3865

1.9. Модель стохастического учета влияния неопределенности внешней среды

Впервые данная модель была разработана применительно к системам интегрированного менеджмента [136]. В разделе 4 обосновано подобие ряда задач, решаемых с использованием СППИР для интегрированного менеджмента и

ив рассматриваемой проблеме.

Винтересах повышения качества выдаваемой информации и оперативности ее получения необходимо определить объем оптимальных выделяемых ресурсов (финансовых, временных и др.) на разработку СППИР, которые (ресурсы), в свою очередь, зависят от ее (СППИР) структурных и функциональных особенностей. Фактически имеет место оптимизационная задача, постановка которой может быть сформулирована следующим образом.

Пусть имеется СППИР, состоящая из множества подсистем {S}. Для каждой подсистемы mi Î{S}, i = 1;N заданы:

- множество необходимых операций, выполняемых m подсистемой для достижения поставленной цели:

где Dti =| tin - tik |, tin - момент начала функционирования подсистемы наi-м интервале, tik - момент окончания целевого функционирования подсистемы на i-м интервале.

Введем для рассмотрения следующие вероятности:

-вероятность выполнения требуемых операций m подсистемой для решения поставленных задач - Pom ;

-вероятность наличия требуемого ресурса для выполнения требуемых операций m подсистемой - Prm ;

-вероятность появления дополнительных операций, требуемых для решения поставленных задач m подсистемой, обусловленных влиянием неопре-

деленности внешней среды, - Pdom ;

-вероятность выполнения дополнительных операций m подсистемой - Pvdom ;

-вероятность наличия требуемого ресурса для выполнения дополнительных операций m подсистемой - Pdrm .

Вероятность выполнения i-й задачи m подсистемой в условиях неопреде-

41

ленности будет выражаться следующим образом:

Pi m = Pom Prm Pdom Pvdom Pdrm .

Данная вероятность выступает в роли показателя качества функционирования m подсистемы. Показатель качества функционирования всей системы, представляющий собой вероятность достижения цели ОС в условиях неопределенности, определяется в соответствии с формулой

Функция ресурсного обеспечения системы R S может быть представлена в следующем виде:

i =1

где Oo - объем ресурсов, требуемых системой для достижения цели, в детерминированных условиях, Od - объем дополнительных ресурсов, требуемых системой для достижения цели, в условиях неопределенности; rio - объем ресурсов, требуемых i –й подсистемой для достижения целевого назначения, в детерминированных условиях; rid - объем дополнительных ресурсов, требуемых i –й подсистемой для достижения целевого назначения в условиях неопределенности.

В условиях неопределенности внешней среды требуется уточнить число дополнительных операций, необходимых для достижения поставленной цели, а следовательно, объем дополнительных ресурсов. Возможности СППИР по уточнению числа дополнительных операций зададим соответствующей вероятностью - Pydom . При этом выражение для показателя качества функционирования

системы в условиях неопределенности для случая использования СППИР примет вид

В представленной модели показатель качества функционирования системы (1.18) выступает в роли ограничения, а функция ресурсного обеспечения (1.17) является целевой функцией. В символьном виде данная оптимизационная задача может быть представлена следующим образом:

где Р + - пороговое значение функции ограничений(требуемое значение вероятности выполнения системой поставленной цели).

Данная оптимизационная задача относится к классу дискретных с нелинейной целевой функцией и невыпуклой функцией ограничений.

Результатами решения данной задачи могут быть синтезированные алгоритмы построения оптимальной структуры СППИР, оптимизации ее функционала и др.

42

Предложенная модель в теоретическом плане найдет применение при обосновании требований к СППИР на этапах ее проектирования и разработки

[39, 194, 195].

1.10. Требования, предъявляемые к системе поддержки принятия инвестиционных решений

Известно, что информационная система(ИС) представляет собой совокупность технических и программных средств, математического обеспечения и персонала, объединенных в единое целое в интересах добычи, хранения, обработки и выдачи информации в соответствии с поставленной целью [103].

В рамках существующей классификации ИС[40] выделяются системы поддержки принятия решений (СППР).

Целевое назначение системы поддержки принятия инвестиционных -ре шений (СППИР) заключается в обеспечении поддержки принятия решений ЛПР при управлении финансовыми инвестициями. Она базируется на традиционной СППР и определяется следующим образом.

СППИР представляет собой программно-технический комплекс, использующий оборудование, специальное математическое и программное обеспечение, данные, знания, базу моделей для информационного управления ЛПР с целью выбора оптимального инвестиционного финансового портфеля [117, 155].

