Система і системний метод дослідження. Основні поняття системного аналізу

В широкому розумінні системоює будь-яка цілісна сукупність елементів, які знаходяться у взаємодії (С.А. Саркісян, Л.В. Голованов, 1975) [118]. Слід добавити, що система не просто сукупність взаємозв'язаних елементів, а цілеспрямована множність упорядковано взаємозв`язаних елементів, об'єднаних в єдине ціле, яке здібне виконувати задану функцію ( А.С. Образцов, 1990) [60].

Система будується на зв'язку між об'єднаними елементами. Елемент, який не має хоч би одного зв'язку з іншими, не входить до розглядаємої системи. Системи в цілому визначаються не тільки і не стільки складовими елементами, хоч вони і мають суттєве значення , скільки характеристиками зв'язку між ними.

Антропогенний ландшафт являє собою складну динамічну систему, яка складається з багатьох елементів, таких як ґрунти, ґрунтоутворюючі породи, грунтові води та ін. (які, в свою чергу, складаються теж із ряду елементів –мінеральних, органічних тощо), і суттєве значення при вивчені і управлінні ландшафтом відіграють характеристики зв’язків між цими складовими елементами.

На сучасному етапі розвитку науки і техніки системний методабо системний аналізє основним методом дослідження складних систем (А.С. Образцов, 1990) [60]. Під системним аналізом розуміється систематизоване (побудоване на підставі відповідного набору правил) вивчення складного об'єкту, яке проводиться з метою визначення можливостей покращення функціювання цього об’єкту (А.Г. Маміконов, 1981) [117].

Системний метод досліджень безумовно спирається на математичний апарат, але не вірним є отожнювання його тільки з будь-яким математичним методом або групою методів.

Системний аналіз являє собою сукупність наукових методів і практичних прийомів вирішення проблем в умовах невизначеності, яка дозволяє прийняти оптимальне рішення при врахуванні всіх основних факторів, умов і явищ, які впливають на проблему в цілому:

Системний аналіз враховує принципову складність вивчаємого об¢єкту (наприклад, ландшафту, ландшафтно-меліоративної системи, гідромеліоративної системи, грунту як системи тощо.) його взаємозв¢язок з оточуючим природним середовищем, а також неспостережність ряду його властивостей.

Головною метоюсистемного аналізу є перетворення складної для розуміння і вирішення проблеми в чітку низку задач з альтернативними варіантами рішення. Системний аналіз є методологієюпізнання частин (елементів) на підставі цілого (і цілісності об¢єкту), на відміну від методологічного підходу, що зорентований на пізнання цілого через вивчення його складових [60].

Системний аналіз (СА) як методологія дослідження складних проблем був вперше розроблений в США в 1948 році з метою оптимізації задач військового управління. В подальшому тематика досліджень систем суттєво поширилась. В 50-ті роки минулого століття СА був використаний при вивченні господарських проблем американських міст, а з середини 60-х років – у федеральних відомствах США, у діловій, соціальній та інших сферах. Потім СА почали використовувати в Англії, Франції, Японії та інших країнах. [128]. Значний внесок у розвиток СА зробили провідні зарубіжні вчені: Р.Амара, Д.Герц, Е.Квейд, М.Д,Месарович, Ч.Д.Хич, Р.Акоф, Л.фон Берталанфі, К.Чен, Д.Медоус, Дж. Джефферс та ін. [60, 128,129].

В СРСР системний аналіз одержав розповсюдження в 50-ті роки XX століття. Сферою застосування СА стали радіоелектроніка, автоматика, обчислювальна техніка, інформаційні системи, системи зв¢язку, автоматизовані системи управління (АСУ) та ін. Починаючи з 60-х років видається щорічник "Системні дослідження", в якому розглядаються основні методологічні проблеми СА. Значний внесок у розвиток проблем СА і практики його використання зробили вітчизняні вчені А.Г. Аганбегян, Л.В. Канторович, Д.М. Гвішиані, С.В. Ємельянов, Н.Н. Моісєєв, Г.С.Поспелов, Л.Н.Сумароков, Г.В.Шорін, В.М.Глушков, Е.П. Голубков, Ю.І.Черняк, В.Н.Садовський, В.В.Дружинін, А.А.Ляпунов, І.В.Блауберг, А.І.Уємов, О.С.Образцов, А.Г. Маміконов, С.А.Саркісян, А.В.Голованов, Н.Ф.Бончковський, Ю. П. Сурмін, П.І.Ковальчук та ін.

В сучасній науці і техніці СА широко застосовується в процесі прийняття рішень у теоретичних, прикладних дослідженнях і розробках в різних галузях діяльності людини: екології, економіці, біології, медицині, історії, воєнній справі, сільському господарстві тощо. Окремо слід визначити роль досліджень С.А.Образцова у застосування СА і системного підходу в землеробство, а також Л.М. Рекса – в сільськогосподарські гідротехнічні меліорації [33,34,60].

