CC BY
26
программный комплекс многокритериального сравнительного анализа экономических систем
УДК 338.001.36
Дмитрий Николаевич Лапаев,
д.э.н., профессор, зам. директора Института экономики и управления Нижегородского государственного технического университета им. РЕ. Алексеева Тел.: (831) 436-23-62 Эл. почта: [email protected]
Евгений Сергеевич Митяков,
к.э.н., доцент кафедры Экономической теории и эконометрики Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева Тел.: (831) 432-90-67 Эл. почта: [email protected]
Евгений Александрович Корнев,
магистрант кафедры Экономической теории и эконометрики Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева Тел. (831) 432-90-67 Эл. почта: [email protected]
В работе приводится описание программного комплекса многокритериального сравнительного анализа экономических систем - графической оболочки, включающей в себя программную и графическую реализацию шести алгоритмов (модулей) многокритериального анализа. Для проверки адекватности работы алгоритмов результаты программы сопоставлены с имеющимися ручными расчетами.
Ключевые слова: программный комплекс, многокритериальная оценка, принцип доминирования, принцип Парето, определение эффективных альтернатив, анализ экономических систем.
Dmitri N. Lapaev,
PhD in Economics, Deputy Director of the Institute of Economics and Management, Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev Tel.: (831) 436-23-62 E-mail: [email protected]
Evgenii S. Mityakov,
PhD in Economics, Senior Lecturer, the Department of Economic Theory and Econometrics, Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev Tel.: (831) 432-90-67 E-mail: [email protected]
Evgeny A. Kornev,
Post-graduate student, Department of the Economic theory and econometrics Nizhny Novgorod state technical university named after R.E. Alekseev Tel.: (831) 432-90-67 E-mail: [email protected]
PROGRAM COMPLEX OF THE MULTICRITERIA COMPARATIVE ANALYSIS OF ECONOMIC SYSTEMS
The paper describes the software system of multi-criteria analysis of comparative economic systems - a graphical environment, which includes software and graphical implementation of six algorithms (modules) of the multi-criteria analysis. To check the adequacy of the results of the program algorithms are compared with manual calculations.
Keywords: program complex, multicriteria assessment, principle of domination, Pareto principle, definition of effective alternatives, analysis of economic systems.
1. Введение
Важность многокритериального сравнительного анализа и оценки социально-экономических систем всегда являлась одной из важнейших задач развития человечества, ввиду возрастания неопределённости внешней и внутренней среды обусловленной развитием научно-технического прогресса. В частности, прикладные технические, социально-экономические задачи довольно часто решаются в контексте количества оцениваемых критериев от двух и более.
При разработке управленческих решений необходимо правильно оценить сложившуюся ситуацию и альтернативные варианты решений с целью выбора предпочтительного варианта решения, наиболее соответствующего целям оценки. Верная оценка сложившейся ситуации способствует достижению поставленных целей и задач, в то время как ошибочная оценка и, как следствие, неверно принятое решение, затрудняют достижение поставленных целей.
Данный факт, создаёт очевидную проблему в виде нарастающей трудоёмкости при решении такого рода задач без применения специализированных средств. Именно, в силу отсутствия таких средств, обладающих высокой универсальностью, и было принято решение о создании программного комплекса многокритериального сравнительного анализа экономических систем.
При многокритериальной оценке возможно применение классических методов оптимизации, например, принципа доминирования или принципа Парето. Принцип доминирования в результате анализа позволяет получить единственный вариант, а принцип Парето - определить множество эффективных, но не доминируемых остальными альтернатив [1]. Для программной реализации алгоритмов было принято решение использовать алгоритмы многокритериальной оценки, разработанные в [2]. Эти алгоритмы позволяют производить анализ наиболее широкого круга задач, и подходят для формирования эффективного множества решений и нахождения ранжированного решения задачи многокритериальной оптимизации.
2. Описание реализации программного комплекса
Программный комплекс многокритериального сравнительного анализа экономических систем - графическая оболочка, включающая в себя программную и графическую реализацию шести алгоритмов (модулей). Реализованы алгоритмы поиска эффективного множества и ранжирования решений для n критериев оптимизации. Также выделены частные алгоритмы поиска эффективного множества и ранжирования решений для случаев с двумя и тремя критериям. Это связано с возможностью наглядного представления полученных решений на графиках для упрощения сравнительного анализа.
Для реализации программного комплекса был выбран язык программирования Java. Одно из главных преимуществ языка Java - его кроссплатформенность. Один и тот же код можно запускать под управлением операционных систем Windows, Linux, FreeBSD, Solaris, Apple Mac и др. Это становится очень важным, когда программы загружаются посредством глобальной сети интернет и используются на различных платформах.
Теперь перейдем к описанию пользовательской работы в программном комплексе. Для примера приведен порядок работы в модуле
А В С D
JU К1 К2 КЗ
Альтернатива 1 0,44601 0,17666 0,96242
3 Альтернатива 2 0,69824 0,27256 0,38379
4 Альтернатива 3 0,68962 0,54711 0,13071
5 Альтернатива 4 0,99736 0,71267 0,5676
Ё Альтернатива 5 0,96222 0,06959 0,27198
7 Альтернатива 6 0,17158 0,15864 0,12784
8 Альтернатива 7 0,64873 0,57193 0,00168
9 Альтернатива £ 0,37511 0,73503 0,64402
10 Альтернатива 9 0,24516 0,17891 0,28319
11 Альтернатива 10 0,29725 0,09055 0,20493
Рис. 1. Формат файла для загрузки
показателей. Имеется возможность установления масштаба точек.
