Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Геоинформатика

Подождите немного. Документ загружается.

вершенствование прекращалось, рано или поздно происходил упа-

док, вплоть до исчезновения самих общин, предприятий и даже

государств.

Обычно историки приписывают крах любой системы перехо-

дом к авторитарному стилю управления ею. Только большие эко-

номические депрессии XX в. заставили ученых и управленцев обра-

тить внимание на технологизацию управления.

Одна из первых научных теорий управления представлена в ра-

боте М.

А.

Ампера [«Опыт о философии наук, или аналитическое

изложение классификации всех человеческих знаний». — Ч. I —

1834 г., Ч. II — 1843 г.], где автор выделил специальную науку об

управлении государством и назвал ее кибернетикой. Б.Трентов-

ский в статье «Отношение философии к кибернетике как искусству

управления народом»

(1843)

подтвердил эту идею [Ф. И. Перегу-

дов,

Ф.П.Тарасенко,

1989].

Далее наука о системах управления

получила существенное продвижение в работах Н.Винера

[1948,

1958].

Следующим крупным шагом стало создание общей теории

систем Л.Бертанфи [1950], где дано определение кибернетики как

науки об оптимальном управлении сложными динамическими си-

стемами. Современный «прорыв в незнаемое» в исследовании си-

стем совершен бельгийской школой во главе с И.Пригожиным.

В книге В.С.Диева «Философско-методологические аспекты» в раз-

деле «Нечеткость в принятии решений» описана история вопроса.

В последние десятилетия самостоятельной научной дисциплиной

стала теория принятия решений, которая рассматривает процессы

управления сложными системами различной природы. Место этой

дисциплины в системе наук определить довольно трудно. Возник-

ла она вследствие экономических и политических потребностей,

но сегодня ее уже нельзя отнести только к экономической или

политической науке. Современное управление является феноме-

ном двадцатого столетия, и именно в последние девяносто лет

оно стало самостоятельной научной дисциплиной. Значимость

философско-методологического анализа проблем управления обус-

ловлена и тем, что управление, являясь синтезом науки и искусст-

ва, знания и опыта, представляет широкое исследовательское поле

для изучения человека, понимания его природы в различных си-

туациях [В.С.Диев,

1997].

Основной функцией управления являет-

ся принятие решений. В кратком виде методика и особенности при-

нятия решений описаны О.И.Ларичевым [2001].

Особым направлением в развитии СППР можно считать и тра-

диционное проектирование, и составление карт. Так, если взгля-

нуть на карты с точки зрения управления, то можно сказать, что

это и есть СППР, так как для красоты карты никто не строил —

они всегда были утилитарны и создавались в том числе и для це-

лей управления. И даже первые карты — наскальные рисунки, где

изображена окружающая местность с реками, пастбищами диких

животных и лесами, были чисто утилитарными [К.

А.

Салищев,

1982].

Оперативные карты, скорее всего, строились вначале на песке, а

уже позднее стали переноситься на твердые носители. Ситуацион-

ные карты военных сражений и планы походов широко применя-

лись на практике. История картографии свидетельствует о том, что

функция карт в СППР была и остается доминирующей. Парадокс

заключен еще и в том, что эта часть СППР приобрела признаки

самостоятельной области на много веков раньше, чем появилась

отрасль науки, связанная с СППР.

Современное состояние в области создания и использования

СППР. Разработка и применение СППР имеет, как отмечалось

ранее, краткую историю и не несет каких-либо основополага-

ющих и фундаментальных признаков, которые можно считать окон-

чательно устоявшимися. СППР развивается вместе с инструмен-

тальной базой, которая во многом и определяет ее структуру. Пред-

лагаемые на рынке услуг структуры СППР имеют различную кон-

фигурацию в зависимости от степени освоения новых технологий

различными группами разработчиков. Следует отметить, что ре-

альные и потенциальные пользователи этих услуг естественно на-

ходятся на более низкой ступени, чем разработчики данных си-

стем, и в этой связи рынок СППР не всегда готов к принятию

передовых решений. Поэтому еще не пришло время установления

единых стандартов в данной области и каждый вариант примене-

ния СППР должен рассматриваться как отдельный проект, учи-

тывающий способности пользователя освоить данную технологию

и его финансовые возможности. Другими словами, не представля-

ется рациональным создавать СППР из отдельных блоков, име-

ющих разную степень сложности.

