Использование систем поддержки принятия решений при компьютерном моделировании экономического развития региона
Бабенышева Анастасия Николаевна, магистр
Оренбургский государственный университет
В статье рассматриваются методологические и технологические подходы к построению систем поддержки принятия решений для региональных и федеральных органов власти, основанные на использовании новейших информационных технологий, таких как хранилище данных, OLAP-технология, имитационное моделирование и др. Описана общая структура модельного комплекса по социально-экономическому развитию региона и его реализация на основе методов системной динамики и современных технологий имитационного моделирования.
Ключевые слова: системы поддержки принятия решений, социально-экономическое развитие регионов, имитационное моделирование, методы системной динамики, стратифицированное описание модельного комплекса, системные потоковые диаграммы
In the article, many methodological and technological approaches for creating Decision Support System for regional and federal authorities. They are based on using new information technologies as Data Warehousing, On-Line Analytical Processing, simulation modeling and others. The common structure of model complex for region social-economic development and its realization based on methods of system dynamic and modern technologies of simulation software, are described.
Key words: Decision Support System, social and economic development of the region, simulation modeling, methods of system dynamic, stratification description of simulation complex, system stream diagrams.
Набирающие сегодня темп процессы информатизации на всех уровнях государственного управления в качестве центральной задачи ставят повышение эффективности управления на региональном уровне на основе системного подхода к информационному сопровождению деятельности органов власти и реализации функций управления, формирование единого информационного пространства, а также качественного информационно-аналитического обеспечения решения оперативных и стратегических задач социального и экономического развития регионов.
Дальнейшая интеграция процессов управления и информатизации в социальной сфере, сфере производства и управления приводит к необходимости создания ситуационных центров управления различного назначения, информационно-аналитических систем поддержки принятия решений. Основное назначение СППР для федеральных, региональных, муниципальных органов власти состоит в решении следующего комплекса задач:
– мониторинг социально-экономических и финансовых показателей с целью контроля и комплексного анализа текущей социально-экономической ситуации на региональном уровне;
– анализ территориальной информации и выявление тенденций и закономерностей в накапливаемых данных;
– прогнозирование состояния отраслевых (производственных) и региональных комплексов и выделение диспропорций на рынках и соответствующих точек роста в социально-экономической системе;
– анализ влияния факторов различной природы на социально-экономическую ситуацию в регионах;
– системное моделирование социально-экономического развития регионов на основе комплекса взаимосвязанных имитационных и оптимизационных моделей;
– информационно-аналитическая поддержка процесса принятия управленческих решений, включающая выполнение многовариантных расчетов сценарного и целевого типа социально-экономического развития регионов и оценку последствий принятия решения.
В современных условиях социально-экономическое развитие регионов является важной стратегической составляющей муниципального управления, наряду с административно-правовым регулированием и бюджетной политикой. На практике разработка стратегии социально-экономического развития связана с составлением долгосрочного и краткосрочного плана развития территории. Отдел социально-экономического развития осуществляет [1]:
– комплексный анализ и прогнозирование социально-экономического развития региона;
– формирование сводного плана развития территории;
– управление социально-экономическим развитием на основе комплексного исследования сложившейся социально-экономической ситуации. Выработанная стратегия во многом определяет содержание основных направлений деятельности органов местного самоуправления:
– управление бюджетом и финансами;
– управление экономикой и предпринимательством.
Подходы к построению СППР для федеральных, региональных и муниципальных органов власти основаны на том, что процесс принятия управленческих решений характеризуется высокой информативностью и сложностью реальных проблем, стоящих перед органами власти и необходимостью проведения системного анализа и целенаправленных аналитических исследований для их решения, требующих согласования принимаемых решений на всех уровнях власти и включает несколько основных этапов [1].
Начальный этап процесса принятия решения связан с выявлением структурных особенностей в неструктурированных территориальных данных по социально-экономическому развитию, экономических показателях отраслевых и региональных комплексов, поступающих динамично, в ходе мониторинга из различных источников. Технологически этот этап реализуется на основе концепции Хранилища Данных, основным преимуществом которой является то, что разрозненные данные интегрируются, структурированными во времени, что позволяет исследовать динамические тенденции и реализовывать различного рода аналитические приложения.
