- •Тема 3. Реализация системного анализа при решении проблем техносферы
- •Краткая характеристика методов са в последние годы методы са стали широко использоваться для решения таких проблем окружающей среды и общества как:
- •2. Трудности, связанные с исследованием сложных систем
- •2.1. Показатели системы
- •3. Методология системного планирования
3. Методология системного планирования
Рассмотрим процесс разработки модели некоей системы, другими словами – планирование модели. Это может быть система образования, система медицинского обслуживания, обновление городов, развития транспортной сети и т.п.
Рис.2
В данном случае, рисунок 2 иллюстрирует разработку программы развития образования. Стрелками обозначаются потоки информации, прямоугольниками - операции, т.е. действия.
Цели операций обратной связи и управления - подтверждение логического соответствия каждой последующей операцией планирования с предыдущими и выдача указаний на внесение изменений в случае обнаружение несоответствий.
Рассмотрим отдельные операции.
Формулировка проблемы и рассмотрение отдельных принципов. Принцип может быть сформулирован следующим образом: все студенты должны иметь одинаковые условия получения образования.
Цели - каждый студент должен получать одинаковый объем информации.
Задачи – обеспечение всех одинаковыми пособиями и в одинаковом количестве, обеспечение педагогическими кадрами и т.п.
Требования определяют разрыв между существующим состоянием дел и желаемой ситуацией. В данном случае это может быть качество учебных пособий, их новизна, количество и качество аудиторных занятий и т.п.
Условия. Операция «условия» - это описание взаимосвязей между переменными, которыми лицо, составляющее план, может управлять и которыми необходимо управлять. В данном случае, это «место» (район), финансовые возможности и т.п.
Разработка программы. Эта операция заключается в рассмотрении вариантов, которые могли бы быть использованы для решения поставленных задач, и в определении необходимых ресурсов.
Операция обратной связи и управления служат для подтверждения логического соответствия каждой последующей операции планирования (разработки с предыдущими) и выдачи указаний на внесение изменений в случае обнаружения несоответствий.
В качестве другого примера может служить разработка транспортной сети. Здесь начальная операция – описание условий (среды), в которой будет функционировать рассматриваемая транспортная сеть, с учетом возможных технологических и социальных изменений, а также различных вариантов распределения населения в будущем, т.е. в интервале времени, охватываемом планированием (например, на 30 лет).
Рис.3
Рассмотрим подробнее этап "Разработка программы". В других случаях это может быть разработка технической системы и др. Здесь также можно выделить этапы (см. рис.3).
Этап "Постановка задачи" предусматривает определение целей предпринимаемой работы, рассмотрение возможностей и потребностей, перечисление возможных решений.
Этап "Моделирование и анализ" связывает входные и выходные данные изучаемой системы. Пусть, например, мы занимаемся задачей проектирования транспортной сети. Тогда входными данными могут быть:
-
численность населения,
-
рост экономики,
-
развитие инфраструктуры
и.т.д.,
а выходными - влияние на природу и общество.
Стратегия действий, соответствующая каждому из возможных вариантов, оценивается путем сравнения выходных данных моделирования с целями планирования на этапе "оценка возможных вариантов решения".
Можно конкретизировать операции, выполняемые на этапе "постановка задачи":
-
формулирование целей разрабатываемой программы;
-
определение состояния дел и необходимой дополнительной информации;
-
определение входных, выходных и управляющих переменных системы;
-
перечисление возможных вариантов решения;
-
формирование представлений о структуре проблемы и о модели системы;
-
оценка будущих условий, включающая предсказание относительно переменных.
Разные исследователи могут давать несколько иные перечни этапов. Например, такой:
-
Формулирование проблемы.
-
Определение целей.
-
Сбор информации.
-
Разработка максимального количества альтернатив.
-
Отбор альтернатив.
-
Построение модели в виде уравнений (ММ), программ или сценария.
-
Оценка затрат.
-
Исследование чувствительности решения (параметрическое исследование).
Как видим, здесь много сходства, основные моменты практически те же.
Тем не менее, обычно не удается построить модель всей системы в целом, либо это нецелесообразно из-за необходимости привлечения огромных вычислительных ресурсов. Поэтому при исследовании сложных систем прибегают к декомпозиции, или структурному разбиению системы.