В настоящее время процесс разработки СППР начинается с

установления регламента работы по подготовке управленческих ре-

шений. Это происходит на уровне экспертного анализа и выража-

ется в предложениях по улучшению деятельности группы, отдела,

подразделения и предприятия (организации) в целом. Анализ та-

ких предложений позволяет руководителям подразделения или

вышестоящей инстанции понять проблемы, связанные с улучше-

нием работы. Это статический анализ для улучшения СППР. Если

эти предложения целесообразны, то принимаются адекватные дей-

ствия по оптимизации СППР.

Наиболее существенным по эффективности аналитическим ана-

лизом для улучшения СППР является текущий или поэтапный

анализ, при котором лицо, принимающее решения, корректирует

деятельность исполнителей в зависимости от качества предложе-

ний. Это динамический анализ. Однако он не дает оценки причин

сбоев в работе СППР.

Успешность работы СППР зависит от:

• наличия быстрого доступа к необходимой информации;

• полноты сведений (включая исторические справки и про-

гнозы);

• наличия инструмента (алгоритма) эффективного анализа ин-

формации;

• компетентности специалистов, готовящих управленческие

решения (наличие знаний, опыта, профессионализма);

• желания и умения специалистов работать в коллективе, ко-

манде и т.п.;

• правильного руководства коллективом, готовящим управлен-

ческие решения (постановка задач, стимулирование, адекватная

оценка работы).

СППР должна быть структурирована. В основе этой системы

должны быть сотрудники, успешно работающие в своих подразде-

лениях и в то же время состоящие в коллективе, готовящем управ-

ленческие решения. Образно говоря, такие специалисты могут иметь

два рабочих места, разных по своим задачам и параметрам работы.

Их рабочие места должны быть соответствующим образом и под-

готовлены. К СППР следует относиться как к виртуальному под-

разделению, решающему задачи, которые на момент рассмотре-

ния проблемы не имеют алгоритма решения. Для этого необходима

четкая и слаженная работа всех участников или подразделений

организации по предоставлению информации в СППР. В настоя-

щее время невозможно обойтись без использования современных

информационных технологий и методов аналитической обработки

информации, особенно если уровень принимаемых решений но-

сит стратегический характер, а последствия от принимаемых реше-

ний могут быть критичными для деятельности предприятия.

В начале реализации проекта важно иметь представление о си-

стеме управления ее составными частями и их взаимодействием,

т. е. до практической реализации системы должна быть создана ее

модель, максимально решающая задачи проекта. Прежде всего не-

обходимо создать концепцию системы управления, а затем пере-

ходить к составлению технического задания и выполнению проек-

та по ее информатизации.

Пример общей системы управления представлен на рис. 46 и

будет описан ниже по каждому из представленных блоков.

Постановка задач, как правило, исходит из стратегии управле-

ния и конкретное их выполнение (технология) осуществляется на

тактическом (оперативном) уровне. При постановке задач необхо-

димо как можно более четко представлять себе цели, так как по-

нимание цели есть представление модели решения задачи. Цель

—

это субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего,

но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую

проблему [Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко,

1989].

Все задачи мож-

но сгруппировать в блок, который состоит из следующих разделов:

• положение, устав организации, предприятия, ведомства и т. п.;

• постановления и распоряжения вышестоящего управляющего

органа;

• отраслевые требования, стандарты, нормы, соответствие сер-

тификатам и др.;

• нормативная база: законы, предписания, постановления, иски,

обязательные к исполнению;

• задачи, которые ставит лицо, принимающее решения, на ос-

новании анализа ситуации.

Задачи можно условно разделить на рисковые и нерисковые.

