Подход к выбору оптимальной структуры отраслевой гидрометеорологической системы на основе нечетких критериев Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Приводиться один з nidxodie до вибору оптимальноi структури галузевог систе-ми для проектування, заснований на мето-di експертних ощнок i критерив, описаних у виглядi нечтког безлiчi з дЫенням на групи

Приводится один из подходов к выбору оптимальной структуры отраслевой системы для проектирования, основанный на методе экспертных оценок и критериев, описанных в виде нечетких множеств с делением на группы

One of approaches to a choice of optimum structure of branch system for the designing, based on a method of expert estimations and the criteria described in the form of indistinct sets with division into groups is led

■о о

УДК 551.501

ПОДХОД К ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ОТРАСЛЕВОЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКИХ КРИТЕРИЕВ

Ю.В. Доронина

Кандидат технических наук, доцент* Контактный тел.: 8 (0692) 23-53-64, 8 (0692 )23-51-00

Е-mail: juvado@rambler.ru

М.Р. Вале нтюк

Аспирантка*

Контактный тел.: 8 (0692) 45-12-27, 8-068-478-34-32 Е-mail: mvalent85@gmail.com *Кафедра информационных систем Севастопольский Национальный технический

университет

ул. Университетская, г. Севастополь, 99053

1. Введение

Создание сложных отраслевых автоматизированных систем, безусловно, сопряжено с проблемой выбора оптимального варианта их структуры. В исследуемой задаче рассматривается отраслевая гидрометеорологическая автоматизированная система контроля данных морских прибрежных наблюдений [1]. Особенностями этой системы являются: постоянный и непрерывный поток контролируемых параметров окружающей среды, особая важность данных для обеспечения безопасности жизнедеятельности и составления прогноза погодных явлений, пространственная неоднородность и другие. Функционирующие разрозненные программные модули не отражают современных требований к системам подобного ранга. В связи с этим, предложенный метод оптимального выбора структуры проектируемой системы, является актуальным.

2. Постановка задачи

Пусть V = } - множество вариан-

тов, которые подлежат вариантному анализу, а

0 = } - множество количественных и

качественных критериев, которыми оцениваются варианты.

Для отраслевой гидрометеорологической системы выбрано пять основных вариантов. Первый вариант структуры характеризуется наличием подсистемы управления датчиками на этапе сбора гидрометеорологических данных. Второй вариант наличие блока визуального критического контроля. Третий вариант - с ручным вводом данных в гидрометеорологические таблицы (ТГМ), четвертый- с автоматической фильтрацией данных, и, наконец, пятый вариант - с возможностью выбора подсистемы хранения данных.

Таким образом:

- система с управлением датчиками на этапе сбора данных;

у2 - система с визуальным критическим контролем;

у3 - система с ручным вводом данных в ТГМ;

V,! - система с автоматической фильтрацией данных (без ручного внесения изменений);

v5 - система с возможностью выбора подсистемы хранения.

На рис. 1 приведена схема варианта 5.

У5 — система с возможностью выбора подсистемы хранения

Рис. 1. Схема пятого варианта

Для выбора оптимальной структуры автоматизированной отраслевой системы необходимо применить вариантный анализ по следующим группам критериев:

1 - надежность данных в целом;

2 - экономические критерии;

3 - доступ к данным;

4 - взаимодействие с данными;

5 - иерархическое отраслевое взаимодействие.

Обозначим каждый из критериев - qi, где i - номер

группы критерия, j - номер критерия в группе.

По первой группе критериев q| имеет некоторое преимущество перед критериями q2 и q13. В свою очередь q!, имеет преимущество перед q3.

Задача состоит в том, чтобы упорядочить элементы множества V по критериям из множества Q . Решение этой задачи состоит из следующих этапов:

1. Рассмотрение критериев как нечетких множеств, которые заданы на универсальных множествах вариантов с помощью функции принадлежности.

2. Определение функций принадлежности нечетких множеств на основе экспертной информации о парных сравнениях вариантов с помощью 9-тибальной шкалы Саати.

3.Ранжирование вариантов на основе пересечения нечетких множеств-критериев, которые отвечают известной в теории принятия решения схеме Беллмана-Заде.

4.Ранжирование критериев методом парных сравнений и учет полученных рангов как степеней кон-

центрации соответствующих функции принадлежности [2].

