Программные продукты и системы

Важное место в комплексе решаемых проблем устойчивого развития занимают задачи принятия решений, к которым относятся: выбор стратегии развития сложной системы, определение приоритетных НИОКР, обеспечивающих этот про- цесс, и т.д. Существуют определенные предпосылки для успешного решения таких задач. Таким образом, целесообразно использовать разработанные подходы для анализа устойчивого развития региона как сложной системы.

Понятие устойчивое развитие прочно вошло в научный и политический лексикон в конце 80-х годов. Понятие многопланово, поэтому авторами оно интерпретируется по-разному.

Устойчивым развитием обозначают определенный тип прогрессивно направленных, внутренне детерминированных изменений объекта, связанных с повышением уровня его организации. Развитие становится неустойчивым при возникновении кризисного состояния системы, которое связано с ее разрушением или переходом в новое качественное состояние.

Мы будем понимать под устойчивым развитием такое развитие, которое предоставляет основные услуги (экологические, социальные и экономические) всем жителям сообщества, не угрожая при этом природной, городской и социальной системам, от которых зависит выполнение этих услуг.

Индикаторы устойчивого развития являются средствами оценки гипотез, лежащих в основе плана действий, и используются для контроля продвижения плана и достижения результатов, то есть являются современными инструментами для принятия решений.

Различают индикаторы непосредственные, когда цели касаются непосредственно наблюдаемых явлений, и косвенные, служащие косвенным указанием на достижение цели.

Индикаторы устойчивого развития создают базу для мониторинга и оценок предпринимаемых действий.

Показатели устойчивого развития необходимо отбирать таким образом, чтобы они отражали три широких аспекта жизни – социальный, экономический и экологический, а также величины, которые уже были измерены или которые легко измерить или оценить без ненужных затрат и усилий.

К показателям, отражающим социальный аспект жизни, можно отнести продолжительность жизни человека (ожидаемая при рождении и фактическая), состояние его здоровья, уровень знаний и многие другие.

К показателям, отражающим экологический аспект жизни, относятся уровень потребления природных ресурсов на единицу продукции конечного потребления, уровень нарушенности экосистем хозяйственной деятельностью и т.д. В состав параметров устойчивого развития могут быть включены показатели, характеризующие состояние природных сред, экосистем и охраняемых территорий. Контроль по этой группе параметров должен осуществляться по показателям качества атмосферы, вод, площадей земель, находящихся в естественном и измененном состоянии, а также по площади лесов и их состоянию, по количеству видов растений и животных, находящихся под угрозой вымирания или истребления, и по другим критериям. При решении проблемы сохранения и рационального использования природно-ресурсного потенциала могут выступать показатели природоемкости отдельных видов производств и технологий, а также показатели обеспеченности природными ресурсами в расчете на единицу территории, душу населения или выражающие соотношение между потребностью и наличием природных ресурсов.

К показателям, отражающим экономический аспект жизни, относятся прирост реального ВВП на душу населения, индекс экономической свободы и другие.

Сущность устойчивого развития заключена в стремлении к интеграции экономических, природоохранных и социальных целей.

Основные задачи устойчивого развития:

-    повышение экономического роста;

-    охрана окружающей среды в плане восстановления устойчивых природных экосистем;

-    достижение социальной справедливости.

Экономика, создавая концентрированные рабочие места, охраняя здоровье людей и окружающей среды и ориентируясь на использование новейших информационных технологий, будет более мощной и жизнестойкой.

Воздействие хозяйственной деятельности человека на природные системы в конце ХХ века не просто угрожающе заметно, а приближает нас к «рубежу, за которым нет возврата». Возникновение озоновых дыр, воздействие парникового эффекта на атмосферу, океан и климат планеты, исчезновение мировых лесов, повышение уровня болезней и смертности людей, связанное с экологическим неблагополучием – все это требует поиска новых форм развития, использования и управления природными ресурсами.

Касаясь социального аспекта, необходимо заметить, что только демократические структуры смогут и будут наиболее динамично продвигаться вперед, в то время как тоталитаризм будет тормозить и экономический рост, и решение многих экологических проблем.

Основные принципы достижения устойчивого развития:

·     базирование экономического роста на новых технологиях, ноу-хау, на повышении эффективности производства и на расширении мировых рынков;

·     четкое, последовательное внедрение в жизнь законодательных актов по охране окружающей среды;

·     внедрение инновационных программ – важная предпосылка для повышения экономической эффективности, охраны и восстановления природных систем и видоизменений моделей потребления;

·     предоставление возможности гражданам получать в любое время достойное образование по своему выбору, позволяющее им понять взаимозависимость между экономическим процветанием, состоянием окружающей среды и социальной справедливостью, и подготовка их к участию в решении этих задач [1].

В комплексе проблем устойчивого развития одну из основных ролей играют задачи принятия решений.

Задачи принятия решений являются междисциплинарными, важное место занимают модели и методы обработки информации, заданной в общем случае в виде качественного описания. В этой связи становится актуальным применение из- вестных и разработка новых методов, позво- ляющих решать поставленные задачи без существенного упрощения исходной экспертной информации.

При привлечении экспертов возникает следующая проблема: исходное нечеткое отношение A, построенное на основе экспертных оценок, не обладает желательными свойствами, позволяющими сразу упорядочить объекты, так как экспертные оценки часто бывают противоречивыми, то есть исходное нечеткое отношение А является в общем случае нетранзитивным. Поэтому сразу использовать такие отношения для упорядочения объектов не представляется возможным. Упорядочение объектов будем искать в нечетком виде путем определения нечеткой обратимой квазисерии ={((i,j),(i,j))êi,jÎX}, ближайшей к нечеткому отношению A [2].

Задачу аппроксимации запишем виде:

,

где W – множество нечетких обратимых квазисерий T=(tij) на X, то есть рефлексивных (tii=1, ), обратимых (tij + tji=1, ) и транзитивных (tij ³ tik  tki , ) нечетких отношений (здесь ab=min(a,b)). Вводя дополнительную переменную l=r(A,T), эту задачу перепишем в следующем виде:

где условия (3), (4) эквивалентны условию TÎW.

Для решения поставленной задачи введем вспомогательную конструкцию – транзитивное (максиминное) замыкание [3,4] нечеткого отношения A (обозначим транзитивное замыкание через A*=(aij*)), то есть нечеткое отношение на множестве X с функцией принадлежности , где правый максимум  берется по всем . Определим граф  с множеством вершин X и множеством взвешенных ребер , так что ребру (i,j) приписан вес aij*. При этом предполагаем, что (i,j)Î Û aij* ≥ aji*, причем если aij*=aji*, то (i,j) – неориентированное ребро, а если aij* > aji*, то (i,j) – дуга. Маршрут {(i1,i2), (i2,i3), …, (ik-1,ik)} в этом графе называется цепью, если все его ребра неориентированные, и путем, если все они – дуги. Множество дуг E и множество неориентированных ребер F одновременно будем рассматривать и как соответствующие бинарные отношения на X. Очевидно, F рефлексивно и симметрично, а E асимметрично. Более того, E – транзитивное отношение, то есть строгий поря- док [5]. Следовательно, в любом подмножестве X¢ Í X существуют лидеры – так будем называть объекты iÎX¢, для которых не найдется объектов jÎX¢, таких, что (j,i) ÎE. Ясно, что если i и j – лидеры в X¢, то (i,j)ÎF. В системе реализован эффективный алгоритм поиска транзитивного замыкания.

Вначале рассмотрим задачу аппроксимации при некоторых предположениях о матрице A, а затем все остальные случаи сведем к рассмотренному. А именно, предположим, что

                         (5)

Лемма. При выполнении предположения (5) оптимальное значение l целевой функции (1) задачи аппроксимации равно

                          (6)

Существует известный алгоритм решения поставленной задачи путем построения транзитивного замыкания и множества дуг.

По этому алгоритму разработан программный продукт на Delphi 5.0, позволяющий свести к минимуму противоречивость экспертных оценок и выбрать наиболее эффективные стратегии развития региона. Также предложен эффективный алгоритм нахождения транзитивного замыкания, позволяющий сократить число вычислений, что увеличивает быстродействие программы.

Система ориентирована на работу под управлением операционных систем Windows 95 /NT.

Список литературы

1. Соболев В.М., Санжапов Б.Х. Планирование экономического и социального развития региона (на примере Волгоградской области): Аналитический подход. – Волгоград: Ведо, 1992.

2. Макеев С.П. Аппроксимация нечетких отношений нечеткими обратимыми квазисериями // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. –1989. – №3. – С. 37 – 41.

3. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / Под ред. Д.А. Поспелова – М.: Наука, 1986. – 312с.

4. Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. – М.: Наука, 1981. – 206 с.

5. Макеев С.П. Структура транзитивных нечетких отношений // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. – 1989. – №2. – С. 146 – 151.