α= 0.05).

Будем полагать, что на этот

раз закон распределения случайной ве-

личины (примеси в воде) неизвестен.

Напомним, что было произведено две серии независимых измерений,

Распределенных по нормальному закону.

Первая серия (х) объемом n

= 19 измерений произведена до приме-

нения мер очистки воды, вторая (y) объемом n

= 21 измерение - после:

(x) : (0.11, 0.13, 0.22, 0.17, 0.19, 0.23, 0.25, 0.14, 0.18, 0.11, 0.15, 0.17, 0.10,

0.24, 0.16, 0.19, 0.21, 0.24, 0.20);

(y) : (0.19, 0.17, 0.10, 0.10, 0.20, 0.11, 0.15, 0.15, 0.19, 0.25, 0.21, 0.17, 0.10,

0.14, 0.18, 0.20, 0.21, 0.17, 0.11, 0.16, 0.19).

Решение.

1. Производятся непосредственные вычисления выборочных средних

значений и выборочных дисперсий по выборкам:

001786.0002192.0

164286.0;178421.0

2. Находится квантиль по таблице (Приложение 8.1):

960.1

975.0

−

3. Вычисляется промежуточная величина z:

014156.0

001786.0

002192.0

=+=+=

4. Определяется доверительный интервал:

()

04188.0;01361.0;

+−=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅+−⋅−−=∆

−−

zuyxzuyx

αα

5. Поскольку доверительный интервал накрывает ноль, то математи-

ческие ожидания рассматриваемых генеральных совокупностей с вероят-

ностью 0.95 равны, следовательно, предпринятые меры по очищению воды

не принесли ожидаемого результата.

163

6. Был изменен метод очистки воды в колодце, после чего вновь бы-

ло выполнено 20 замеров состава примесей:

(y1)=(0.11, 0.12, 0.12, 0.13, 0.11, 0.10, 0.21, 0.22, 0.10, 0.17, 0.10, 0.14, 0.16,

0.20, 0.20, 0.17, 0.11, 0.13, 0.15, 0.15).

7. Для новой выборки объемом n

= 20 рассчитываются выборочное

среднее и выборочная дисперсия:

001521.0;145.01

8. Рассчитывается вспомогательный сомножитель z

0138.0

001521.0

002192.0

=+=+=

9. Определяется доверительный интервал:

()

0605.0;0063.01;1

++=

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅+−⋅−−=∆

−−

zuyxzuyx

αα

10. Доверительный интервал не накрывает ноль, следовательно, ма-

тематические ожидания исследуемых генеральных совокупностей не рав-

ны с достоверностью 0.95. и, следовательно, выбранный метод очистки во-

ды оказался эффективным, т.к. при этом среднее выборочное последних

измерений меньше выборочного среднего, рассчитанного по результатам

измерений качества воды до принятия мер по ее очистке.

Однако

, для того, чтобы убедиться в эффективности последнего ме-

тода очистки необходимо сравнить не выборочные средние проведенных

измерений, а математические ожидания генеральных совокупностей.

Для этого воспользуемся следующим алгоритмом.

1. Задаемся доверительной вероятностью γ.

2. По данным каждой выборки вычисляем средние выборочные

1,, yyx и выборочные дисперсии

222

yyx

SSS .

3. По таблице (Приложение 8.1) квантилей нормированного нор-

мального распределения N(0, 1) находим соответствующее значе-

ние квантиля

U .

4. Строим доверительный интервал для соответствующего матема-

тического ожидания:

⋅

±=

⋅

±=

⋅

±=

где n

, n

– соответствующие объемы выборок величин x, y, y

Выполненные по приведенному выше алгоритму вычисления при

достоверности γ=0.99 дали следующие результаты:

576.2

995.0

99.01

164

027668.0178421.0

576.2002192.0

178421.0 ±=

⋅

±=

023756.0164286.0

576.2001786.0

164286.0 ±=

⋅

±=

022464.0145.0

576.2001521.0

145.0

±=

⋅

±=

Сравнивая максимальные и минимальные значения рассчитанных

математических ожиданий, можно утверждать о преимуществе в эффек-

тивности очистки воды третьего способа перед вторым и, тем более, перед

первым.

165

Приложение 8.1.

166

Приложение 8.2.

167

Приложение 8.3.

168

Приложение 8.4.

169

9. Нефть и нефтепродукты – основные источники загрязнения

окружающей природной среды.