Под информационным управлением понимается сообщение определенной информации [165].

Применительно к процессу принятия инвестиционных управленческих решений (см. рис. 1.11) СППИР призвана решать задачи в рамках подпроцессов (блоки 8-10): определение ограничений; выбор модели; определение параметров модели. Целевое назначение этих подпроцессовповысить качество информации, выдаваемой ЛПР для дальнейшего принятия решений. При этом качество выдаваемой информации, в свою очередь, зависит от качества общего используемого информационного обеспечения.

Информационное обеспечение представляет собой набор формализованной информации, хранящейся и циркулирующей в СППИР[85, 97, 98]. Данная информация подразделяется на системную и пользовательскую. Основное внимание в монографии уделено пользовательской информации. Она представляет собой сведения об объектах и явлениях внешней и внутренней среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают степень неопределенности и неполноты имеющихся о них знаний применительно к финансовому инвести-

рованию [96, 153].

Информация о внешней среде включает [153]:

-параметры (котировки и др. ) инвестиционных инструментов;

-значения индексов фондового рынка;

-характеристику политической обстановки;

-параметры экономической обстановки и др.

43

Информация о внутренней среде содержит [153]:

-схемы представления данных;

-форматы представления данных в базе;

-параметры обмена данных внутренней локальной сети;

-набор используемых моделей оценки инвестиций и др.

Следует отметить, что в настоящее время системные проработки в области информационного обеспечения данной предметной области отсутствуют, а общими недостатками ИО являются [34, 60]:

-проблемы оперативного сбора и обработки требуемой пользовательской информации;

-«размытость» постановок задач управления;

-отсутствие однозначных алгоритмов решения задач управления;

-наличие практики принятия необоснованных («волевых») решений;

-низкий уровень автоматизации рутинных операций при обработке документации;

-низкое качество реализации документооборота, приводящее к избыточности (дублированию) информации, с одной стороны, и быстрому ее старению, с другой;

-несоответствие фактических значений показателей качества информации (полнота, адекватность, достоверность) требуемым в существующих программных системах.

Усугубляют сложившееся положение недостатки готовых программных решений. Программные продукты отечественного производства в данной предметной области ограничены, закрыты (не допускают модификаций и доработок) и дороги. Для зарубежных программ характерны: значительная стоимость; избыточность функциональных возможностей; закрытость; отсутствие учета особенностей отечественного рынка [99, 153].

Вышеизложенные проблемы приводят к затруднению своевременной оценки информации и выработки эффективных инвестиционных управленческих решений. Поэтому повышение эффективности информационного обеспечения (его пользовательской составляющей) процесса управления финансовыми инвестициями, на основе разработки и внедрения СППИР, является важной актуальной научной и практической задачей.

Одной из прагматических целей разработки СППИР является формирование качественной информации [148]. Обеспечение качественной информации для ЛПР является первым требованием, предъявляемым к СППИР. Качество информации представляет собой набор свойств(показателей), удовлетворяющих потребности ЛПР при принятии решений[118, 194, 195]. В схематичном виде они представлены на рис. 1.16.

Репрезентативность информации представляет собой показатель, характеризующий адекватность представления свойств объекта(понятия). Встречается также такое ее определение: правильность отбора и компоновки информации с целью наиболее адекватного описания объекта (отражения его основных

44

Показатели качества информации

Рис.1.16. Показатели качества информации

свойств) [39]. Репрезентативность информации зависит от корректности сформулированного исходного понятия и отбираемых существенных признаков и связей. Область финансовых инвестиций не нова. Сформулированные понятия данной предметной области, а также их существенные признаки и связи являются установившимися. Они проверены практикой и временем. Учет данного показателя целесообразен в виде соответствующих справок и глоссария, включаемых в состав СППИР [151]. Особенно это важно для молодых специалистов, начинающих работать в данной предметной области.

Содержательность информации интерпретируется как отношение количества семантической информации к общему объему сообщения. Данный показатель уже учтен в коэффициенте семантичности.

Полнота информации представляет собой минимальный объем сведений о минимальном наборе необходимых характеристик, достаточном для принятия решений. Данный показатель учитывается в СППИР на этапе формирования терминологического портрета предметной области. Следует отметить, что данный показатель относительный и изменяется после получения дополнительных сведений и принятия решения о возникновении нового понятия и включении его в терминологический портрет.

