Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мониторинг от приложений к общей теории. Монография
.pdf
Рассмотренная задача и полученный в ходе решения алгоритм
позволяют также находить оптимальные решения в случаях, когда
ни одно решение не было найдено при отмеченных критериях.
Рассмотрим пример для случая, когда число отмеченных критериев n = 5, число отмеченных для поиска критериев i = n = 5.
Как отмечалось выше, в этом случае дерево строить и совершать обход не нужно. Искомым набором будет {(X
)}. Решение будет выглядеть следующим образом:
X
15
n
⎛⎞
fX
∪
⎜⎟
⎝⎠
l
= ƒ (X11) ∪ƒ (X12) ∪ƒ (X13) ∪ƒ (X14) ∪ƒ (X15).
l
1
1
=
, X12, X13, X14,
11
Пусть теперь n = 5, i = 3.
В этом случае строим дерево следующего вида (см.
рис. 2.4.11).
1
23
3
4
45 4 5 5
555
45
5
Ðèñ. 2.4.11. Вид дерева для случая n = 5, i = 3
141
Осуществляя обход дерева, получим тройки:
{(1, 2, 3), (1, 2, 4), (1, 2, 5), (1, 3, 4), (1, 3, 5), (1, 4, 5),
(2, 3, 4), (2, 3, 5), (2, 4, 5), (3, 4, 5)}. Таких троек получилось
3
i
CC== =
5
n
5!
−
2!(5 3)!
. Каждой тройке ставим в соответствие мно-
10
жество, как показано далее:
(1, 2, 3) – X
(1, 2, 4) – X
(1, 2, 5) – X
(1, 3, 4) – X
(1, 3, 5) – X
(1, 4, 5) – X
(2, 3, 4) – X
(2, 3, 5) – X
(2, 4, 5) – X
(3, 4, 5) – X
∪X12 ∪X13;
11
∪X12 ∪X14;
11
∪X12 ∪X15;
11
∪X13 ∪X14;
11
∪X13 ∪X
11
∪X14 ∪X15;
11
∪X13 ∪X14;
12
∪X13 ∪X15;
12
∪X14 ∪X15;
12
∪X14 ∪X15.
13
15
;
Для каждого полученного множества строим отображение ƒ
и, таким образом, учитывая свойства функции ƒ, получаем набор
решений:
ƒ (X
∪X12 ∪X13) = ƒ (X11) ∪ƒ (X12) ∪ƒ (X13);
11
ƒ (X
∪X12 ∪X14) = ƒ (X11) ∪ƒ (X12) ∪ƒ (X14);
11
ƒ (X
∪X12 ∪X15) = ƒ (X11) ∪ƒ (X12) ∪ƒ (X15);
11
ƒ (X
∪X13 ∪X14) = ƒ (X11) ∪ƒ (X13) ∪ƒ (X14);
11
ƒ (X
∪X13 ∪X15) = ƒ (X11) ∪ƒ (X13) ∪ƒ (X15);
11
ƒ (X
∪X14 ∪X15) = ƒ (X11) ∪ƒ (X14) ∪ƒ (X15);
11
ƒ (X
∪X13 ∪X14) = ƒ (X12) ∪ƒ (X13) ∪ƒ (X14);
12
ƒ (X
∪X13 ∪X15) = ƒ (X12) ∪ƒ (X13) ∪ƒ (X15);
12
ƒ (X
∪X14 ∪X15) = ƒ (X12) ∪ƒ (X14) ∪ƒ (X15);
12
ƒ (X
∪X14 ∪X15) = ƒ (X13) ∪ƒ (X14) ∪ƒ (X15).
13
142
Алгоритм поиска компромиссного решения в случаях, когда
решение не было найдено, имеет следующий вид:
1. Выбрать критерии для поиска.
2. Построить дерево поиска.
3. Осуществить обход, получить необходимые наборы.
4. Произвести поиск по каждому набору.
5. Если решение было найдено или число критериев равно
нулю, выдать результат с объяснением. Если решение не было
найдено, уменьшить число критериев для поиска, перейти к пункту
номер–2.
Блок-схема алгоритма поиска компромиссного решения в слу-
чаях, когда решение не было найдено, показана на рис. 2.4.12.
