Software & Systems

Эффективное управление экономической, политической, социальной, военной и другими сферами человеческой деятельности, а также современное развитие информационных технологий делают актуальными разработку и совершенствование организационных механизмов принятия соответствующих управленческих решений. К таким механизмам сегодня относятся ситуационные центры и ситуационные комнаты [1–4], позволяющие ускорить принятие решений благодаря возможностям очного (семинар) или заочного (вебинар) взаимодействия экспертов в реальном времени. В статье описывается разработанная авторами в виде desktop-приложения автоматизированная информационная система (АИС) геовизуализации социально-экономических показателей, ориентированная на анализ состояния и развития территорий в ее социально-экономических аспектах.

Описание разработанной системы

Геовизуальная система (ГВС) – это АИС визуализации на картах различных социально-экономических показателей рассматриваемых объектов (территорий, зданий, сооружений, дорог, улиц, составляющих имущественных комплексов и пр.), позволяющая заносить абсолютные географические координаты границ и отдельных точек объектов, а также обрабатывать социально-экономические и другие характеристики объектов, описывающие их расположение, состояние, изменение во времени и/или пространстве. Аналитическая обработка координат и характеристик объектов, в частности, заключается в их автоматизированном ранжировании, кластеризации, представлении в различных цветовых диапазонах, в построении гистограмм и графиков во времени в зависимости от значений актуальных социально-экономических характеристик объектов, хранимых в Excel-формате. Информация об объектах и их характеристиках автоматически считывается из Excel-файла, каждый лист которого соответствует моменту времени ее фиксации (наблюдения, записи) в выбранных пользователем временных единицах. Формой хранения информации в системе является куб с осями «список объектов», «список социально-экономических характеристик объектов», «моменты фиксации данных», что позволяет использовать возможности OLAP-анализа при сортировке, ранжировании, фильтрации имеющейся в БД информации об объектах.

Перечисленные возможности ГВС могут эффективно использоваться в условиях оперативной поддержки принятия экспертных решений в ситуационных центрах и ситуационных комнатах при социально-экономическом анализе функционирования предприятий и территорий [5–8].

Возможности системы:

1)   работа с БД формата Json, GeoJson;

2)   создание новых БД с объектами и заполнение их с использованием отраженной на картах информации;

3)   модифицирование информации Excel-файлов о характеристиках объектов;

4)   редактирование (изменение, вставка, удаление) объектов из базы;

5)   подсчет количества объектов в заданных пользователем диапазонах числовых и нечисловых значений с отражением его в легенде, а также отображение характеристик объектов (полные или выделенные пользователем) при наведении и нажатии курсора на них;

6)   представление объектов в зависимости от диапазонов принимаемых числовых и качественных значений в задаваемой пользователем цветовой палитре;

7)   построение столбчатых диаграмм значений и графиков во времени;

8)   фильтрация и отображение отфильтрованных объектов по заданным условиям, в том числе при сложных запросах;

9)   использование полупрозрачного вида карт;

10) выделение отдельных объектов и отражение соответствующих данных на общей карте;

11) изменение стиля отображаемых карт: стандартный стиль, вид со спутника, Dark, Roadie, Retro, Navigation;

12) работа с картой в режиме «просмотр улицы».

Меню ГВС включает следующие вкладки: «Файл» – для обращения к БД в форматах Json, GeoJson и Excel; «Правка» – для выделения, отображения и скрытия объектов; «Палитра» – для закрашивания объектов в зависимости от выбранного пользователем диапазона характеризующих их значений; «Геокодинг» – для поиска, отображения и добавления объектов в базу; «Режим рисования» – для ручной отрисовки объектов и добавления их в базу; «Настройки» – для решения различных задач работы с картами и визуализации объектов на них; «Оптимизация отрисовки» – для оптимизации загрузки объектов на карту при уменьшенном масштабе; «Полная информация» – для отображения на карте подробных сведений о выбранном объекте (если данная функция отключена, отображается только активный показатель, выбранный в панели таблицы); «Показать легенду» – для отображения внизу панели легенды, содержащей также результаты подсчетов количества объектов, попадающих в заданные пользователем диапазоны значений рассматриваемых показателей объектов; «Транспортный трафик» – показывает загруженность транспортного потока; «Прозрачный цвет» – делает полупрозрачным объекты на карте, чтобы видеть информацию, расположенную на разных слоях карты; «Фильтр» – предоставляет возможности фильтрации объектов по легенде слоев (при включении данная функция работает с объектами различных категорий как выборка-пересечение); «Стандартный стиль» – отражает различные виды карт: вид со спутника, Dark, Roadie, Retro, Navigation; «Справ­ка» – справка об авторах и другая информация о программе.