Системний аналіз формує у фахівців гідромеліорації і зрошуваного землеробства навички економічно і екологічно грамотного підходу до вирішення складних проблем, дозволяє поєднати знання із спеціальних дисциплін з економікою і екологією, враховувати співвідношення між метою і можливостями. Системний аналіз спрямований на одержання оптимальних техніко-економічних рішень. Використання СА як ключового методу вирішення проблем ландшафтних меліорацій сьогодні є новим і перспективним напрямом розвитку методології меліоративної науки і практики, на застосування метода СА в ландшафтних меліораціях спрямована і робота автора цієї книги.

За уявленнями Дж. Джефферса [118] системний аналізє стратегією наукового пошуку, яка хоч і використовує математичний апарат і концепції, але в рамках систематизованого наукового підходу до вирішення складних проблем, сприяючі організації наших знань таким чином, щоб допомогти передбачити результати впливу на систему, вибрати найкраще рішення [60]. Наприклад, в межах вивчаємого агроландшафту, це вибір найкращого рішення системної структури посівних площ, систем сівозмін, обробки ґрунтів, використання сільськогосподарських технологій, меліоративних заходів, параметрів зрошувальної і дренажної системи, організаційних структур тощо.

У вузькому розумінні системний аналіз є сукупністю методологічних засобів, які використовуються для підготовки та обґрунтування рішень по складних проблемах. В широкому розуміння термін "системний аналіз" іноді вживають як синонім системного підходу. Однак подібне отожнення цих понять не зовсім правомірне (А.С. Образцов, 1990).

Системний підхідне існує у виді строгої методологічної концепції. Це скоріш напрям методології, в основу якого покладено дослідження об'єкту як системи. В ландшафтних меліораціях, де основним досліджуємим об'єктом є антропогенний ландшафт або природно-технічна ландшафтно-меліоративна система, системний підхід сприяє більш строгому, логічному обґрунтуванню постановки проблем і задач, вибору стратегії їх вивчення, орієнтує дослідження на розкриття цілісності вивчаємого об'єкту, на виявлення складних взаємозалежностей і можливих наслідків проектів та приймаємих управлінських рішень.

Науковим методом системний аналіз стає лише тоді, коли на всіх етапах він спирається на кількісний аналіз проблеми, використовуючи адекватні моделі і ПЕОМ. В основному, ландшафтно-меліоративні системи включають у себе елементи і фактори, які піддаються строгій кількісній оцінці. Наприклад, це основні показники меліоративного режиму: зрошувальні (поливні) норми, дренажний стік, вологість ґрунту, його загальна і токсична засоленість, рівень, мінералізація і хімічний склад грунтових та дренажних вод, іригаційні показники якості зрошувальної води тощо.

Під поняттям елемент системи розуміється найпростіша неделима частиця системи з точки зору вирішення конкретної задачі або поставленої мети. Елементом ландшафтно-меліоративної системи можуть бути грунти, їх фізико-хімічні властивості, грунтові води, кількість і якість зрошувальної або дренажної води, гідротехнічної споруди та об¢єкти, а також сукупність їх властивостей або відношень.

Система може бути розчленена на окремі підсистеми,які є частинами системи і здатні виконувати відносно незалежні функції, підцілі,спрямовані на досягнення загальної мети системи. У гідромеліоративній системі підсистемами можуть вважатися як зрошувальна і дренажна мережі, так і окремі дрени тожо.

Підсистемаповинна мати властивості системи і може при дослідженні розглядатися як самостійна система нижчерозташованого рівня ієрархії по зрівнянню із вивчаємою системою. При вивченні роботи зрошувальної системи в маштабі окремого ландшафту або масиву ( наприклад, робота Інгулецької зрошувальної системи в умовах і межах Інгулецького зрошуваного масиву), підсистемою може бути окрема господарська зрошувальна система. Межі системи визначаються підсистемами, які знаходяться під відповідним контролем ( наприклад: під контролем Управління зрошувальної системи). Підсистемою ландшафту всього Інгулецького зрошуваного масиву може бути елементарнийландшафт окремого господарства, сівозміни або ділянки. Як підсистема може розглядатися вода, тому що вміщує в собі розчинені мінеральні і органічні речовини: іони хімічних елементів і сполук, важких металів, радіонукліди, залишки гербіцидів та ін.

На першому етапі ландшафтно-меліоративних досліджень іноді є доцільним відокремлення (обмеження) вивчаємої системи від зовнішнього середовища, з яким взаємодіє або буде взаємодіяти ця система.

Зовнішнє середовищевизначається факторами, які впливають на вивчаєму (аналізуєму) систему, але знаходяться поза межами впливу особи, яка приймає рішення. Наприклад, поза межами керівництва управління зрошувальною системою (УЗС) знаходяться такі фактори, як атмосферні опади, вітер, температура і вологість повітря, сонячна радіація тощо, а іноді і фактори басейнового формування водогосподарського комплексу. Так, поза межами впливу керівництва Інгулецької зрошувальної системи сьогодні є формування якості води р.Інгулець на басейновому рівні з урахуванням впливу Криворізького гірничорудного комплексу, каналу Дніпро-Інгулець [141] тощо.