Нерисковые задачи не требуют сложной интеллектуальной подго-

товки для их решения. Это не означает, что они просты — даже

сложные задачи при их многократном повторении обретают алго-

ритм решения и решаются в дальнейшем по отработанной техно-

логии. За последствиями таких решений ведется мониторинг, ко-

торый отслеживает, когда следует вносить коррективы в техноло-

гию решения. Рисковая задача — это ситуация, в которой имеется

неопределенность относительно результата, т.е. исход, который

будет получен лицом, принимающим решение (ЛПР), зависит от

событий, которые невозможно предвидеть с полной определенно-

стью.

Выбирая альтернативы, ЛПР рискует, поскольку имеется

вероятность того, что его выбор приведет к невыгодному исходу,

т.е.

к проигрышу [Ю.Козелецкий,

1979].

Принципиальное различие между случайностью и нечеткостью

заключается в том, что функция принадлежности, которая лежит

в основе использования математического аппарата нечетких мно-

жеств, всегда является гипотезой. Она дает субъективное представ-

ление ЛПР об особенностях проблемной ситуации, характере це-

лей и имеющихся ограничениях. Таким образом, эта форма утвер-

ждения гипотез открывает ЛПР новые возможности: позволяет

строить оценки для альтернатив посредством формального аппа-

рата. Затем в схемах анализа, использующих теорию нечетких мно-

жеств, так же, как в традиционных методах, строится некоторая

система гипотез, только теперь они формулируются в терминах

«субъективной» принадлежности. В итоге ЛПР получает результат,

который также носит нечеткий характер и ведет к нечеткости в

принятии решений [В.С.Диев,

1998].

Одной из наиболее распространенных задач принятия решений

является упорядочение по качеству альтернатив, имеющих оценки

по многим критериям. Существует множество методов, предписы-

вающих лицу, принимающему решения, правила действий, этапы

решения задачи ранжирования. Например, один из постулатов эко-

номической теории состоит в том, что человек делает рациональ-

ный выбор на основе максимизации функции полезности. Полез-

ностью называют воображаемую меру потребительской ценности

различных благ. С содержательной точки зрения делается предпо-

ложение, что ЛПР как бы взвешивает на внутренних весах различ-

ные альтернативы и упорядочивает их по полезности [О.И.Лари-

чев,

2001].

Наряду с системой постановки задач основу СППР составляют

управление данными, интеллектуальный анализ и тактическое уп-

равление СППР. Важнейшим вопросом при формировании ин-

формационной системы при управлении данными и их использо-

вании в рамках СППР является качество информации, к которой

предъявляются следующие требования [Ю.Ю.Кинев,

1997]:

• достоверность (корректность) — мера приближенности ин-

формации к первоисточнику;

• объективность — мера отражения информацией реальности;

• однозначность;

• упорядоченность — количество передаточных звеньев между

первоисточником и конечным пользователем;

• полнота — отражение исчерпывающего характера соответствия

полученных сведений целям сбора;

• релевантность — степень приближения информации к суще-

ству вопроса, или степень соответствия информации поставлен-

ной задаче;

• актуальность (значимость) — важность информации для оценки

риска;

• низкая стоимость.

Важность данных в системе управления представлена на рис. 47,

где показаны уровни использования информации, затраты на сбор

данных и количество пользователей.

Можно выделить несколько уровней использования инфор-

мации.

Информаиионный уровень представляется регламентной отчетно-

стью и другими данными, которые обрабатываются с использова-

нием технологий управления данными, накапливаются и содер-

жатся в хранилищах данных.

Количество

Время, t

Информационный Аналитический Ситуационный

уровень уровень уровень

Рис.

47. График важности данных в системе управления

Аналитический уровень включает интеллектуальный анализ дан-

ных

может быть представлен:

• экспертными системами;

• информационно-аналитическими технологиями

— это

ней-

ронные сети, атласные информационные системы, кадастры;

• технологиями

ГИС;

• интеграционными технологиями

(ДЗЗ,

Интернет, мультиме-

диа

т.п.).

Ситуаиионный уровень характеризует тактическое управление.

