CC BY
31
Прогнозирование последствий увеличения интенсивности трафика. Очевидно, что при увеличении интенсивности трафика значения периодов повторяемости будут уменьшаться. На практике важно количественно оценить, насколько сильным будет уменьшение. Для ответа на этот вопрос найдем зависимость интервала повторяемости Т от коэффициента увеличения интенсивности трафика к для некоторого уровня интенсивности трафика С.
На рисунке в части а) представлены найденные с помощью (1), (2) зависимости периода повторяемости Т от коэффициента к для двух уровней: С=А и С=В. Очевидно, что даже относительно небольшое увеличение трафика приводит к существенному уменьшению интервала повторяемости.
Анализ перегруженной сети. Рассматривается ситуация, когда интенсивность трафика, проходящего через анализируемый элемент сети, настолько велика, что достаточно часто имеет место его перегрузка, то есть достижение уровня предельно допустимой пропускной способности. В этом случае важно оценить возможности исправления такого положения.
Будем считать, что уровень предельной пропускной способности анализируемого элемента сети составляет величину 3,2*108 бит/сек. Предельному уровню Хпред =3,2*108 бит/сек. будет
соответствовать период повторяемости Т=4,1 единицы интервала цикличности. Это значение может оказаться неприемлемым с точки зрения пользователей, и тогда возникнет задача увеличения периода Т. Этого можно добиться путем определенного снижения интенсивности трафика в к раз за счет переключения части пользователей на другие маршруты сетевой структуры.
Можно найти достаточно простую формулу, отражающую зависимость интервала повторяемости Т от коэффициента к для перегруженного трафика. На рисунке в части б) представлена соответствующая зависимость. Если задаться желательным значением интервала повторяемости, то с помощью данного графика можно найти соответствующий коэффициент необходимого уменьшения трафика к. Отметим, что даже относительно небольшое снижение интенсивности может существенно увеличить интервал повторяемости.
Предложенный подход при всей своей относительной простоте может оказаться полезным при долгосрочном прогнозировании поведения компьютерных сетей.
Список литературы
1. Гумбель Э. Статистика экстремальных значений./ Пер. с англ. - М.: Изд-во МИР, 1965.
2. Писаренко В.Ф., Болгов М.В., Осипова Н.В., Рукавишникова Т.А. Применение теории экстремальных событий в задачах аппроксимации распределений вероятностей максимальных расходов воды. // Вопросы инженерной гидрологии. -Вып. 180. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
3. Найденов В.И., Кожевникова И.А. Почему так часто происходят наводнения? // Природа. - 2003. - № 9.
4. Embrechts P., Kluppelberg C., Mikossch T.// Modellingextreme events for insuranceand finance. / Berlin, 1997.
5. Нерсесов И.Л., Сыдыков А., Нурмагамбетов А., Михайлова Н.Н. Сейсмический режим Северного Тянь-Шаня...// Физика Земли. - 1981. - № 5.
МЕТОД ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОМ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА КОММУНИКАЦИОННОГО ТОННЕЛЯ
В.И. Белопушкин, к.т.н.; И.С. Бондаренко (МГГУ)
В условиях жесткой конкуренции и нестабильной экономической ситуации выбор техноло-
гии строительства (ТС) коммуникационных тоннелей (КТ) сводится к нахождению оптимально
возможной технологии строительства КТ. Для
решения этой задачи в автоматизированном проектировании можно пойти различными путями. Например, для каждой известной ТСКТ может быть проведена параметрическая оптимизация. Затем оптимизированные ТСКТ должны сравниваться с целью выделения лучшего. Второй путь предполагает автоматическую генерацию вариантов на основе комбинаций элементов и признаков ТСКТ. К достоинствам автоматической генерации вариантов относится теоретическая возможность получения новой ТСКТ, не применявшейся ранее.
Решение задачи выбора оптимальной ТСКТ предполагает 3 этапа оптимизации: отбор параметров, характеризующих объект, выбор критериев оптимизации; выбор лучшей ТСКТ (структурная оптимизация); оптимизация параметров лучшей ТСКТ (параметрическая оптимизация).