Под доступностью информации понимается ее представление в понятном для ЛПР виде. Данный показатель заложен на этапе проектирования СППИР.

Актуальность информации характеризует степень сохранения ее ценности на момент использования. Данный показатель зависит от степени«устаревания» информации и тесно связан с оперативностью ее добывания. Динамика старения информации зависит от используемого финансового инструмента(вида ЦБ). Показатель оперативности добывания информации является важной характеристикой СППИР и в виде соответствующего ограничения tr £ Tz , указы-

вающего на то, что время решения задач и реализации принятых решений не должно превышать требуемое , используется в общей постановке задачи.

Точность информации характеризует степень соответствия полученной информации реальному состоянию понятия. В рамках СППИР используется

45

номинальная точность, определяемая функциональным назначением описываемого показателя.

Достоверность информации используется в интересах оценки возможности ее получения с заданной точностью. Для измерения достоверности используется доверительная вероятность, показывающая, что представленное значение параметра (характеристики) и его истинное значение находятся в пределах заданной точности.

Устойчивость информации показывает, что определенные изменения данных не приводят к потере ее точности.

Требуемая достоверность и устойчивость в СППИР достигаются использованием множества источников информации, проведением расчетных экспериментов и опытом ЛПР.

В рамках решаемой задачи среди всех показателей качества информации наибольшее значение имеет точность. Она значительно влияет на качество принимаемых решений. Обеспечение максимального значения данного показателя является первым требованием, предъявляемым к системе.

Обеспечение оперативности формирования информации является вторым требованием, предъявляемым к СППИР. Важно обеспечить оперативность проведения финансового анализа (выбор модели оценки, проверка полученных результатов, корректировка параметров и др.) и оперативность получения информации, связанной с терминологическим портретом(уточнение понятий, получение новых знаний и др.). Достижение необходимой оперативности зависит от алгоритмов и процедур обработки информации[141]. Кроме того, оказывают влияние используемые технические средства, операционная система и среда разработки программ.

Возможность наращивания функциональных возможностей системы– третье требование, предъявляемое к СППИР. Оно достигается использованием открытой модульной структуры СППИР, позволяющей реализовать на начальном этапе ее прототип(СППИР с ограниченным функционалом), а затем полнофункциональную СППИР путем встраивания соответствующих программных модулей. Подобную реализуемость обеспечивает открытый интерфейс, основанный на стандартизации и унификации [60, 184].

Четвертое требование, предъявляемое к СППИР, связано с выбором специального математического и программного обеспечения(СМПО). К специальному математическому обеспечению относятся модели и алгоритмы, реализующие полный функционал СППИР. Полный функционал включает основной, связанный с решением основных задач, и вспомогательный, связанный с обеспечением решения основных задач(хранение и резервирование данных, оптимизация БД и запросов и .др). Обоснованные модели и алгоритмы должны обеспечить реализацию всех вышеизложенных требований [130].

Удовлетворение четвертого требования предполагает определение критериев оптимизации функционирования СППИР.

46

1.11. Критерии оптимизации разработки СППИР. Постановка научной проблемы

К основным видам обеспечения СППИР относятся: математическое (M); информационное (I); программное (P); техническое (T) [39, 41, 189]. Каждый вид обеспечения вносит свой вклад в общую эффективность функционирования СППИР. С учитом вышеизложенных требований к СППИР целесообразно использовать следующие критерии ее функционирования:

-точность финансового анализа – qi;

-значение коэффициента прагматической информативности - k p

-время финансового анализа – ta;

-стоимостые затраты на разработку СМПО, информационного и технического обеспечения - cΣ.

Точность финансового анализа целесообразно характеризовать величиной ошибки εr между прогнозными и фактическими значениями стоимостных характеристик выбранных финансовых инструментов(курсы валют, котировки акций и др.). Данный параметр в рассматриваемой задаче будет выступать в качестве критерия целевой эффективности. Он зависит от значения коэффициента прагматической информативности и характеристик, используемых видов специального математического, программного, информационного и технического обеспечения.

Специальное математическое обеспечение(СМО) представляет собой множество методов, математических моделей, методик и алгоритмов, используемых в рамках анализа исходной информации, генерации инвестиционных решений и проектирования СППИР. В символьной нотации математическое

обеспечение M О может быть представлено следующим образом:

где Мda - модели, Mea - методы и Ala - алгоритмы, используемые при

проведении анализа, М dp - модели, M ep - методы и Alp - алгоритмы, используемые при проектировании.