ГВС содержит несколько функциональных модулей. Модуль работы с БД (меню «Файл») отвечает за подключения БД форматов Json и Excel, за преобразование форматов GeoJson и Excel с объектами в формат Json, а также за со-хранение БД. Модуль работы с картой (меню «Правка») предназначен для отрисовки, отображения/скрытия полигонов и для взаимодействия с Google-картами. Модуль «Палитра» работы с диапазонами значений (меню «Диапазон») отвечает за отображение цветовой гаммы полигонов в задаваемых пользователем диапазонах значений показателей. Модуль «Геокодинг» (меню «Геокодинг») осуществляет поиск объектов на карте, их отображение и добавление в БД. Модуль «Режим рисования» (меню «Режим рисования») предназначен для отрисовки или выделения объекта на карте и его добавления в БД. Модуль работы с таблицами отвечает за работу с табличной частью десктоп-приложения; модуль фильтрации объектов (меню «Легенда слоев») – за фильтрацию объектов на карте по заданным условиям; модуль работы с графиками – за построение графиков и диаграмм; модуль формирования отчетов – за формирование скриншотов графиков, диаграмм и карт. Модуль настройки карты (меню «Настройка») отвечает за следующие настройки карты: оптимизация отрисовки объектов по количеству точек и таблиц по параметру отражения подробности информации, отображение легенды с автоматическим под-счетом количества объектов в запросе и транс-портного трафика (встроенная возможность GoogleMaps), настройка прозрачности полигона, смена стилей карты.

Структурная схема взаимодействия модулей ГВС показана на рисунке 1.

Пример использования системы

На рисунке 2 представлен интерфейс ГВС, содержащий, в частности, панель таблиц, карту, панели легенд (слоев и количества объектов, полученных при фильтрации по сложным запросам). Рассмотрим некоторые воз-можности ГВС на примере исследования уровня безработицы в странах мира в 2018 году по статистическим данным ООН [9].

На рисунке (см. http://www.swsys.ru/uploaded/image/2021-1/2021-1-dop/8.jpg) отображены таблица соответствующих данных [9] значений уровня безработицы, заданная пользователем цветовая палитра и количество соответствующих ей объектов, возможности автоматизированной фильтрации объектов. При наведении курсора на объект (страну) отобра-жается отмеченный в таблице активный показатель либо вся информация об объекте, содержащаяся в Еxcel-файле.

Аналитически обработанная информация по уровню безработицы в странах Балканского полуострова за 2005 год представлена на рисунке (см. http://www.swsys.ru/uploaded/image/2021-1/2021-1-dop/3.jpg). Выделенные на карте объекты автоматически отображаются в таблице. С помощью контекстного меню таблицы строится гистограмма, которая автоматически обновляется при выборе информации конкретного года. Полученная информация может быть сохранена пользователем в табличном и графическом форматах.

Для примера графики уровня безработицы в странах Балканского полуострова за период с 2005 по 2018 гг. отображены на рисунке (см. http://www.swsys.ru/uploaded/image/2021-1/2021-1-dop/4.jpg) [9]. В ГВС имеется возможность строить графики для любых выделенных объектов. При наведении на узлы (точки) графиков автоматически отображаются год, имя объекта и значение показателя.

Заключение

С использованием представленного инструментария аналитик имеет возможность опе-ративно увидеть общую картину, характери-зующую выбранные объекты по выбранным показателям, оценить тенденции изменений изучаемого показателя во времени и использовать любую из перечисленных возможностей данного desktop-приложения. Описанная ГВС разработана и апробирована в ситуационном центре регионального социально-экономического раз-вития Кемеровского института Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова. Проведена оценка экономической эффективности бизнес-проектов мезоуровня (отраслевых, территориальных, экологических), инвестиционно-производственных проектов реструктуризации предприятий среднего бизнеса, бизнес-проектов микроуровня.

Отметим, что решаемые в проектах задачи могут быть перенесены на различные уровни масштабирования карт – от отдельных точечных объектов, зданий, дорог, земельных участ-ков до крупных территориальных образований. Описанные возможности ГВС эффективно используются при организации экспертно-аналитической работы в условиях необходимости принимать оперативные управленческие решения различного характера (инвестиционного, производственного, маркетингового, логистического и пр.) и могут быть положены в основу такого понятия, как социально-экономический цифровой двойник территории [10], разработка которого позволит решить важную задачу экономии затрат при планировании и прогнозировании развития территорий с учетом как имеющихся, так и перспективных задач управления, путем замены реального объекта (социально-экономической территории) его цифровым двойником, без рисков нарушения функционирования территории при проведении реальных социально-экономических экспериментов на ней.

