Принципы построения математических моделей сложных социально-экономических систем

Как следует из приведенных обзора и анализа, актуальной является проблема комбинированного использования формализованных методов и эвристических способов при синтезе моделей ССЭС и интеллектуальных систем управления ими с целью повышения эффективности их функционирования.

Выявленные особенности ССЭС позволяют сформулировать концепцию комбинированной идеологии, когда при синтезе математической модели ССЭС как для достижения известной, поставленной цели применяются как формализованные, так и интеллектуальные методы, и эвристические способы. Причем для каждой конкретной ССЭС доля формализованных методов и эвристических способов может быть различной.

При применении комбинированных методов ожидается получение синергетического эффекта, так как для синтеза используются сочетающие наиболее сильные, лучшие стороны как формализованных, так и интеллектуальных методов управления.

Проведенный ранее обзор литературы показал, что при создании математического описания ССЭС отсутствует единый концептуальный подход. Поэтому возникает необходимость создания такой достаточно универсальной концепции на основе принципа комбини- рованности (гибридности).

Принципы должны образовывать систему, необходимую и достаточную для синтеза математической модели ССЭС. В них должен быть отражен опыт и знания создания и эксплуатации систем управления сложными социально-экономическими объектами.

Принципы совместно с методами их реализации представляют собой методологию построения математических моделей ССЭС.

Соответствие цели использования математической модели. Построение математической модели ССЭС не является самоцелью. Как правило, она необходима для управления ССЭС, прогнозирования трендов ее развития, интерпретации происходящих в ней процессов и др.

Динамический характер. Необходимо учитывать, что обычно ССЭС изменяются во времени, поэтому математическая модель этой системы должна отражать это свойство объекта.

Адекватность. Важнейшей характеристикой математической модели является ее адекватность описываемой ССЭС. В противном случае выводы, полученные с использованием этой модели, окажутся неверными, а принимаемые на ее основе, например, управленческие решения приведут к отрицательным последствиям.

Информационная универсальность. Эффективность построения математических моделей ССЭС будет во многом определяться тем, насколько удалось использовать весь имеющийся опыт в их создании и функционировании. Для этого необходимо использовать данные и знания с соответствующими механизмами для их хранения, накопления и обработки с помощью выбранных моделей представления информации о целях системы, целевых критериях, метриках и методах принятия решения, о состоянии системы и результатах степени достижения цели.

Эффективным способом организации данных и знаний является создание соответствующих баз. Наличие таких баз (данных и знаний) позволяет сохранять знания о существующих методах построения ММ и накапливать эту информацию.

Универсальность процедуры построения математической модели. Общность подходов к построению математического описания сложных системах не зависимо от их природы приводит к идее использования некоторого универсального подхода, в котором использовались достаточно общие понятия, категории такие, как цель построения математической модели ССЭС G*, критерий достижения цели Z, объект описания F, метод синтеза описания У и т. п. Соответствующая универсальная процедура синтеза математической модели ССЭС должна учитывать особенности этого класса, необходимость использования знаний различных методов и способов принятия решений при построении математического описания. Это обусловливает необходимость комбинированного подхода к решению построения ММ, содержащего несколько аспектов.

Первый аспект связан с понятием комбинированности, возникшим в теории автоматического управления. Он означает, что для определения управления и используется информация не только о выходе у управляемого объекта F, но и о возмущении х на входе. Знание возмущения х до того, как оно воздействует на объект F, позволяет существенно повысить эффективность управления. Отметим, что в отличие от технических систем в ССЭС входные, выходные и управляющие переменные могут иметь как количественный, так и качественный (семантический) характер и другие особенности.

Второй аспект связан с комбинированным подходом к выбору методов принятия управленческих решений. Для адекватного учета свойств ССЭС требуется использовать как строгие формализованные, так и интеллектуальные методы и эвристики. Комбинированные методы обладают синергетическим эффектом и позволяют преодолеть многие проблемы, такие, как неопределенность, высокая размерность переменных и параметров, активность и т. п.

Третий аспект связан с использованием в базах знаний различных моделей представления знаний. Выбор рациональной или оптимальной их комбинации зависит от характера предметной области, решаемых задач управления и других факторов.

Наконец, четвертый аспект связан с комбинированным построением описания ССЭС, которая наряду с механизмом логического вывода и базами данных и знаний, основанными на декларативном описании предметной области, содержит вычислительные модули (библиотеки), необходимые для поддержки формализованных регулярных методов.

Двухступенчатая идентификация математической модели. В общем случае математическая модель ССЭС, как и многих сложных систем, осуществялется в два этапа: на первом — структурная идентификация, на втором — параметрическая.

Внутренняя совместимость компонент (внутренний интерфейс). При использовании комбинированного принципа для согласованного функционирования компонент различного типа, например формализованных, интеллектуальных и эвристических, требуется обеспечить их совместимость для достижения искомого синергетического эффекта от их применения.

Рекурсивностъ и итеративность процедур. При поисковых операциях для достижения цели G*, как правило, требуется выполнить ряд рекурсий и/или итераций. Это обусловлено сложностью этой задачи, которая характеризуется многокритериальностью, неточностью исходных данных, множеством переменных, описывающих систему, структурной и параметрической нестационарностью и т. п. Причем итеративная процедура осуществляет приближение к цели G* одним заданным методом, а рекурсивная — с помощью последовательного выбора «лучших» в некотором смысле методов из нескольких «подходящих» для достижения этой цели.

Из анализа принципов следует, что для их реализации процедура построения ССЭС должна создаваться на базе универсального комбинированного метода, который реализуется на ЭВМ с помощью некоторой программы-интерпретатора. Эта программа инициирует формализованные, интеллектуальные и эвристические компоненты (ФК, ИК и ЭК) и обеспечивает их совместимость при рекурсивном поиске цели G*, используя для этого максимально все имеющиеся данные и знания.

Схематичное представление вышеизложенной идеи иллюстрируется с помощью рис. 1.1. Здесь на основании информации О цели G*, вербальном ОПИ- Рис. 1.1. Упрощенная схе- сании ССЭС, ИСХОДНЫХ данных, знаний ма построения матема- и представлений ЛПР и т. п. с помощью тической м°дели ССЭС универсальной комбинированной процедуры осуществляется выбор наилучших методов (алгоритмов) описания ССЭС для достижения G*. Далее выполняется реализация конкретных методов построения ССЭС.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >