Комплексная оценка и формирование схемы реализации проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона

Размещено на http://www.allbest.ru//

Комплексная оценка и формирование схемы реализации проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона

В.И. Батищев

Рассмотрены вопросы представления данных в информационных системах анализа. На основе синтеза фреймовой и продукционной моделей предложен формальный аппарат формирования баз знаний проектов развития дорожно-транспортной инфраструктуры.

Ключевые слова: проекты развития дорожно-транспортной инфраструктуры, продукционная система, структурная таксономия.

Проблема формирования и оценки эффективности проектов развития транспортной инфраструктуры охватывает широкий круг задач - от проектирования и производства работ до организации безопасной эксплуатации потенциально опасных элементов дорожно-транспортной сети. Задача развития транспортной инфраструктуры является комплексной, и ее грамотное решение интересно не только органам государственной власти России, но и представителям бизнес-сообщества. Первоочередной задачей оценки эффективности проектов развития транспортной инфраструктуры является создание такой стратегии, которая была бы направлена на формирование оптимальных показателей и ориентирована на привлечение частных инвесторов [1].

Решение подобной задачи требует применения системного подхода, предполагающего разработку инструментов для прогнозирования и принятия решений, оценку результатов принимаемых решений и направленного на создание комплексной системы проектов развития дорожно-транспортной инфраструктуры [2].

Установлен комплексный алгоритм отбора проектов развития дорожно-транспортной инфраструктуры, в нем оценка эффективности проекта проводится в два этапа: на первом этапе определяют эффективность проекта в целом; на втором этапе оценивается эффективность участия в проекте при условии эффективности на первом этапе [3].

Задачей первого этапа является определение эффективности проекта в целом исходя из предположения, что он будет профинансирован целиком за счет собственных источников, т. е. без привлечения кредитов. Данный подход позволяет представить эффективность проекта как такового, т. е. эффективность технико-технологических и организационных решений, заложенных в проекте. Такая характеристика проекта необходима для привлечения потенциальных инвесторов к участию в реализации проекта. В зависимости от общественной значимости проекта расчеты на первом этапе производятся по разным схемам.

Для общественно значимых проектов оценивается, в первую очередь, их общественная эффективность. При неудовлетворительной общественной эффективности такие проекты не рекомендуются к реализации и не могут претендовать на государственную поддержку. Если же их общественная эффективность оказывается достаточной, оценивается их коммерческая эффективность. При недостаточной коммерческой эффективности общественно значимого проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры рекомендуется рассмотреть возможность применения различных форм его поддержки, которые позволили бы повысить коммерческую эффективность проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры до приемлемого уровня. Если проект в целом по показателям эффективности является достаточно привлекательным, то от первого этапа, являющегося предварительным, переходят ко второму, основному.

Второй этап оценки осуществляется после рассмотрения вариантов возможных схем финансирования и связанных с этим затрат, распределения прибыли и т. д. На этом этапе определяются финансовая реализуемость и эффективность участия в проекте инвесторов, государства.

Рассматривается построение реализационных структур задач принятия решений на этапах оценки общественной значимости, общественной эффективности и коммерческой эффективности. Построена теоретико-игровая модель формирования схемы финансирования проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона с привлечением частных инвесторов.

Согласно системной модели подсистема управления представлена экспертами городских властей, которые осуществляют принятие решения по проекту развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона. Подсистема управления в качестве объекта управления рассматривает модель проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона . Среда на первом этапе оценки эффективности проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона является пассивной нецеленаправленной системой. По определению , при , т. е. в этом случае формальных оснований для принятия решения нет [4].

Управляющие воздействия определяют принятие решения по поддержке проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона на этапах оценки общественной значимости, общественной эффективности и коммерческой эффективности.

Реализационная структура задачи принятия решения представлена в виде

где - множество управляющих воздействий; - множество состояний среды, характеризуемой состоянием региона; - реализация выбранного проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона; - функция реализации. Оценочная функция ставит в соответствие исходу некоторое значение .

Рассмотрим подробнее этапы принятия решения. Принятие решения на этапе оценки общественной значимости проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона представлено в виде

где - функция реализации принятия решения на этапе оценки общественной значимости проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона. По сути, оценивается соответствие последствий проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона планам развития региона и определяется целями управления . Соответственно определяет, насколько совпадает направление с направлением - .

Принятие решения на этапе оценки общественной эффективности заключается в количественной оценке совпадающих с целями развития региона результатов проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона

где - функция реализации принятия решения на этапе оценки общественной эффективности проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона, оценивает расстояние между и . Наиболее распространенным является декартово расстояние

Принятие решения на этапе коммерческой эффективности -

,

где - совокупность показателей коммерческой эффективности. Выбор альтернатив заключается в решении задачи многокритериальной оптимизации. Решение данной задачи обычно осуществляется методом сравнения множеств по Парето.

Задача формирования схемы финансирования заключается в выборе участников проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона. Подразумевается, что участниками проекта развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона являются частные инвесторы. Они имеют свои цели, и привлечение их инвестиционных ресурсов осуществляется на определенных условиях.

В данном случае системное описание задачи принятия рассматривает некоторый объект управления, на который воздействуют управляющая подсистема и среда. Управляющая подсистема всегда является целенаправленной, и ее управление направлено на достижение этой цели. Поведение среды может носить как целенаправленный, так и случайный характер. В данном случае среда ведет себя как целенаправленная система, и такая ситуация принятия решения является теоретико-игровой, а ее математическая модель - игрой.

Сформулируем данную задачу подробнее. Игровая модель уравнивает управляющую структуру и целенаправленную среду, предполагая наличие некоторого множества игроков , обладающих набором целей . Существует два класса игроков - городские власти и частные инвесторы . Первые характеризуются целью - стремлением, чтобы проект развития дорожно-транспортной инфраструктуры региона максимально увеличивал потенциал региона при минимальном бюджетном финансировании :

.

Цель вторых - стремиться получить максимальный доход от вложенных ресурсов при минимальном риске :

.

В нашем случае цели управляющей подсистемы и среды противоположны, соответственно сложившаяся игра является антагонистической. В данной игре ее оценочная структура задается с помощью оценочной функции, представленной в виде:

где - множество стратегий городских властей, - множество стратегий инвесторов, - целевая функция. При этом для региональных властей целевая функция рассматривается как функция выигрыша, а для инвесторов - как функция потерь.

Так как в данной игре множества стратегий игроков конечны, то такая игра является матричной. Она задается в виде платежной матрицы . В этом случае стратегии соответствуют номерам строк, а стратегии - номерам столбцов платежной матрицы. Число рассматривается одновременно как выигрыш и проигрыш в ситуации .

Применяя критерий Вальда, основанный на гипотезе антагонизма, предполагающей рассматривать решения, опираясь на самый худший из возможных вариантов, определим наибольшую и наименьшую цены игры. Наименьший гарантированный выигрыш при стратегии определяется как ; тогда максимин, или нижняя граница стоимости игры, будет . Соответственно, стратегия - максиминная стратегия игрока . Оценка стратегии на основании гипотезы антагонизма - максимум возможных при этой стратегии потерь, тогда стратегия, минимизирующая максимальные потери , максимин - и верхняя цена игры будет согласно правилам . В частном случае, если существует цена игры можно говорить о седловой точке - точке равновесия , так как в этой ситуации ни одному из игроков невыгодно одностороннее отклонение от нее. Согласно теореме о связи седловой точки (точки равновесия) с ценой игры имеем:

.

Построена новая игра, в которой множеством стратегий игрока является множество вероятностных векторов , множеством стратегий игрока - множество вероятностных векторов , а функция выигрыша определяется равенством

.

В случае если игрок использует смешанную стратегию, а игрок - чистую стратегию, то значение функции выигрыша в полученной ситуации равно взвешенной сумме элементов j-го столбца платежной матрицы:

.

В противном случае, когда использует чистую стратегию, а игрок - смешанную стратегию, значение функции выигрыша в полученной ситуации равно взвешенной сумме элементов i-u строки платежной матрицы:

.

Функцию выигрыша можно разложить по чистым стратегиям следующим образом:

или

.

Согласно теореме фон Неймана для любой матричной игры

данные информационный инфраструктура транспортный

Согласно теореме о связи седловой точки с ценой игры в смешанном расширении матричной игры получаем, что цена игры соответствует исходу в седловой точке. Тогда согласно теории антагонистических игр можно говорить об условиях оптимальности стратегий игроков и условиях оптимальности ситуаций в следующих случаях:

- оптимальная стратегия игрока - максиминная стратегия;

- оптимальная стратегия игрока - минимаксная стратегия;

- оптимальная ситуация - седловая точка.

Данные принципы оптимальности согласованы между собой и с принципом оптимальности исходов, по которому оптимальным исходом матричной игры является ее цена в смешанных стратегиях.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Батищев В.И. Аппроксимационные методы и системы промышленных измерений, контроля, испытаний, диагностики / В.И. Батищев. В.С. Мелентьев. - М.: Машиностроение-1, 2007. - 393 с.

2. Батищев В.И. Методология оперативной реструктуризации информационных систем анализа состояния сложных технических объектов / В.И. Батищев. Н.Г. Губанов // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. IX Международ. конф. - Самара: СНЦ РАН, 2008. - С. 187-193.

3. Батищев В.И. Категорное представление сложных технических объектов в индуктивных системах логического вывода / В.И. Батищев. Н.Г. Губанов // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. IX Международ. конф. - Самара: СНЦ РАН, 2008. - С. 185-191.

4. Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных знаний / Н.Г. Загоруйко. - Новосибирск: Изд-во Ин-та математики, 1999. - 270 с.

Размещено на Allbest.ru