Âõîä
Установить
критерии
поиска
Произвести
поиск
Вывод
результата
с объяснением
Выход
Äà
Решение
найдено
Íåò
Уменьшить
число
критериев
Ðèñ. 2.4.12. Блок-схема алгоритма поиска
компромиссного решения в случае,
если решение не было найдено
\
143
ГЛАВА 3
ÍÀ ÏÓÒÈ
К ОБЩЕЙ ТЕОРИИ
МОНИТОРИНГА
Анализ экологического и организационного мониторинга наводит на мысль о существовании аналогии между ними, возможности выявления общих черт мониторинга и их формулировки в
общесистемных терминах. С этой точки зрения представляется
целесообразным использование концепции иерархически управляемых динамических систем, возникшей именно на основе обобщения
опыта изучения эколого-экономических систем.
Первый параграф главы посвящен краткому изложению концепции иерархически управляемых динамических систем с акцентом на проблемы мониторинга. Выделяются основные элементы
иерархически управляемой динамической системы и показывается
их связь с мониторингом. Общие положения интерпретируются
для двух основных классов приложений: экологических и организационных систем.
Темой заключительного параграфа монографии является поддержка мониторинга в информационно-аналитических системах
управления, в том числе решение задач оптимизации мониторинга.
Предпринята попытка выделения параметров, подлежащих оптимизации, рассматриваются некоторые постановки оптимизационных
задач. Приводится общая схема информационно-аналитической
управляющей системы, демонстрируется роль мониторинга для
каждого блока системы. Показана связь между мониторингом и
математическим моделированием, которая представляется принципиальной для рассматриваемой темы.
Предлагаемые положения являются предварительными и могут служить поводом для дискуссии, в которой авторы будут рады
принять участие.
144
3.1. Мониторинг в свете концепции иерархически
управляемых динамических систем
Концепция иерархически управляемой динамической системы
возникла в результате обобщения результатов анализа проблем
управления эколого-экономическими системами, с одной стороны,
и теории управляемых динамических систем – с другой [Угольницкий, 1999]. Простейшая конфигурация иерархически управляемой
динамической системы (ИУДС) показана на рис. 3.1.1.
ВЕДУЩИЙ
ВЕДОМЫЙ
ÓÄÑ
Ðèñ. 3.1.1. Иерархически
управляемая динамическая
система (простейшая
конфигурация)
Идея введенного понятия ИУДС состоит в следующем. Традиционная модель управляемой динамической системы (УДС)
включает один уровень управления (в терминах ИУДС – это Ведомый). Однако субъект, управляющий динамической системой,
действует в своих интересах, которые зачастую могут расходиться
с объективными целями сохранения равновесия этой системы. Такая ситуация часто возникает в эколого-экономических системах
(текущие интересы природопользователя обычно противоречат требованиям устойчивого развития экосистем) и в организационных
системах (текущие интересы сотрудников организации не совпадают с требованиями ее стратегического развития) [Угольницкий,
1999, 2002б].
145
Управляемая динамическая система как пассивный объект
не может сама «бороться» за выполнение объективных требований своего устойчивого развития. Поэтому необходимо вводить
еще один уровень управления (Ведущего), который располагает
средствами воздействия на Ведомого для обеспечения объективных
общесистемных целей. Методы иерархического управления устойчивым развитием (воздействия Ведущего на Ведомого) описаны в
работах [Угольницкий, 2002а, 2005; Угольницкий и Усов, 2004,
2005, 2007].
Ведущий – основной управляющий субъект ИУДС, персонализирующий объективную цель ее развития. Кроме того, Ведущий
может иметь дополнительные собственные цели и интересы. В экологических приложениях роль Ведущего играют государственные
органы управления природопользованием и охраной окружающей
среды, в организационных – руководство организации. Ведомый –
объект управления Ведущего и субъект управления динамической
системой. В экологических приложениях под Ведомым понимаются природопользователи, в организационных – сотрудники
орга низации.
Следует иметь в виду, что представленная на рис. 3.1.1 конфигурация ИУДС отражает простейший, схематичный вариант
такой системы. В общем случае управляющая надстройка над
УДС имеет сложную многоуровневую иерархическую структуру.
