Курс "Системная экология"

Курс предназначен, в первую очередь, для инженерных специальностей и менеджмента, задействованного в инженерных проектах. Цель курса – освоение инструмента системного мышления и его применение в поддержке принятия решений, осложненных слабопредсказуемой внешней средой. Будут рассмотрены экологический, экономический и социальный аспекты внешней среды. Иными словами, курс будет полезен тем, кто каждый день сталкивается с неопределенностями в постановках задач, вызванными бурно меняющимся миром.

О курсе

Содержание курса состоит из 2 крупных блоков:

  1. системные знания
  2. экологические модели.

Блок системных знаний представляет собой наиболее практическую сторону системных наук и во многом задействует системно-инженерные принципы и практики. Обучение по первому блоку насыщено работой с доской и рисованием схем.

Блок экологических моделей – это разбор примеров использования системных знаний в экологии. Обучение построено на постепенном освоении системной динамики. В результате второго блока каждым обучаемым должна быть разработана собственная системно-динамическая модель. 

Формат

Каждая из 9 недель курса включает:

  • видео-лекции
  • небольшой тест после каждой лекции на понимание
  • задание для самостоятельной работы по итогам недели
  • материалы для выполнения самостоятельной работы по итогам недели (модели, коды и т.д.)
  • тестирование, направленное на оценку самостоятельной работы по итогам недели

Каждая видео-лекция сопровождается списком используемой литературы. Некоторые задания для самостоятельной работы включают поиск определенных знаний в литературе для последующего решения прикладной задачи.

Уральский центр системной инженерии [Электронный ресурс]. Режим доступа – http://urse.ru

Требования

Для успешного освоения дисциплины жестких входных требований нет, однако желательны знания следующих дисциплин:

  • математический анализ
  • векторная алгебра
  • дифференциальные уравнения
  • численные методы анализа
  • общая теория управления
  • основы экономической теории
  • общая физика, общая химия, общая биология, общая экология

Программа курса

Неделя 1. Системный подход.

1.1 Определение системы, эмерджентность, использующая система, системы в операционном окружении, целевая система, подсистема.

1.2 Функции и конструкции.

1.3 Пример: Город как использующая система.

 

Неделя 2. Системная методология.

2.1 Модели и стейкхолдеры.

2.2 Математическое моделирование. Сложность.

2.3 Потребность, требование, архитектура.

 

Неделя 3. Системный инструментарий.

3.1 Идея и упрощенная формализация системной динамики.

3.2 Пример: популяция кроликов.

3.3 Поддержка принятия решений.

 

Неделя 4. Моделирование экологических систем.

4.1 Определение экологической системы.

4.2 Холархия экологических систем.

4.3 Архитектура экологической системы.

 

Неделя 5. Популяционная модель.

5.1 Простейшая популяционная модель.

5.2 Популяционная модель средней сложности.

5.3 Анализ популяционной модели.

 

Неделя 6. Модель загрязнения окружающей среды.

6.1 Простейшая модель загрязнения окружающей среды.

6.2 Модель загрязнения окружающей среды средней сложности.

6.3 Анализ модели загрязнения окружающей среды.

 

Неделя 7. Устойчивое развитие: социальный, экономический и экологический аспекты.

7.1 Простейшая модель устойчивого развития.

7.2 Модель устойчивого развития средней сложности.

7.3 Анализ модели устойчивого развития.

 

Недели 8-9. Проект.

Результаты обучения

В результате освоения дисциплины, обучаемый будет способен:

  • Формализовать сложные задачи с помощью системных требований
  • Оценивать альтернативные решения в условиях неопределенности
  • Использовать системную динамику для моделирования сложных систем
  • Разрабатывать экологические требования к сложным системам
  • Управлять требованиями, относящимися к внешним условиям

Формируемые компетенции

Курс направлен на формирование компетенций системного анализа и имитационного моделирования.

Направления подготовки

07.00.00 Архитектура

07.03.04 Градостроительство (магистратура)

08.00.00 Техника и технологии строительства

09.00.00 Информатика и вычислительная техника

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

10.00.00 Информационная безопасность

11.00.00 Электроника, радиотехника и системы связи

12.00.00 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии

13.00.00 Электро- и теплоэнергетика

14.00.00 Ядерная энергетика и технологии

15.00.00 Машиностроение

16.00.00 Физико-технические науки и технологии

17.00.00 Оружие и системы вооружения

18.00.00 Химические технологии

19.00.00 Промышленная экология и биотехнологии

20.00.00 Техносферная безопасность и природообустройство

21.00.00 Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия

22.00.00 Технологии материалов

23.00.00 Техника и технологии наземного транспорта

24.00.00 Авиационная и ракетно-космическая техника

25.00.00 Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники

26.00.00 Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта

27.00.00 Управление в технических системах

27.04.02 Управление качеством

28.00.00 Нанотехнологии и наноматериалы

29.00.00 Технологии легкой промышленности