3. Направление исследований

На первом этапе определялись глобальные критерии по внешней группе критериев (без учета критериев в подгруппах). Сравнение структур по критериям осуществлялись экспертами в области гидрометеорологии и экономики.

Экспертным высказываниям соответствуют следующие матрицы парных сравнений:

V,

V V V 5

' 1 15 2 5 9"

5 1 2 7 9

12 1/2 1 7 9

1/5 1/7 17 1 7

1/9 19 19 17 1_

V V V V 5

" 1 19 15 3 4

19 1 2 9 9

5 12 1 7 7

1/3 19 17 1 5

.14 19 17 15 1

V

V

V

4

V

V

V

2

V

5

А(ф = v3

V

V,

, А^4) ^

V,

V V5

" 1 1 1 4 7"

1 1 1 5 7

1 1 1 5 7

14 15 15 1 2

1/7 17 17 12 1

^ ^ ^ V4 ^

" 1 15 13 2 2

5 1 2 4 5

3 12 1 3 6

12 14 13 1 12

12 15 16 2 1

qrl (доступ к данным) также имеет достаточно высокую оценку, критерии же управленческого характера - вторичны, поэтому имеют более низкие экспертные оценки.

Экспертным оценкам соответствует следующая матрица парных сравнений:

(1)

А = 1? 14

11 12 13 14 15

3 Г 1 3 4 15 16

13 1 2 12 1/3

4 14 12 1 17 19

5 5 2 7 1 12

6 3 9 2 1

(3)

Ранги критериев q1, qJ2, qJ3, q4 , qJ5 после нормировки имеют вид:

А^5) = v3

V,

1 1/7 1/3 2 1

7 1 13 3 4

3 3 15 6

12 13 15 1 8

1 14 16 18 1

w1 = 0.12 , w2 = 0.25, w3 = 0.51, w4 = 0.066, w5 = 0.049 .

1 10,058012 0.042012 0.055012 0.075012 0.68012

V

V

V

0.71 0.68 0.71 0.73 0.95

V1 ' V ' V ' V V

2

"3

2

3

Пользуясь матрицами парных сравнений и форму-

лой = -

1

—,получим:

1 10.058 0.042 0.055 0.11 0.68

' ' V V V У4 V

2 10,12

0.033025 0.049025 0.15025 0.59°

V,

V,

0.59 0.43 0.47 0.62 0.88

v'v'v'v' V,

2 10.12 0.033 0.049 0.15 0.59

' ' V V V У4 V

3 10.071 0.067 0.067 0.27 0.52

' ' V V V У4 V

4 10.18 0.059 0.074 0.39 0.26

' ' V V V У4 V

=

0.22 0.065 0.055 0.997 0.39

(2)

Для случая равновесных критериев, пользуясь нечеткими множествами q1, q2, qJ3, q4 , qJ5 и формулой [2], получим:

D =

0.058 0.033 0.049 0.0997 0.26

3 10,071°.

0.067°51 0.67°51 °.27°51 0.52°

V

V

V

4 10,18'

0.26 0.25 0.25 0.51 0.72

V1 ' V ' V ' V V

"2

3

2

3

0.059 0.074 0.39 0.260'

V

V.

5 10,22 =

0.89,0.83,0.84,0.94,0.91

V1 ' V ' V ' V V

"2

"3

"2

"3

0.0650049 0.0550049 0.0997°

0.39°'

V,

V,

V,

Множество D имеет такие значения составляющих, что свидетельствует о явном преимуществе варианта v5 над всеми другими вариантами, о достаточном преимуществе V,! над v1, v2 и v3, а также о преимуществе варианта v1 над вариантами v3 и v2.

Для случая неравновесных критериев были учтены мнения экспертов - работников гидрометеорологической отрасли. По их мнению, критерий qj (надежность данных) является наиболее важным наряду с критерием q2 (экономическая эффективность). Ранг критерия

0.93 0.87 0.87 0.89 0.95

v'v'v'v' V,

Пересечение этих нечетких множеств с учетом рангов критериев имеет вид:

D =

0.26 0.25 0.25 0.51 0.72

V1 ' V, ' V ' V ' V

"2

"3

"4

"5

что свидетельствует о явном преимуществе варианта v5 над вариантами v1, v2 и v3, а также он наличии небольшого преимущества варианта v5 над V,!.