Соответственно, Ведущий и Ведомый могут рассматриваться на
различных уровнях управленческой иерархии и иметь достаточно
сложную внутреннюю структуру. В экологических приложениях в
качестве обобщенного Ведущего следует рассматривать иерархическую систему органов управления природопользованием различной
ведомственной принадлежности (Министерство природных ресурсов
РФ, Росгидромет РФ и другие) на федеральном, региональном и
локальном уровнях. Руководство организации также имеет иерархическую природу: собственники, совет директоров, генеральный
директор, его заместители, руководители подразделений (отделов,
служб, секторов, групп и т. д.); зачастую необходимо учитывать
географическое распределение (филиалы в различных городах и
странах). В соответствии с принципом системной относительности, в зависимости от уровня рассмотрения одни и те же позиции
в структуре управления могут выступать как в роли Ведущего по
146
отношению к нижестоящим уровням, так и в роли Ведомого по
отношению к вышестоящим.
В качестве УДС рассматривается объект управления. В экологических приложениях это природные системы в динамике,
в организационных – процессы уставной деятельности организации
(производственные или иные). Здесь также рассмотрение ведется
на различных уровнях иерархической организации.
Для обеспечения целей устойчивого развития ИУДС Ведущему
необходима информация о ее состоянии и изменениях состояния в
процессе деятельности. Ведомый также нуждается в информации
для принятия решений. На базе полученной информации Ведущий
и Ведомый оценивают и прогнозируют состояние УДС. В экологических приложениях мониторинг Ведущего осуществляет Государственная служба наблюдений за состоянием окружающей среды,
а мониторинг Ведомого – экологические службы предприятий.
В организациях мониторинг Ведущего осуществляет руководство
предприятия, а мониторинг Ведомого – руководители подразделений и сотрудники.
Таким образом, в общем случае в систему мониторинга Ведущего входят наблюдения, оценка и прогноз: состояния УДС;
воздействия Ведомого на УДС; состояния Ведомого.
Мониторинг Ведущего является основным, поскольку он обеспечивает решение общесистемных задач управления. В свою очередь, Ведомый наблюдает, оценивает и прогнозирует состояние УДС
с позиции своих целей и задач (рис. 3.1.2). Здесь x
Ведущего о состоянии УДС; x
ствии Ведомого на УДС; x
Ведомого; x
– информация Ведомого о состоянии УДС.
SF
– информация Ведущего о воздей-
FSL
– информация Ведущего о состоянии
FL
– информация
SL
Формализация устойчивого развития как цели иерархического
управления и методов ее достижения с учетом интересов Ведущего
и Ведомого осуществляется посредством теоретико-игровой модели
[Угольницкий, 2005].
Здесь u = (u
Jg qpuMuU qQpPπρ=−→∈∈
((,,)) (, ) max; ;
LL L
Jg pu uUqπ=→∈
((, )) max; ()
FF
, ¾, un) – стратегия Ведомого, имеющая смысл
1
; (3.1.1)
. (3.1.2)
воздействия на УДС (в экологических приложениях измеряемая
147
Ðèñ. 3.1.2. Схема мониторинга
â ÈÓÄÑ
в долях изъятия природных ресурсов или выброса загрязняющих
веществ); U
ям устойчивого развития УДС; если u ∈ U
ρ(u, U
L
максимальное значение выигрыша Ведущего g
– область стратегий Ведомого, отвечающих требовани-
L
, òî ρ (u, UL) = 0, иначе
L
) = 1; Ì – штрафная константа, многократно превышающая
; q = (q1, ¾, qn) –
L
стратегия типа принуждения, компоненты которой имеют смысл
воздействия на множество допустимых стратегий Ведомого (в экологических приложениях предельно допустимые концентрации,
квоты вылова, правила рубки и т. п.); p = (p
, ¾, pm) – стратегия
1
типа побуждения, имеющая смысл воздействия на функцию выигрыша Ведомого (в экологических приложениях налоги, штрафы и
т. п.) ; по смыслу ð есть стратегия с обратной связью вида:
+
⎧
,
puU
∈
()
pu
=
⎨
p
⎩
−
, иначе
L
,
поэтому необходимо определить проекцию [Горелик, Коно-
ненко, 1982].