1-й этап. Анализ и оптимизация параметров исходных данных: осуществляются анализ, отработка и оптимизация характеристик КТ и ТСКТ, инженерно-геологических и других внешних факторов, влияющих на выбор ТСКТ; выбор критериев оптимизации.
2-й этап. Структурная оптимизация (выбор лучшей ТСКТ): добиваются оптимального соответствия выбранной ТСКТ условиям строительства и назначению тоннеля. Структурная оптимизация предполагает выбор одного или нескольких альтернативных вариантов ТСКТ.
3-й этап. Параметрическая оптимизация. На этом уровне осуществляется оптимизация параметров лучшей ТСКТ по нескольким целевым функциям.
Постановка рассматриваемой задачи выбора оптимальной альтернативы описывается следующим образом. Положим, что имеется х1? х2, ..., х|5 ..., хп альтернатив, причем каждая из них характеризуется совокупностью ql2, ..., qlj, ..., qls числовых оценок ..., Zj, ..., zs в соответствии с выбранной шкалой.
Для определенности будем считать, что альтернатива х| оптимальна по критерию Zj, если
qlj=max{q1j,q2
Решение задачи ищется путем введения аддитивной свертки критериев: у|= а^1+а2Д2+...
в
+а=Еа Д , где а. - некоторые весовые ко-1=1
эффициенты, учитывающие влияние на величину обобщенного критерия у отдельных факторов:
' ' - ь)+g, где qj(шln) = ;
01=
qj(шax) qj(шln)
qj(ШaX) = шaxqj; - некоторые задаваемые нами
1<1<п
числа, причем 0<g<h; ^ - номер альтернативы; 1 -номер критерия.
Выбор весовых коэффициентов делает непосредственно ЛПР или группа экспертов. Однако,
как правило, величина а^ не может быть принята однозначно. Поэтому для более объективного задания величины весовых коэффициентов допустимо рассматривать вместо каждого а, некое конечное множество значений {а1 ,а2 ,...,аг-1,..., а1}
и
. .. I 1
ний {d 4 ,...,dj ,...,d j }, где ' - некоторое значе-
1111 3
1 1
соответствующие им числовые оценки предпочте
IV2
j j 1 j
ние индекса 1-го весового коэффициента аь из
множества {1,2,...,Ь1} (1=1,2,...,1); Ь, - количество вариантов весовых коэффициентов для 1-го критерия; d'j - некоторый числовой эквивалент предпочтения, например, взятый по десятибалльной шкале. При этом допускается, что некоторые или
все элементы множества ^Д2,...^1 г«^1} могут
иметь одинаковые значения.
Если произвести нормирование величин пред-
dгl Ь
' 1 1 ' тглттт^тттттЧ жч^ то будем иметь Е Р1 = 1.
1 ь =1
'Е d 1
'1=1
Следовательно, величины р'1 можно рассматривать как составляющие некоторого дискретного распределения вероятностей значений весовых
коэффициентов а11.
Такой подход, названный вероятностным, приводит к М = Ь1 -Ь2-...-Ь8 вариантам значений
{у1 ,у2 ,...уп} при различном сочетании весовых коэффициентов из заданных множеств:
у| (ь^,...' )=а1*о1+а 2*02+...+а^:=(1)
1=1
или у^
(а1,р1 ) (а2,р2 ) '
(а2,р2 ) (а 2,р2 )
1л 1 ¡л Д1+• /л ' 'Л
(а11,Р11) (а 2 ,Р2)
(аЬ1 ,рь1 ) (а 21,рь1)
+...+
(а1,р1 ) (а 2 ,р2 )
(а ы)
(а Ь^Ь1)
Д+...+■
(а1,р1) (а2,р2 )
(а11,р11 )
(аь1,рь1)
= Е-
1=1
(ЗД) '
(а 2р ) (а 1,р1) (а ьр1)
Очевидно, что каждый набор коэффициентов в (1) можно рассматривать как сочетание взаимно
независимых событий. Поэтому в соответствии с правилом вычисления вероятности наступления любого числа взаимно независимых событий величине у, (/1,/2,...,/8) должна быть сопоставлена вероятность
р, (^-Л )=Р11 р22 ■•"■р.4 . (2)
Таким образом, для каждой из п альтернатив мы получим М вариантов значений обобщенных критериев у, (/15/2,...,/.) с вероятностями
Р, (/15/2,...,/.). Можно доказать, что наибольшая вероятность будет у варианта, имеющего в качестве Д22 4 весовые коэффициенты с максимальными значениями вероятностей из своих распределений вероятностей.