Таким образом, в обоих случаях равновесных и неравновесных критериев, явное преимущество отдается варианту системы v5. Поскольку имеется заметная

V

V

V V V V4 V5

V

V

2

4

V

5

У

2

4

5

V

4

V

V

1

4

5

V

V

V

V

V

3

4

0.049

V

V

4

5

V

V

V

V

V

2

3

4

близость варианта vi к явному лидеру - системе v5, рассмотрим вложенные групповые критерии и проведем соответствующие исследования.

С целью оценки уровня согласованности мнений экспертов, был проведен предварительный экспертный опрос, где выявились следующие тенденции.

Эксперты, условно обозначенные как А, В, С иБ имеют некоторые расхождения в оценках. Ниже приведены ранги оценок:

Для Аа : = 0.12 , #2 = 0.24 , #3 = 0.5 , лл14 = 0.064 , #5 = 0.048. Для Ав: #1 = 0.14 , #2 = 0.25, #3 = 0.47 , #4 = 0.061, = 0.043. Для Ас : щ = 0.11, #2 =0.24 , #3 = 0.5 , #4 = 0.064 , #5 = 0.048. Для Лс : = 0.12 , #2 = 0.19, #3 = 0.54 , #4 = 0.069, <к5 = 0.047. Для оценки согласованности мнений экспертов был рассчитан коэффициент конкордации w = 0.81, из чего можно сделать заключение о высокой согласованности мнений экспертов.

Следует отметить, что предложенный метод предполагает и уточнение анализа выбора структуры на основе детализации критериев, или анализа критериев в группах.

По группам - явное преимущество по отношению к остальным имеет 1-я группа, а, следовательно, критерии qj. Критерии 2-ой группы имеют преимущество перед критериями 4-ой и 5-ой групп. В подгруппе 2

критерий q2 имеет преимущество перед критериями

2 2 2

q4, q3 и q2, поскольку по временному содержанию данный критерий имеет более длительную составляющую (выплату зарплат служащим), чем однократные вложения средств на переоснащение.

Результаты парных сравнений в группе экономических критериев qJ2 приведены в следующих выкладках: для случая равновесных критериев пересечение нечетких множеств имеет следующий вид:

D =

0.04 0.037 0.047 0.044 0.037

Преимущество имеет система с ручным вводом данных в гидрометеорологические таблицы ТГМ. Это объясняется отсутствием материальных вложений на конфигурирование такой системы (это совпадает с мнением экспертов), но некоторое преимущество системы V,! над v1, v2, v5 все-таки говорит о целесообразности ее проектирования.

Таким образом, для случая неравновесных критериев в подгруппе 2 (экономических критериев) преимущество имеет вариант v1 (система с управлением сбором гидрометеорологических данных) над вариантами v2 и v3. Кроме того вариант v5 имеет также высокий уровень преимущества относительно v2, v3 и менее значительное преимущество над вариантом V,!.

Парные сравнения в группе критериев, связанных с доступом к данным - qJ3 приведены ниже. Для случая равновесных критериев пересечение нечетких множеств имеет следующий вид:

D =

0.047 0.049 0.036 0.11 0.52

Следовательно, для случая равновесных критериев в подгруппе 3 (доступ к данным) преимущество имеет вариант v5 (система с управлением хранением гидрометеорологических данных) над вариантами v1, v2 и v3 . Вариант V,! имеет преимущество относительно v1, v2, v3, но в пять раз меньшее, чем вариант v5.

Для неравновесных критериев преимущество имеет вариант системы v5 (система с управлением хранением гидрометеорологических данных) над вариантами v1, v2 и v3. Вариант V,! имеет также некоторое преимущество относительно v1, v2, v3, но менее значимое, чем вариант v5. Таким образом, результаты оценок в группе 3 по равновесным и неравновесным критериям совпадают.

4. Перспективы дальнейших исследований

Лидером выбора явился вариант структуры v5. Учитывая требования развития автоматизированной отраслевой системы гидрометеорологического мониторинга режимных данных, из дальнейшего рассмотрения выбывают только варианты v2, v3 (связанные с устаревшими технологическими процессами), остальные, наряду с v5, подлежат дальнейшему рассмотрению. Предполагается проведение вероятностного анализа выбранных систем и оценка их с точки зрения надежности.