π : Q × P
U(q)
× U(q) → Q × P × U(q);
P, Q, U – множества допустимых стратегий;
g
, gF – функции выигрыша Ведущего и Ведомого соответ-
L
ственно.
148
В соответствии с представленной на рис. 3.1.2 схемой мониторинга, модель иерархического управления динамической системой
можно уточнить следующим образом:
Jg qpuxx x MuUxπρ=−→
((, ,, , , )) (, ( )) max
L L SL FSL FL L SF
(, , ); (, , )
qQx x x pPx x x∈∈
SL FSL FL SL FSL FL
Jg puxπ=→
((, , )) max;
FF SF
()
uUx∈
. (3.1.6)
SF
; (3.1.5)
; (3.1.3)
; (3.1.4)
Как следует из модели (3.1.3)–(3.1.6), принятие решений в
ИУДС существенно зависит от информации, которой располагают Ведущий и Ведомый. С математической точки зрения модель
(3.1.3)–(3.1.6) есть игра с неполной информацией. Чем выше качество мониторинга, тем точнее могут быть получены оценки значений параметров x
SL
, x
, xFL, xSF, что, в свою очередь, повышает
FSL
качество принимаемых решений.
В экологических приложениях параметр x
не является обя-
FL
зательным, в то время как в организациях наличие информации
о сотрудниках существенно влияет на качество управления. Отметим, что в организационных приложениях параметры мониторинга
зачастую служат предметом манипуляции, поскольку искажение
подлинных данных может оказаться выгодным для сотрудников
(см. пример в [Курбатов, Угольницкий, 1998: 220–224]).
Расширенное системное описание мониторинга включает следующие функции (п. 1.1):
1) наблюдение за воздействием на УДС;
2) наблюдение за состоянием УДС;
3) прогноз состояния УДС;
4) оценка текущего состояния УДС;
5) оценка будущего состояния УДС;
6) нормирование состояния УДС;
7) нормирование воздействия на УДС;
8) регулирование воздействия на УДС;
9) регулирование состояния УДС.
Ключевым моментом реализации первых двух пунктов этой
программы выступает методика наблюдений, включающая ряд
149
пунктов. Во-первых, необходимо составить список наблюдаемых
параметров, образующий вектор состояния управляемой динамической системы. Например, при наблюдении за состоянием водных
объектов список параметров включает гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические характеристики с акцентом на загрязнение. При наблюдении за состоянием организации, в которой
внедрена система менеджмента качества, наблюдаемые параметры
представляют собой показатели процессов СМК.
Во-вторых, следует определить методы измерения значений
наблюдаемых параметров и необходимость использования специальных приборов. В экологическом мониторинге используется широкий
набор методов химического анализа, спектроскопии, аэрокосмических наблюдений, требующих применения разнообразных физических, химических, технических приборов и устройств. Требования
к методам и приборам определяются официально утвержденными
методиками. Серьезные требования к измерениям предъявляет
стандарт ИСО 9001: 2001. В соответствии с п. 7.6 указанного стандарта, измерительное оборудование должно быть:
а) откалибровано или проверено в установленные периоды или перед
его применением по образцовым эталонам, передающим размеры
единиц в сравнении с международными или национальными
эталонами. При отсутствии таких эталонов база, использованная
для калибровки или поверки, должна быть зарегистрирована;
б) отрегулировано или повторно отрегулировано по мере необхо-
димости;
в) идентифицировано с целью установления статуса калибровки;
г) защищено от регулировок, которые сделали бы недействитель-
ными результаты измерения;
д) защищено от повреждения и ухудшения состояния в ходе обра-
щения, технического обслуживания и хранения. В частности,
необходимо подтверждать способность используемых компью-
терных программных средств удовлетворять предполагаемому
применению
1
.
В-третьих, методика должна устанавливать пространственно-
временные характеристики наблюдений. Пространственные ха-
1
ГОСТ Р ИСО 9001: 2001. Системы менеджмента качества. Требо-
вания. С. 14.
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]