Однако при максимальной вероятности возможны случаи явной неопределенности, когда несколько альтернатив имеют одинаковые значения обобщенного критерия оптимальности, а также неявной, когда различия в значениях обобщенных критериев пренебрежимо малы.
Положим, что при максимальной вероятности двух альтернатив значения обобщенного критерия оптимальности окажутся равными, уа = ур, где , то есть будет случай явной неопределенности. Для раскрытия указанного вида неопределенности вводится интервал I = [Р„,Ртах ], условно названный доверительным, где Ртах - максимальная величина вероятности среди полученных значений Р, (/1,/2,...,/8), а Р0 - некоторая меньшая чем Ртах вероятность.
Величина Р0 выбирается так, чтобы в интервал I попало еще одно Р0, ближайшее к Ртах значение из множества значений (2), характеризующих вероятность некоторого сочетания весовых коэффициентов. При уа>0 принимается оптимальная альтернатива ха и наоборот. При уа= 0 выбор
сохраняет свою неопределенность. В этом случае производится дальнейшее расширение интервала I.
Рассмотрим особый случай. Положим, что при вероятности Р0 имеют место несколько значений целевой функции весовых коэффициентов (уа< ур
и У> Ур). Тогда предпочтение отдается альтернат / к к\
тиве ха при 2(уа—ур)>0 либо альтернативе хр т / к к \
при 2(уа— ув)<0, где т - число сочетаний весо-
к=Г '
вых коэффициентов, имеющих вероятность Р0. При 2(у^— ув)=0 ситуация сохраняет свою не-
к=Г '
определенность, разрешаемую расширением интервала I.
b
При выборе альтернатив в рамках проектирования организационно-технологической подготовки строительного производства необходимо считаться с рядом ограничений. Положим, для х1 ,х2 ,...,х, ,...,х. альтернатив имеют место В15В2, ...,Вк ,...,Вт ограничений. Введем некоторую величину Ь, принимающую следующие значения:
0, при х,, не удовлетворяющей требованиям,
1, при х,, удовлетворяющей требованиям Вк.
Тогда каждую альтернативу можно условно охарактеризовать величиной
т
а, = ПЬ,в . (3)
к=1
Действительно, из а,=1 будет следовать, что альтернатива х, удовлетворяет всем т требованиям, а при а,=0 не удовлетворяет хотя бы одному из требований.
Для удобства построения автоматизированных систем целесообразно с помощью функции а,, принимающей значения 0 или 1, построить единую целевую функцию, учитывающую как систему ограничений, так и совокупность критериев:
у, = а,г (я1л2».д1).
Используя (3) и представление критериев в виде линейных сверток, получим обобщенное мультипликативно-аддитивное представление целевой функции:
ai=nbik jQj
(4)
j=i
Для апробации метода были использованы данные строительства Царицынского канализационного канала г. Москвы.
В соответствии с разработанным методом целесообразно создание компьютерной системы поддержки принятия решений строительства КТ (СППР СКТ) для автоматизации процесса расчета оптимальной альтернативы ТСКТ.
При разработке СППР СКТ необходимо учитывать, что она существенно отличается от обычного программного продукта и предполагает разработку таких обязательных компонентов, как пользовательский интерфейс, база знаний и механизм логического вывода.