Важным моментом процедуры принятия решения является выявление ключевых проблем предметной области и анализ тенденций, сравнений, исключений, присущих данным, накопленным в Хранилище Данных, а также подтверждение и интерпретация выявленных закономерностей, что в свою очередь стимулирует поиск адекватных решений. Визуализация найденных зависимостей с помощью OLAP-технологий, формирующих многомерное представление данных и произвольные срезы анализируемых данных с помощью удобных и красивых графических оболочек, существенно повышает эффективность деятельности системного аналитика на этом этапе [2]. Таким образом, в ходе этих предварительных этапов, данные структурируются по проблемам предметной области, преобразуются в стратегическую информацию за счет поиска тенденций, что подготавливает основу для центрального этапа процедуры принятия решений — моделирования, поддерживаемого современной технологией компьютерного моделирования. Динамические имитационные модели выступают как системообразующее и наиболее ценное звено процесса принятия решений, позволяют исследовать сложные, слабоформализованные социально-экономические системы в динамике, в условиях неопределенности информации и действия большого количества факторов стохастической природы, проигрывать большое количество альтернатив, сценариев и стратегий развития. Построение обобщенной модели региона реализуется на комплексе взаимосвязанных имитационных и оптимизационных моделей с развитыми динамическими и информационными связями между моделями всех уровней, поддерживаемым стратифицированным описанием, выполненным CASE-средствами на верхнем уровне представления моделируемой системы.
Заключительные процедуры оценки вариантов или выбора по результатам сложных, информативных экспериментальных исследований, проводимых на комплексе имитационных моделей, характеризуются прямым участием эксперта в целенаправленном модельном исследовании и применением вычислительных процедур на основе компенсационного сочетания экспериментального подхода компьютерного моделирования с различными аналитическими методами.
Аналитическую основу СППР составляет обобщенная имитационная модель региона, а также интеллектуальные и экспертные системы, аккумулирующие опыт решения задач управления и обеспечивающие участие коллектива экспертов, взаимодействующих прозрачным образом через диалоговый интерфейс с комплексом моделей в процессе выработки рационального экономического решения. В зависимости от функционального наполнения интерфейса выделяют системы: EIS и DSS, предназначенные соответственно для лиц, принимающих решение и системных аналитиков, осуществляющих стратегическое планирование.
Методологической основой моделирования социально-экономического развития региона является системный анализ, центральной процедурой которого, как известно, является построение обобщенной (единой) модели региона, отражающей все факторы и взаимосвязи реальной системы.
Регион, как объект моделирования характеризуется:
– слабостью теоретических знаний, качественным характером знаний о системе, отсутствием теории развития города;
– высоким уровнем неопределенности исходной информации.
Анализ и моделирование социально-экономических, региональных процессов необходимо выполнять с учетом следующих характерных особенностей:
– регион рассматривается как сложная слабоструктурированная система, системное моделирование которой предполагает выявление большого количества сложных взаимосвязанных причинно-следственных связей между факторами, рассматриваемыми в описании сложной системы, результат действия которых не всегда очевиден при принятии решений (территориальные системы контриинтуитивны, как говорил Форрестер), в описании, структуризации объекта моделирования присутствует большая доля экспертных знаний;
– региональные системы — стохастические, исследование которых необходимо выполнять в условиях неопределенности и неоднозначности;
– регион — социальная система, поэтому в ней доминируют и учитываются природные и психологические факторы;
– регион — динамическая система. Исследование процессов воспроизводства требует изучения динамики развития системы, анализа процессов роста, с учетом общего жизненного цикла региона и его частей, адаптивной эволюции;
– существует конфликт между целями долгосрочного планирования и краткосрочными решениями, поэтому необходима координация при принятии решений.
В задачах принятия решений целенаправленный выбор управляющих решений и экономических методов управления должен определять такие пропорции общественного воспроизводства (достижение баланса использования ресурсов в системе), которые в максимальной степени способствуют удовлетворению потребностей населения в регионе и повышению его жизненного уровня. Это основная целевая задача регионального управления [3].
Исследуемая социально-экономическая система имеет сложную внутреннюю структуру, в составе которой могут быть декомпозированы подсистемы: население, производство, непроизводственная сфера, экология, пространство, финансы, внешняя экономическая сфера, характеризуется иерархичностью управления и активностью отдельных ее подсистем, взаимодействие элементов в рамках которой рассматривается с учетом характера воздействий внешней среды на внутреннюю структуру, имеет множество отдельных подсистем, систему показателей измерения целей, многообразные стратегии их достижения и т. д.
Обобщенный подход к оценке уровня развития позволит сформировать иерархическую структуру показателей, все социально-экономические показатели которой находятся между собой в сложной взаимосвязи, и выполнить построение агрегированных показателей, характеризующий социально-экономический уровень развития региона. Система показателей социально-экономического развития региона представляет собой сложную иерархическую структуру с множеством частных показателей, в которую в зависимости от задачи управления могут включаться критерии, отражающие социальный, экономический, градостроительный и другие эффекты варианта развития.
В общем случае система показателей включает интегрированный критерий, отражающий уровень жизни населения в регионе. На верхнем уровне этой иерархической структуры выделяют три группы агрегированных критериев, включающих:
– обобщающую оценку социальных параметров региона;
– показатели, характеризующие объективные экономические (производственные) условия региона, переменные, отражающие социальные характеристики внепроизводственной сферы, зависимые от развития производства.
В свою очередь агрегированные показатели дают общую оценку состояния социально-экономической структуры и включают демографические, социально-профессиональные, трудовые и общественно-политические параметры, а также параметры, отражающие условия жизни, труда и быта населения региона [4].