Расчет производится по нажатию кнопки «АпаШе» в главном экране программы. По нажатию происходит формирование эффективного решения, и задается вопрос о необходимости продолжении ранжирования. Есть возможность продолжить ранжирование, пре-
кратить, либо провести анализ всех рангов (рис. 4.).
При ответе открывается окно с решениями, где каждый из рангов выделен своим цветом (рис. 5.). Также доступен просмотр решений в виде графика (рис. 6.). Существует возможность оставить на графике альтернатив необходимого количества рангов, поставив либо убрав советующую галочку.
Рис. 2. Интерфейс загрузки файлов и выбора необходимых направлений изменения показателей
поиска ранжированных решении для трехкритериальной задачи сравнительного анализа. Работа с другими модулями осуществляется аналогичным образом. Первоначально следует загрузить файл электронной таблицы необходимого формата: первый столбец, начиная со второй строки, должен содержать список альтернатив. Второй и последующие столбцы, соответствующие значения показателей. На рис. 1. представлен пример загружаемого файла для алгоритмов трехкритери-ального сравнительного анализа.
Загрузка файла происходит по нажатию кнопки «Load». Далее то-ебуется выбрать загружаемый файл. В случае несовпадения форматов появится окно с сообщением об ошибке. Интерфейс загрузки файлов и выбора необходимых направлений изменения показателей выглядит так, как показано на рис. 2.
После загрузки файла, есть возможность просмотра исходных данных в виде таблицы и графика, в котором по осям расположены значения первых двух критериев, а третий -представлен в виде радиуса точки (рис. 3.). По наведению на точку, всплывает подсказка в формате: название альтернативы, и значения её
Рис. 3. Интерфейс просмотра данных загруженного файла в виде графика
3
j want continue
rank 2)7
Yes
No
Рис. 4. Вопрос о продолжении ранжирования
Рис. 5. Просмотр таблицы решений
Рис. 6. Ранжированное решение в виде графика
Г! л«и11 Ую* в®н
1 Капк ТвЫе~| СЬдТ ]
Нате ргапк ВРП на Д/Ш1 населенья. 1ЫС.ДО. | Годмой уровенышфлнции, % | Имвстиции 1 инакной капитан, % к ВРп| |
Республика Татарстан_ _1 и ■3 13
Ресггу&пика Мордовия \ 1*1 и
Оренбургская область 1 11; 5
саратовская область -1 6 и 6
Самарская область 11 10 7
Перыскм/й край г 13 1 1
Пензенская область 1 : и 10
ч^ашсгея Республика 2 7 12
Республика Башкортостан 10 6 4
Нижегородская область г 3 11
----!
Рис. 7. Просмотр таблицы решений
Рис. 8. Ранжированное решение в виде графика
3. Вычислительный эксперимент
Для проверки адекватности работы алгоритмов необходимо сопоставить результаты программы с имеющимися ручными расчетами. В статье [3] предлагается методика многокритериальной оценки экономической безопасности регионов России. Определены ранги решений задачи многокритериальной оценки для регионов Приволжского федерального округа. Многокритериальный сравнительный анализ производился по трем показателям, которые входят в проекцию, характеризующую экономическое развитие региона: «ВРП на душу населения, тыс. руб.» (К1), «Годовой уровень инфляции, %» (К2) и «Инвестиции в основной капитал, % к ВРП» (К3). Информационную базу исследования составили данные Росстата [4].
В результате апробации методики определено четыре ранга решений. В множество первого ранга вошли Мордовия, Татарстан, Оренбургская, Самарская и Саратовская области. Второй ранг составили Башкортостан, Чувашия, Пермский край, Нижегородская и Пензенская области. Множество третьего ранга сформировано из Республики Марий Эл, Удмуртии и Ульяновской области. Кировская область составила заключительный четвертый ранг.
Результаты расчетов в программном модуле представлены на рис. 7. и 8. Видно, что программные расчеты совпадают с ручными расчетами.
Результаты расчетов по другим алгоритмам многокритериального сравнительного анализа так же совпадают с итогами ручных расчетов [3], что позволяет сделать вывод об успешной реализации программного комплекса.
4. Заключение
В дальнейших исследованиях планируется расширение информационной системы еще на два алгоритма, учитывающих интересы различных заинтересованных сторон. С помощью этих алгоритмов станет возможным автоматизировать решение задачи выбора оптимальных альтернатив для случая участия нескольких лиц принимающих решения, когда каждый из них имеет
собственные критерии в выборе альтернатив, а также свой приоритет мнения в вопросе выбора.
Литература
1. Подиновский В.В. Парето-оп-тимальные решения многокритериальных задач / В.В. Подиновский, В. Д. Ногин. - М.: Наука, 1982.
2. Лапаев Д.Н. Многокритериальное принятие решений в экономике: монография / Д.Н. Лапаев. -Н.Новгород, 2010. - 362 с.
3. Лапаев Д.Н., Митяков Е.С. Методика многокритериальной
оценки экономической безопасности регионов России (на примере Приволжского федерального округа)/ Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. №4. 2013. -С. 141-144.
4. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики. URL: http://www.gks.ru.
References
1. Podinovskii V.V. Pareto-op-timal solutions of multi tasks / V. Podinovskii, V.D. Noghin. - M.: Nauka, 1982.
2. Lapaev D.N. Multicriteria decision making in the economy: monograph / D.N. Lapaev. - Nizhny Novgorod, 2010. - 362.
3. Lapaev D.N., Mityakov E.A. Method of multicriteria evaluation of regional economic security of Russia (Volga Federal District case study) / Ekonomika, statistika i informa-tika. Vestnyk UMO. №4. 2013. -S.141-144.
4. The official site of the Federal Service of State Statistics. URL: http:// www.gks.ru.