Литература

1.    Райков А.Н. Ситуационная комната для поддержки корпоративных решений // Открытые системы. СУБД. 1999. № 7-8. С. 56–66.

2.    Макаров В.Л., Бахтизин А.Р., Сушко Е.Д. Инструменты оценки управленческих решений в системе распределенных ситуационных центров // Инновационные технологии управления социально-экономическим развитием регионов России: матер. X Всерос. науч.-практич. конф. с междунар. уч. 2018. С. 50–58.

3.    Бульонков М.А., Воронов Ю.П., Ершов С.Ю., Капкайкина О.А., Малов В.Ю., Мелентьев Б.В., Микоян А.П. и др. Ситуационная комната как элемент организации экспертного сообщества: задачи планирования и прогнозирования. Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2018. 260 с.

4.    Медведев А.В. Ситуационные центры социально-экономического развития как инструмент оперативного анализа и поддержки принятия управленческих решений // Социогуманитарный вестник. 2018. № 1. С. 93–98.

5.    Хасаев Г.Р., Цыбатов В.А. Технология прогнозирования регионального развития: опыт разработки и использования // Проблемы прогнозирования. 2002. № 3. С. 64–82.

6.    Гурман В.И., Матвеев Г.А., Трушкова Е.А. Социо-эколого-экономическая модель региона в параллельных вычислениях // Управление большими системами: сб. тр. 2011. № 32. С. 109–130.

7.    Павлов Ю.В., Королева Е.Н. Пространственные взаимодействия: оценка на основе глобального и локального индексов Морана // Пространственная экономика. 2014. № 3. С. 95–110.

8.    Суспицын С.А. Методы и модели координации долгосрочных решений в системе «национальная экономика–регионы». Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2017. 296 с.

9.    UNdata. URL: http://data.un.org/ (дата обращения: 15.07.2020).

10. Медведев А.В. Цифровые двойники территорий для поддержки принятия решений в сфере регионального социально-экономического развития // Современные наукоемкие технологии. 2020. Т. 1. № 6. С. 61–66. DOI: 10.17513/snt.38072.

References

1. Raykov A.N. Situation room to support enterprise solutions. Open Systems. DBMS, 1999, no. 7-8,
   pp. 56–66 (in Russ.).
2. Makarov V.L., Bakhtizin A.R., Sushko E.D. Tools for estimating government decisions in a system of distributed situation centers. Proc. Х All-Rus. Sci. Conf.: Innovative Technol. for Managing the Socio-Economic Development of Rus. Regions, 2018, pp. 50–58 (in Russ.).
3. Bulonkov M.A., Voronov Yu.P., Ershov Yu.S., Kapkaykina O.A., Malov V.Yu., Melentev B.V., Mikoyan A.P. Situation Room as an Element of Expert Community Organization: Planning and Forecasting Tasks. Novosibirsk, 2018, 260 p. (in Russ.).
4. Medvedev A.V. Situational centers of socio-economic development as a tool for operational analysis and support for making management decisions. Sociogumanitarnyj Vestn., 2018, no. 1, pp. 93–98 (in Russ.).
5. Khasaev G.R., Tsybatov V.A. Technology forecasting of regional development: experience in development and use. Studies on Russian Economic Development, 2002, no. 3, pp. 64–82 (in Russ.).
6. Gurman V.I., Matveev G.A., Trushkova E.A. Socio-ecological-economic region model in parallel computing. Large-Scale Systems Control, 2011, no. 32, pp. 109–130 (in Russ.).
7. Pavlov Yu.V., Koroleva E.N. Spatial interactions: evaluation with the help of global and local Moran’s index. Spatial Economics, 2014, no. 3, pp. 95–110 (in Russ.).
8. Suspitsyn S.A. Methods and Models of Coordination of Long-Term Decisions in the System "National Economy–Regions". Novosibirsk, 2017, 296 p. (in Russ.).
9. UNdata. Available at: http://data.un.org/ (accessed July 15, 2020).
10. Medvedev A.V. Digital twins of territories to support decision-making in the field of regional socio-economic development. Modern High Technologies, 2020, vol. 1, no. 6, pp. 61–66 (in Russ.). DOI: 10.17513/snt.38072.