Для

данного уровня особенностью является

то, что

информация здесь

предоставляется

ЛПР в

таком виде, чтобы обеспечить принятие

управленческого решения

за

требуемый промежуток времени.

Это означает,

что

информация

на

данном уровне

как бы ра-

створяется

информации других предметных областей. В таком

со-

четании образуется зрительный

ряд, как

правило организуемый

«ситуационных комнатах», «ситуационных залах», «ситуационных

центрах»

и т. п. (в

зависимости

от

масштабности решаемых задач).

На этом уровне целесообразно использование

ГИС.

Взаимоотношение вышеописанных уровней представлено

на

рис.

48.

Термин «интеллектуальный анализ» данных широко применя-

ется

СППР,

но

носит условный характер.

принципе

не

может

быть анализа данных

без

интеллекта. Речь идет

о том, что

одна

Поддержка принятия решений

Подготовка проектов управленческих решений

Ппмнатмр

Поддержка

принятия

гашений

—• .

Ранняя

диагностика

|#ПП1ШЬ^

решений

EIS

Отчетность

Анализ

АНАЛИЗ!—,

•

Р.

>ульготы

•

Р.

>ульготы

Интегри-

рованная

ГИС

Аналитический уровень

Информационный уровень

Базы

данных,

бумажные

носители

Хранилища

данных

Управление

технологиями

Рис.

48.

Схема взаимоотношения информационных уровней

СППР

366

часть анализа во многих случаях ведется автоматически, а другая

требует поиска или разработки алгоритмов. Правильность разрабо-

танных алгоритмов определяется временем, т.е. подтверждается

эффективностью результатов после выполнения решения и мони-

торингом последствий. Если учесть переменчивость задач (измене-

ния исходных данных), влияние внешней среды, качественный

состав коллектива СППР и многие другие влияющие факторы, то

существование стабильных алгоритмов решений весьма ограниче-

но.

Алгоритмы принятия решений — это не продукт, а процесс.

Качество интеллектуального анализа всегда будет зависеть от пол-

ноты и качества исходных данных, оперативности их получения,

квалификации и опыта специалистов СППР, времени, отведен-

ного на подготовку управленческого решения для изучения и мо-

делирования ситуации.

Из этого следует, что если учесть все влияющие факторы на вре-

мя,

отведенное для подготовки управленческого решения, то ока-

жется, что количество используемой информации строго ограниче-

но.

Задача состоит в такой организации СППР, чтобы она позволи-

ла учесть оптимальное количество необходимой информации для

решения задачи. Оптимальное количество информации определяет-

ся путем снятия ограничения по времени на ее подготовку и по

объему той информации, которая действительно влияет на каче-

ство принимаемого решения. Во многом этот процесс субъективен

и решается эффективно только коллективом специалистов.

Сколько же информации необходимо иметь для принятия ре-

шения? На рис. 49 показано, что работа по подготовке управлен-

ческого решения была начата в момент Х,

при этом определено

семь влияющих факторов (1, 2, 3, 4, 5, 7, 8), по которым нужно

было оценить ситуацию. На момент начала подготовки по всем

факторам уже была накоплена информация (Область информации

А).

По факторам 1, 2, 3 информации было достаточно, по факто-

рам 5, 7, 8 сбор информации продолжался. В процессе анализа и

моделирования обнаружилось, что влияющими факторами следу-

ет считать факторы 6 и 9. Время для подготовки информации было

ограничено моментом Х,\. На момент принятия решения была со-

брана информация, показанная областью В. В расчет принималась

информация А + В. В результате, на момент Х,

{

оказалось, что по

факторам 7, 8, 9 нет возможности получить полную информацию

из-за отсутствия информации области С. В оценке этой ситуации

возможны следующие варианты.

Вариант 1. Пренебречь отсутствующей информацией, принять

решение, а параллельно вести работу по сбору недостающей ин-

формации и по возможности корректировать принятое решение

(бывают необратимые решения!).