5. Заключение

Таким образом, произведен выбор оптимальных структур автоматизированной отраслевой системы на основе экспертных оценок и теории нечетких множеств. Выбор производился из пяти вариантов, отобранных экспертами: - система с управлением датчиками на этапе сбора данных, у2 - система с визуальным критическим контролем, у3 - система с ручным вводом данных в ТГМ, у4 - система с автоматической фильтрацией данных (без ручного внесения изменений), - система с возможностью выбора подсистемы хранения.

Рассчитан коэффициент конкордации, дающий основание считать оценки экспертов согласованными, при полученном значении \у=0.81.

Новизной приведенного метода является классификация критериев по группам, а также уточнение (детализация критериев в группах). Таким образом, при выборе оптимальных структур автоматизированной отраслевой системы произведен учет не только глобальных критериев, но и уточненных критериев в группах. Это позволило получить три основных варианта структур системы для дальнейшего анализа: - система с возможностью выбора подсистемы хранения, у4 - система с автоматической фильтрацией данных (без ручного внесения изменений), - система с управлением датчиками на этапе сбора данных. Следует отметить, что явным лидером выбора явился вариант . Но, учитывая требования развития автоматизированной отраслевой системы гидрометеорологического мониторинга режимных данных, из дальнейшего рассмотрения выбывают только варианты у2 , у3 , остальные, наряду с v5, подлежат дальнейшему рассмотрению.

V

V

V

V

V

2

3

4

5

V

V

V

V

V

2

3

4

5

Литература

1. Доронина Ю.В. Автоматизация процесса контроля гидрометеорологических данных /Ю.В.Доронина//Оптимизация производственных процессов: Сб.науч.тр.Вып.5./ Севастоп. нац. техн. ун-т; Редкол.:В.Я.Копп (отв.ред.) и др. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002. - 228 с., С.219- 221.

2. Ротштейн О.П., Петух А.М. Варiантний анашз на ба^ неч^ких парних порiвнянь: методика та застосування на прикладi по-рiвняння семiотичних систем /О.П. Ротштейн, А.М. Петух, М.1.Петренко// Вимiрювальна обчислювальна техшка в техноло-гiчних процесах. - 1998. - №2. - С. 17 - 24.

У данш cmammi висвтлена роль страте-гiчного потенщалу як аспекту економ^чно1 безпеки автотранспортних тдприемств. EKOHOMi4Ha безпека тдприемства - це захи-щетсть його eKOHOMi4Hux ттереЫв eid вну-трштх та зовнштх загроз

Ключовi слова: економiчна безпека, авто-

транспортне тдприемство

□-□

В данной статье освещенная роль стратегического потенциала как аспекту экономической безопасности автотранспортных предприятий. Экономическая безопасность предприятия - это защищенность его экономических интересов от внутренних и внешних угроз

Ключевые слова: экономическая безопасность, автотранспортное предприятие □-□

In this article the lighted up role of strategic potential as to the aspect of economic security of motor transport enterprises. Economic security of enterprise is protected of it economic interests from internal and external threats

Keywords: economic security, motor transport enterprise

■Q О

УДК 33.658

СТРАТЕПЧНИЙ ПОТЕНЦ1АЛ АВТОТРАНСПОРТНОГО

шдприемствА

ЯК АСПЕКТ ЙОГО ЕКОНОМ1ЧНО1 БЕЗПЕКИ

В.В. Попова

Кандидат економнчних наук, доцент, завщуюча

кафедрою

Кафедра економлки пщприемства Державна академiя статистики, обл^у та аудиту вул. Пщпрна, 1, м. КиТв, 04107

Вступ

Автомоб^ьний транспорт ввдграе важливу роль у робоп господарського комплексу краши. Завдя-ки високш маневреносп автомобШв е можлившть переправляти вантажi безпосередньо вщ складу вщ-правника до складу отримувача без перевантажень з одного виду транспорту на шший, яю можуть дорого коштувати. Висок швидкосп руху на удосконалених дорогах дозволяють б^ьш швидко доставляти i паса-жирiв, i вантажi до кiнцевого пункту.

В наш час автотранспортному тдприемству доводиться працювати у складному i мало прогнозованому середовишд, яке потребуе вщ пiдприемства постiйноi роботи над удосконаленням прийняття управлшських рiшень щодо забезпечення його економiчноi безпеки.

Постановка проблеми

У ринкових умовах господарювання автотран-спортне пiдприeмство як вiдкрита система функщ-