CC BY
16
1/2П11 ВЕСТНИК
j/2012_мгсу
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЦЕЛЕВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ
METHODICAL ASPECTS OF TARGET BUILDING PROGRAMS
MODELLING
E.H. Куликова
E.N. Kulikova
ГОУ ВПО МГСУ
В статье рассматриваются методические аспекты моделирования целевых строительных программ, включая методику установления связей, расчет характеристик, сводную таблицу показателей целевой строительной программы.
In article methodical aspects of target building programs modeling are considered, including a technique of an establishment of communications, calculation of characteristics, the list of indicators of the target building program.
При использовании иейросемаитического метода моделирования целевых строительных программ (ЦСП) необходимо руководствоваться рядом практических правил, которые способствуют эффективному построению модели и успешному ее анализу и модификации.
При создании нейросемантической модели необходимо различать элементы трех типов: цели - желаемые изменения состояния проблемной области программы, мероприятия - конкретные действия, выполняемые в проблемной области программы, внешние факторы - события, процессы вне проблемной области программы, но оказывающие на нее влияние. При выделении элементов проблемной области необходимо руководствоваться следующим правилом: если существует элемент, обобщающий несколько других элементов, то в модель либо включается один этот элемент, либо несколько других. В противном случае результаты модели будут неадекватными.
Для удобного установления связей между элементами создается нумерованный список и для каждого элемента указываются номера других связанных элементов. При наличие отрицательной связи номер ставится с минусом. Если уже существует разбиение элементов на подсистемы (разделы), то сначала устанавливаются связи внутри подсистемы, а затем поочередно анализируются элементы других подсистем. Связи между целями и мероприятиями целесообразно устанавливать путем рассмотрения поочередно каждой цели и всех мероприятий. Связи между мероприятиями и внешними факторами устанавливаются аналогично. Фактически, при построении системы мероприятий, устанавливаются взаимообратные положительные связи, так как неэффективно включать в программу мероприятия, противоречащие друг другу. Аналогично, между целями и мероприятиями устанавливаются положительные связи. Внешние факторы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на мероприятия программы.
После расчета характеристик построенной модели необходимо выявить причину неудовлетворительных значений и устранить ее. Как правило, устранение неудачных результатов происходит путем добавления либо удаления некоторых элементов. Такие манипуляции с моделью должен выполнять только эксперт, иначе, исходя их математических соображений, основанных на теории графов и нейронных технологиях, можно убрать мероприятие, которое необходимо оставить в программе из-за особенностей предметной области.
Методика проектирования ЦСП в среде САПР приведена в таблице 1.
Таблица 1
Методика проектирования ЦСП в среде САПР
Действие Исполнитель Результат Используемое ПО
1. Определение целей про- Заказчик Цели программы, Поисковые,
граммы программы определяющие конечное состояние предметной области программы после ее реализации аналитические системы
2. Сбор информации по Эксперты Ряд текстовых до- Поисковые,
предметной области про- кументов, содержа- аналитиче-
граммы. щих предложения по достижению поставленных целей ские системы
3. Выделение мероприятий Эксперты Перечень элементов ПО обработки
и внешних факторов модели текстовой информации: Тех1Апа1у81, БАГИС
4. Установление связей: Эксперты, Модель программы ПО обработки
Для статического анали- инженеры текстовой
за - наличие взаимооб- по знаниям информации:
ратной смысловой связи; TextAna1yst,
Для динамического анали- БАГИС
за - наличие взаимооб-
ратнои смысловой связи с
делением на положитель-
ные и отрицательные.