В современном мире, не только в России, нефть и нефтепродукты

играют основную роль в развитии экономики. Лидирующая загрузка

транспортных систем отводится нефти и ее производным. Подвижная со-

ставляющая транспорта работает на углеводородном топливе или на элек-

троэнергии, производство которой более чем на 50% использует углеводо-

роды (мазут, дизельное топливо, бензины, газ). Наконец, в быту населени-

ем чрезвычайно широко применяются такие виды источников энергии, как

газ (природный или нефтяной), мазут, дизельное топливо, керосин, бензин.

Столь широкое распространение нефти и нефтепродуктов определя-

ет их политическую, экономическую и экологическую значимость, а также

частоту аварийных ситуаций с выходом углеводородов и связанные с этим

воздействия на окружающую природную среду, объекты экономики и на-

селение.

9.1. Нефть и политика.

По всей вероятности в России нет других столь же тесно связанных

понятий, поскольку смысл политики состоит в контроле за основными

экономическими источниками и ресурсами государства. Для России

именно нефть выступает в таком качестве. Только по официальной стати-

стике в 2004 году на долю нефтегазового сектора приходится

примерно

27% валового внутреннего продукта и 75% всех инвестиций в российскую

экономику.

Стремительный рост цен на нефть подстегнул процесс формирова-

ния нефтяной карты страны, протекающий под девизом: «кто контролиру-

ет нефть – тот управляет страной». Привлекательность нефтяных активов

возрастает, и накал борьбы между политическими элитами за доминирова-

ние в нефтегазовом комплексе также нарастает.

В этой связи «эпоха Путина» стала переломной для российской неф-

тяной отрасли [45]. Масштабный передел собственности, новые слияния и

поглощения, закат старых лидеров нефтедобычи и появление новых – все

эти процессы стали значимыми следствиями политических изменений по-

следних лет. Оказалось, что будущее российского нефтегазового комплек-

са определяется не только с помощью экономических категорий

, таких как

обеспеченность запасами, объем инвестиций, цена на нефть на мировом

рынке, затраты на ее добычу. Ключевым фактором является политика, а

именно – борьба ведущих номенклатурно-политических группировок за

контроль над отраслью. Происходит сплочение элитных союзов, в которые

170

объединяются чиновники с близким аппаратным происхождением, разра-

батываются и реализуются идеологические установки, цель которых - дос-

тижение стратегических целей в структуре власти над страной. Это «неви-

димки», не имеющие институционального оформления, выступающие как

неформальные альянсы, в рамках которых более сильными оказываются не

вертикальные связи (т.е. отношения подчинения внутри какого-либо вла

стного института), а связи горизонтальные, основанные на факторе при-

надлежности к единой команде чиновников, которые могут работать в раз-

личных органах власти. Задача номенклатурно-политических группировок

состоит в расширении своего аппаратного влияния на реализацию проекта

развития государства. При этом властные ресурсы легко конвертируются в

контролируемую собственность, что и происходит в

российском нефтегазе.

Дополнительную интригу переделу собственности в отечественном

топливно-энергетическом комплексе придает наложение российского

«черного передела» на обострение борьбы за мировые энергетические

рынки. Запасов нефти становится все меньше, а потребление нефтепродук-

тов растет, что резко усиливает интерес к России как одной из ведущих

«нефтяных кладовых» земного шара. Несмотря на рост

политических рис-

ков, иностранные инвесторы все активнее стремятся работать в России,

становясь еще одним влиятельным игроком в стремлении передела собст-

венности нефтегазового комплекса.

В настоящее время практически разрушена старая конфигурация

российского товливно-энергетического комплекса и формируется новая.

Процесс передела нефтяной отрасли вошел в завершающую стадию, и тот,

кто выйдет из

него победителем, и будет контролировать Россию в обо-

зримом будущем.

Базовым сценарием развития нефтяного топливного комплекса мож-

но признать создание единой нефтегазовой корпорации с условным назва-

нием «Госнефтегаз». Этот процесс должен быть завершен к 2008 году –

сроку окончания президентских полномочий В.В. Путина. Поэтому прин-

ципиальной становится проблема преемственности власти, ибо в

том слу-

чае, если президентом станет нелояльный человек, то вся схема перехвата

контроля за нефтегазовым комплексом может рухнуть. Вместе с тем дей-

ствующий президент вынужден искать свое место в будущей России и

нельзя исключать вариант, что он может пересесть из президентского

кресла в кресло руководителя или председателя совета директоров «Гос-

нефтегаза» - компании, которая будет контролировать практически весь

нефтегазовый комплекс России. В итоге отрасль замкнет цикл своего раз-

вития, пройдя путь от приватизации к национализации основных активов.

9.2. Особенности загрязнения среды нефтепродуктами.