Для моделирования базы знаний следует использовать СУБД ORACLE как одну из универсальных, мощных, надежных и открытых современных систем и ее компоненты OLAP, Data Mining, которые позволяют осуществить оперативный многомерный анализ данных и значительно ускорить процессы обработки данных, а для разработки механизма логического вывода и пользовательского интерфейса - объектно-ориентированный язык программирования Object Pascal с использованием среды разработки Delphi 6.
Ввод данных следует предусмотреть двумя возможными путями: из уже существующей задачи и из новой задачи в процессе диалога с ЛПР.
Основные требования, которым должна отвечать СППР СКТ:
- интегрируемость, масштабируемость, открытость, простота освоения и применения, универсальность - общие требования;
- решение проблемы многокритериальности, решение информационно-аналитических проблем,
получение и обобщение экспертной информации -специальные требования.
В результате разработанная СППР СКТ должна обеспечивать наибольшую точность при выводе результатов, иметь удобный пользовательский интерфейс и возможность накопления опыта, получаемого в процессе эксплуатации системы.
СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОРГАНОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЛАСТИ
А.Л. Куляница, д.т.н.; М.Ю. Соболева (МГГУ)
В статье рассматриваются ключевые этапы, соблюдение которых позволит использовать механизм управления по результатам в качестве реально действующего и эффективного средства оценки и повышения эффективности деятельности федеральных органов государственной власти, а также организационные принципы создания автоматизированной системы, в основе которой заложен данный механизм.
Целью разработки автоматизированной системы оценки эффективности деятельности федерального органа исполнительной власти в первую очередь является необходимость создания инструмента, оказывающего помощь в принятии управленческих решений в области повышения эффективности деятельности организации. Автоматизированная система планирования и оценки эффективности деятельности федерального органа государственной власти должна состоять из блоков: целеполагания, планирования работ для достижения поставленных целей, мониторинга выполнения работ и оценки эффективности деятельности.
Блок целеполагания предназначен для создания и ведения целей, которых планируется достичь федеральным органом власти. В связи с предполагаемым переходом государственных органов на долгосрочное планирование данный блок должен обеспечивать ведение и долгосрочных, и годовых целей. Под ведением цели понимается ее создание, описание показателей, по которым осуществляется оценка достижения цели, указание типа цели (долгосрочная, среднесрочная или годовая), а также указание мероприятий, осуществляемых федеральным органом, которые направлены на достижение поставленной цели, и степени влияния каждого мероприятия на эту цель.
Мировая практика использования показателей, по которым осуществляется оценка достижения цели, показала, что они должны отвечать следующим требованиям: соответствие стратегии, простота, доступность, измеримость, управляе-
мость, сбалансированность и ограниченное количество [1-3]. Основной проблемой является разобщенность целей и индикаторов их выполнения, что характерно для большинства видов деятельности федеральных органов власти. Следствие этого - высокие значения показателей эффективности наряду с фактическими проблемами, связанными с достижением цели.
Блок планирования работ для достижения поставленных целей предназначен для обеспечения возможности долгосрочного планирования своей деятельности федеральным органом государственной власти. Один федеральный орган может курировать одновременно несколько целевых программ различного ведомственного уровня и, кроме того, вести регулярную деятельность, возложенную на него Правительством. При этом все направления деятельности зачастую в силу узкой сферы полномочий государственной организации тесно связаны между собой, оказывают явное или скрытое влияние друг на друга. Блок планирования должен позволять планировать выполнение работ по каждому виду деятельности в отдельности, при этом пользователю необходимо иметь возможность получать сведения о деятельности всего органа в целом.
В связи с наличием у большинства федеральных органов исполнительной власти широкой сети региональных представительств и необходимостью параллельного выполнения работ в разных регионах как в рамках целевых программ, так и в регулярной деятельности при планировании данному региональному распределению должно уделяться особое внимание, чтобы избежать выполнения повторных работ в одних регионах и «не обездолить» другие.
Как уже было отмечено, основным методом планирования деятельности федеральных органов власти остается сметное оперативное планирование. Данных подход не позволяет успешно использовать механизм целевого управления. Для составления плана, направленного на достижение