5. Статический анализ: Инженер Характеристики Математиче-
- Построение укрупнен- по знани- значимости и влия- ское ПО, ав-
ной схемы; ям, тельности отдель- торские про-
- Декомпозиция на под- програм- ных мероприятии и граммы
системы; мист подсистем
- Расчет статических ха-
рактеристик
1/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
Действие Исполнитель Результат Используемое ПО
6. Динамический анализ: - Определение входного множества - Активизация нейронной сети и анализ ее выходных состояний - Расчет динамических показателей Инженер по знаниям, программист Прогноз реализации программы при активизации заданных элементов Программы нейросетевого моделирования: NeuroSolutions, BrainMaker Pro, авторское ПО
7. Корректировка целевой строительной программы Эксперт, программист Система программных мероприятий, обеспечивающая достижение целей при возникновении предполагаемых внешних факторов Авторское ПО, математическое ПО
Эффективность исследований построенной модели во-многом определяется корректностью установления связей между элементами:
- для статического анализа: связь существует, если элементы могут образовывать истинные суждения, т.е. объединяться в осмысленные в рамках некоторой тематики высказываний либо без каких-то опосредующих выражений, либо посредством выражений, играющих роль связки. В качестве связок могут использоваться следующие словесные образования: "есть", "принадлежит", "характеризуется через", "предполагает", "является условием", "является причиной", "ведет", "позволяет", "является результатом", "поэтому", "в этих целях";
- для динамического анализа: как правило, устанавливаются между внешними факторами и мероприятиями программы. Различают положительные и отрицательные связи. Положительная связь означает, что изменение одного элемента приведет к аналогичному изменению другого (например, снижение платежеспособности населения приводит к снижению числа покупаемых квартир). Отрицательная связь (другое название - обратная связь) означает, что изменения одного элемента приводят к противоположным изменениям другого элемента (например, снижение платежеспособности населения приводит к увеличению очередей на жилье).
Результаты статического и динамического анализа целесообразно группировать в единой таблице, что позволит быстро оценить модель в целом, а при сравнительном анализе вариантов программы иметь объективные данные для выбора.
Показатели, приведенные в таблице 2, должны анализироваться и неудовлетворительные их значения необходимо устранять путем корректировки модели. Корректировка модели должна производиться в следующих направлениях:
- поиск и добавление неуказанных ранее связей;
- проверка наличия обобщающих понятий и их компонент. В этом случае необходимо удалить либо компоненту, либо само обобщающее понятие. Необходима корректировка связей;
- при наличии неопределенных элементов вводить в модель новые элементы, связанные как с неопределенным элементом, так и с какими-либо другими элементами.
Таблица 2.
Сводная таблица показателей целевой строительной программы
№ Показатель Формула расчета Значение
Статические показатели
1 Удельный вес подсистемы N f Произвольное, в зависимости от важности подсистемы в программе
2 Внутренняя связанность ^внут Меняется от 0 до n! , чем 2!(n - 2)! выше, тем более согласованы мероприятия подсистемы
3 Плотность подсистемы с внут С — отн n Находится в пределах n - 1 < С < •— uотн — n n \n -1) 2 *n Чем выше, тем более согласована подсистема
4 Число связей с каждой из подсистем Si Произвольное
5 Общее число связей с подсистемами 5" >г и Со Произвольное
6 Плотность связи с каждой из остальных подсистем ,=* г S Меняется от 0 до 1, чем выше значение, тем теснее связь с другими подсистемами
Динамические показатели
1 Общий коэффициент достижимости целей 2 V -1 X % коп i=1 K 2|v|-i Меняется от 0..1, чем выше значение, тем успешнее реализация программы при возникновении внешних факторов
2 Общий коэффициент недостижимости цепей 2l V-1 £ $ кон i=1 ц ~ 2IV-1 Меняется от 0..1, чем ниже значение, тем успешнее реализация программы при возникновении внешних факторов
3 Общий коэффициент нейтральности целей 2 Vi-1 Xk г к °нт i=1 к* " 2И-1 Меняется от 0..1, чем выше значение, тем больше целей не зависит от внешних факторов и некорректность выбора множества внешних факторов
1/2011 ВЕСТНИК
_МГСУ
Таким образом, разработанный нейросемантический метод анализа и проектирования целевых строительных программ может быть использован в целевых программах различного типа. Далее приведены примеры построения моделей федеральных и региональной целевых программ.
The literature
1. Hopfield J., Tank D. Computing with Neural Circuit: A model // Science.-1986.-Vol. 233.P.625-633
2. Kosco B. Fuzzy cognitive maps// International journal of Man-Machine Studies.- 1986.-Vol. 24.-P. 65-75
Ключевые слова: строительство, моделирование, целевая программа, связь, характеристика, анализ, показатели, эффективность.
Key words: building, modelling, the target program, communication, the characteristic, the analysis, indicators, efficiency.
E-mail автора: kulikova@mgsu.ru
Рецензент:. В.О.Чулков доктор технических наук профессор МГАКХиС