Работоспособность используемого на практике СМО инвестиционного анализа обеспечивают программы, для реализации элементов которых используется соответствующий программный код. Совокупность программ представляет собой программное обеспечениеPo. Оно состоит из специального программного обеспечения Pos, непосредственно реализующего используемые алгоритмы, и общего программного обеспечения Poо (операционная система, среда программирования и т.д.), используемого при разработке специального программного обеспечения Pо ={Pоs , Pоo }. Детализация целесообразных моделей, методов и алгоритмов проектирования СППИР приведена в разделе 4.

Информационное обеспечение (ИО) включает в себя выбранную технологию обработки и взаимообмена данными. В символьном виде ИО представляется как

47

где I т – модель представления данных, используемая в рамках инвестиционного анализа.

Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических средств (ЭВМ, средства телекоммуникаций и др.), используемых для решения задач инвестиционного анализа.

Значения характеристик специального математического, программного и информационного обеспечения в решаемой задаче будут выступать в качестве варьируемых параметров, а значения характеристик технического обеспечения

– в качестве ограничений.

Как отмечалось выше, информация, необходимая для принятия решений, должна предоставляться пользователю своевременно или даже с некоторым временным запасом (заблаговременно). Поэтому время анализа ta,, характеризующее оперативность проведения расчетов, не должно превышать требуемое.

При задании требуемого времени должны учитываться временные параметры всего процесса принятия управленческих инвестиционных решений. Данный параметр в решаемой задаче будет выступать в качестве ограничения.

Показатель стоимостных затрат на разработку специального математического и программного обеспечения, а также на информационные и технические средства поддержки cΣ будет в решаемой задаче, как и предыдущий показатель, выступать в качестве ограничения.

С учетом вышесказанного, общая научная проблема исследований формулируется следующим образом:

путём минимизации ошибки между соответствующими прогнозными и фактическими значениями принятых финансовых решений, путем оптимизации

повысить точность принимаемых инвестиционных управленческих решений ЛПР. При этом время проведения анализа ta (оперативность) не должно превышать требуемое время TТ:

Общая схема решения данной проблемы представляется следующим образом.

48

1.12. Модели и алгоритмы решения проблемы

Общая проблема (1.23) – (1.26) относится к классу слабо формализованных. Для ее решения требуется: во-первых, разработать общесистемные модели; во-вторых, разработать систему моделей, алгоритмов и программного обеспечения, реализующих аналитическую часть СППИР - анализ инвестиций и исследование временных рядов; в-третьих, разработать систему моделей, алгоритмов и программного обеспечения терминологического поиска; в-четвертых, разработать систему моделей, алгоритмов и программного обеспечения хранения и обработки данных; в-пятых, разработать систему моделей и алгоритмов проектирования СППИР.

Систему моделей и алгоритмов будем называть специальным математическим обеспечением (СМО), а систему моделей, алгоритмов и программного обеспечения будем называть специальным математическим и программным обеспечением (СМПО).

СМПО разработки СППИР в схематичном виде представлено на рис. 1.17 [116]. Оно выступает в роли частных задач, которые необходимо решить в рамках общей проблемы (1.23) – (1.26).

В функциональном плане выделенные группы моделей и алгоритмов, можно рассматривать в качестве подсистем СППИР. Исключение составляют задачи общесистемного уровня.

Таким образом, для разработки СМПО СППИР необходимо решить следующие группы частных задач.

1. Разработать общесистемное специальное математическое обеспечение, включающее:

- модель снижения неопределенности внешней среды на основе СППИР;

-вероятностную модель учета неопределенности внешней среды;

-модель учета априорной информации в дереве целей.

2.Разработать СМПО анализа инвестиций и исследования временных рядов, содержащее:

- модель Марковица; - обобщенный алгоритм реализации модели Марковица;

- одноиндексную модель Шарпа; - нейромодифицированную одноиндексную модель Шарпа;

- алгоритмы расчета характеристик ЦБ [106, 107]; - модифицированный генетический алгоритм распределения инвестиций; - островную модель параллельных вычислений;

- модели и алгоритмы нейросетевого прогнозирования временных рядов.

3.Разработать СМПО терминологического поиска, включающее:

-модель формализации текстовой информации;

-модель весовой обработки информации на тезаурусе;

-модель распределенной обработки информации на терминологическом портрете;

49

Общесистемные модели

Рис.1.17. Специальное математическое и программное обеспечение разработки и проектирования СППИР

50