В модели заложены основные виды регуляторов для территориальных систем:
– административные;
– нормативные;
– земельные;
– бюджетно-налоговые;
– организационно-правовые;
– договорные.
С позиций системного подхода сформировано стратифицированное описание модельного комплекса социально-экономического развития региона, выделяются основные уровни:
– анализ и прогнозирование ресурсного потенциала региона;
– собственно, выработка вариантов управленческих решений.
На первом уровне по виду ресурсного потенциала выделены блоки: природные ресурсы, производственные фонды, демография, финансы, внешние хозяйственные связи, и некоторые другие. На уровне общего анализа ресурсного потенциала региона в модели природные ресурсы детализируются как возобновимые и не возобновимые. На более высоких уровнях детализации созданы модели по основным видам природных ресурсов.
В аналитическом блоке будет исследоваться структура и эффективность использования производственных фондов региона с учетом развития научно-технического прогресса, применения инновационных технологий и других факторов.
Моделирование бюджетного процесса, анализ кредитной, инвестиционной деятельности, поведение банковской системы отражают общее состояние финансовых ресурсов региона.
Выработка реальных стратегических вариантов развития региона должна вестись по трем основным направлениям:
– производства регионального подчинения (в зависимости от специфики региона может быть отдельно выделен блок производства нерегионального подчинения);
– производственная инфраструктура региона;
– социальная инфраструктура региона.
Реализация обобщенной модели связана с созданием комплекса взаимосвязанных математических и имитационных моделей со сложными информационными и развитыми динамическими связями между моделями всех уровней. Стратифицированное описание модельного комплекса служит основой для разработки соответствующей машинной технологии в СППР и кладется в основу формирования баз данных и знаний [4].
Основным системообразующим методом моделирования в задачах социально-экономического развития региона является метод имитационного моделирования, который:
– позволяет формировать обобщенную модель системы на основе единого фрейма данных;
– реализует итерационный характер разработки модели, поэтапный характер детализации моделируемых подсистем, что позволяет постепенно увеличивать полноту оценки принимаемых решений по мере выявления новых проблем и получения новой информации;
– предлагает новую методологическую основа научного исследования эксперимент на имитационной модели.
Сегодня имитационное моделирование становится все более зрелой компьютерной технологией.
– создание проблемно-ориентированных систем моделирования в различных областях исследований;
– наличие удобного и легко интерпретируемого графического интерфейса, когда блок-схемы дискретных моделей и системные потоковые диаграммы непрерывных реализуются на идеографическом уровне, параметры моделей определяются через подменю; объектно-ориентированное моделирование;
– использование развитой двух- и трехмерной анимации в реальном времени.
Важной составляющей социальной инфраструктуры является жилищно-коммунальная сфера. Компьютерная модель позволяет описывать динамику развития города с учетом воздействия различных факторов, т. к. эволюция жилого фонда и планирование деятельности жилищно-коммунального хозяйства, бюджетный процесс и предпринимательская активность в городе, деятельность строительных организаций, финансовые отношения, реальные демографические и миграционные процессы. Основные подсистемы модели жилищно-коммунальной сферы: бюджет, предприятия, население, земельные ресурсы и жилой фонд, который в свою очередь детализируется по различным категориям с учетом форм собственности, степени износа. Основным показателем социально-экономического развития является обеспеченность населения территории жильем, который на моделях других уровней детализации оценивается с учетом факторов качества и доступности приобретения жилья, характером оплаты жилья населением и за счет бюджетных дотаций, с учетом социальных дотаций населению в этой сфере и др. Модели этого комплекса адаптированы на решение современных задач реформирования жилищно-коммунального хозяйства, позволяют проводить общий прогноз основных социально-экономических показателей, выявлять диспропорции с учетом общего состояния жилого фонда и поддерживающей инфраструктуры, осуществлять бюджетное планирование в жилищной сфере, разрабатывать социально-сбалансированную тарифную политику.
Разработка аналитического комплекса территориальных систем позволит органам власти различных уровней решать конкретные стратегические задачи социально-экономического развития народно-хозяйственных комплексов и регионов в целом, обеспечивая их взаимодействие с задачами оперативного управления.
Литература:
- Кастельс, М. Информационная эпоха: экономика, общество и культура [Текст] / М.Кастельс. — М.: Издательство ГУ ВШЭ, 2000. — 608 с.
- Мизякина, О. Б. Научный аппарат сетевого подхода в экономических исследованиях [Текст] / О. Б. Мизякина// Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 3.
- Подиновский В. В., Ногин В. Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач [Текст] / В. В. Подиновский, В. Д. Ногин. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. — 256 с.
- Пойа Д. Математическое открытие: Решение задач: основные понятия, изучение и преподавание [Текст] / Д. Пойа — М.: КомКнига, 2010. — 448 с.