Вариант 2. Оценить влияние информации области С на приня-

тие решения через так называемую «раскачку» информации обла-

сти А + В, которая определяет, что потенциально информация

области С заключена в интервале значений

Al(C)

= I(C)

max

-I(C)

min

, (4.2)

где

I(C)

max

I(C)

min

—

максимальное и минимальное количество

информации, необходимое для принятия решения.

Для автоматизации процесса интеллектуального анализа нуж-

ны соответствующие инструменты, методики, технологии, про-

веренные на аналогичных задачах, т. е. речь идет о методе аналогий.

Данный метод дает экономию времени, выделенного для решения

задачи, и позволяет начать моделировать ситуацию для выяснения

недостающих данных или уточнения приоритетности влияния тех

или иных условий.

Как отмечал один из австралийских геологов, на карте человек

видит ровно столько, сколько позволяет ему ум. Решая многие за-

дачи и принимая решения, важно знать одну из самых важных

характеристик объекта — его пространственное положение. С воз-

никновением ГИС у исследователей появился новый инструмент,

обладающий небывалыми возможностями. Создавать ГИС на точ-

ной пространственной основе — достаточно дорого. Но для СППР

на первом этапе работ создание упрощенных, не очень точных в

пространственном отношении слоев позволяет руководству выйти

на новый уровень управления и более оптимально решать свои

задачи — в этом секрет успеха «неточных» систем. С развитием

проекта руководство, увидев преимущества ГИС, обязательно при-

ложит усилия по совершенствованию представления пространствен-

но распределенных данных. Следует сказать, что есть такие обла-

сти деятельности, где точная пространственная основа не имеет

первостепенного значения и вполне устраивает пользователей.

Давая руководству гибкий инструмент для принятия решений, ГИС

во многих случаях становится основой для информационной си-

стемы. Применяя визуализацию в сочетании с функцией модели-

рования процессов, можно составлять объективные (основанные

на реальных предпосылках) прогнозы.

Необходимо также отметить роль Интернета, дистанционного

зондирования Земли и глобальных систем позиционирования как

интеграционных технологий в СППР. С расширением использова-

ния Интернета все большее количество пользователей начинают

применять его возможности уже в качестве подсистем своих ИС в

составе СППР. На многих сайтах Интернета представлены слои

ГИС,

которые можно использовать по разным направлениям,

спектр которых будет расширяться в соответствии с возрастающи-

ми потребностями пользователей.

Использование поисковых систем дает возможность ведения

сбора необходимых данных и мониторинга за интересующими про-

цессами. Такое оперативное получение данных дает возможность

подготавливать для ЛПР дайджесты по интересующим направ-

лениям. Многие организации, предприятия и учреждения уже со-

здали отдельные подразделения, которые на постоянной основе

ведут работу по поиску необходимой информации и мониторингу

за интересующими их процессами по материалам публикаций в

Интернете.

В настоящее время, благодаря Интернету, стало возможным не

только покупать, но и получать бесплатно (оплата только за тра-

фик) космические снимки. На рис. 50 показаны уровни использо-

вания данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), механизм

их обработки, анализа и использования в СППР.

Экономично и эффективно по сравнению с наземным монито-

рингом использование ДЗЗ при необходимости постоянного мо-

ниторинга за текущими процессами на больших территориях, осо-

бенно для государственного контроля за окружающей природной

средой и деятельностью природопользователей. Данные, получен-

ные в результате дистанционного зондирования Земли из Космо-

са, являются одним из важнейших источников информации о со-

стоянии окружающей среды, антропогенном воздействии на нее,

втом числе и за счет трансграничного переноса загрязнителей. Та-

кая информация помогает более рационально использовать при-

родные ресурсы, выявлять состояние потенциально опасных объек-

тов народного хозяйства и др. В настоящее время широкое распро-

странение получают системы видео- и фотосъемки с малых лета-

тельных аппаратов — мотодельтапланов и минисамолетов.

Развитие глобальных систем позиционирования также дало удоб-

ный и эффективный инструмент в определении пространственно-

го положения объектов и уже в ближайшее время станет частью

СППР.

Подготовка проектов управленческих решений определяется не-

обходимостью оценки эффективности принимаемых решений.