CC BY
31
ческого программирования, нахождения оптимального решения которой осуществлено градиентным методом.
Ключевые слова: экономическая безопасность аграрной отрасли, оценка уровня экономической безопасности, моделирование экономической безопасности, задача математического программирования.
Luchik V.YeE., LuchikM.V. Building a model for evaluation of economic security level of agricultural sector
To assess the level of economic security of agricultural sector is proposed to use these functional components: financial, investment, innovation, production and technological, environmental, marketing, legal and political, social, intellectual and human resources, foreign trade, infrastructure. To solve this problem, a model in the form of a mathematical programming problem, finding the optimal solution which is implemented by the gradient method, is built.
Keywords: economic security of the agricultural sector, to assess the level of economic security, modeling of economic security, mathematical programming problem.
УДК004.891.008.1:630* Астр. 1.Л. Лотиш1 -НЛТУ Украти, м. Львiв
СИСТЕМИ ПЩТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ Р1ШЕНЬ В Л1СОВОМУ ГОСПОДАРСТВ1
Проведено аналiз та наведено характеристики сучасних СППР у люовому госпо-дарств^ наведено опис основних блоюв СППР. Розглянуто особливост сучасного етапу розвитку СППР, що виражаеться в штеграцн систем управлшня базами даних i систем управлшня базами знань, у розробщ спещального класу СППР - просторових СППР, у розвитку технжи ршення багатокритерiальних задач. Показано, що в умовах глобаль-них змш проблеми управлшня багатофункцюнальним люовим господарством можна усшшно виршувати лише з використанням СППР, що дають змогу враховувати взаемовплив багатьох фаш'орiв та iнтересiв.
Ключовi слова: люове господарство, прогнозування, шформацшш системи, моде-лювання.
Постановка проблеми. Украша належить до европейських держав, що приедналися до процесу розробки стльних щлей 1 принцишв ведения госпо-дарства в лках бвропи (Гельсшський процес), спрямованих на невиснажливе лкокористування, збереження 1 вщновлення бюр1зномашття лкових екосистем. З огляду на це, стратепчш цш нащонально! лково! политики повинш мало в1д-р1знятися в1д щлей, що сформульоваш м1жнародними угодами стосовно стало-го розвитку, ращонального використання та охорони лкш.
Серед головних принципов сучасно! лково! пол1тики - стабшьний розви-ток багатофункщонального лкового господарства. Лковий сектор повинен бути не лише економ1чно прибутковим, а й скерованим на багатощльове використання лк1в 1з врахуванням !х глобального еколопчного значення, збереження бюр1зноманитя, екосистемних функцш, врахування регюнальних умов. Ц зав-дання повинш бути враховаш шд час як короткострокового, так 1 довгостроко-вого планування управл1ння лками.
Спрогнозувати наслвдки та дати ощнку р1зних стратегш управлшня не-можливо без шформацшннх технологш, зокрема систем шдтримки прийняття
1 Наук. кер1вник: проф. Я.1. Соколовський, д-р техн. наук
ртень (СППР або англ. Decision Support System, DSS). СППР допомагають впоратись i3 труднощами, що виникають у процес ведения лiсового господар-ства, адже вони дають змогу оцiнювати стан лково!' екосистеми тепер, врахову-вати функцп, якi вона потенцiйно може виконувати, ощнювати ту чи шшу стра-тегда управлiння лiсами з врахуванням очiкувань власника лiсiв, пропонувати альтернативнi шляхи лкокористування [2].
Аналiз останнгх дослщжень та публшацш. Застосування математично-го апарату та розроблення сучасних iнструментiв у процес прийняття управ-лiнського рiшения, реатзацц та теоретичного обгрунтування СППР було голов-ним питанням у працях зарубiжних вчених, зокрема: Т. А. Спрадлша, Дж. По-увера, Дж. Лшлшдера, П. Кiна, Ч. Стабела, С. Мортона, Т.П. Герт, С. Лила та ш. У 1993 р. було опублшовано перший порiвияльний анатз СППР i описано 250 шструменпв та способов, котрi можна застосувати шд час використання [7].
Виклад основного матерiалу. СППР вперше були застосоваш в лково-му плануванш на початку 70-х роюв завдяки подальшому розвитку управлшсь-ких шформащйних систем i е гнучким набором комп'ютерних засобiв, що тег-рують знання та iнтуíцiю спецiалiста з можливостями iнформацiйноí оброблен-ня i моделювання з метою пiдвищения якосп рiшения, що приймаеться [6].
СППР допомагае користувачу на вах етапах прийняття ртення: вияв-лення проблеми, планування рiзних сценарiíв ц вирiшения, вибiр (з оцшкою альтернатив), виконання прийнятого рiшения та мошторинг ситуацц [2]. Основ-нi частини (пiдсистеми) СППР формуються вiдповiдно до еташв i представля-ють собою: 1) шформацшний блок, що мктить бази даних та бази знань про об'ект управлшня, зовнiшнi чинники, стратеги i правила ведення господарства; 2) модельний блок, що реалiзуе рiзнi сценарц ведення господарства; 3) оптимь зацiйний блок, призначений для виртення багатокритерiальних оптишза-цiйних задач; 4) блок вiзуалiзацil i дружнього iитерфейсу людини з комп'ютер-ною системою.
Першi СППР у лiсовому господарствi були розроблеш для оптишзацц динамiки отримання прибутку вiд продажу деревини з дшянки за заданий про-мiжок часу без урахування просторово! структури деревостою чи оцiнки стану еколопчних параметров. Проте такi системи, алгоритми яких заснованi на ль ншному програмуваннi, не здатнi вирiшити бшьш складнi (реальнi) завдання: FORPLAN (США), MONTE (!спанк), MELA (Фiиляндiя). Вони передбачають лише певш сценарп ведення лiсового господарства, головними факторами в яких е: склад i вгк деревостою, правила лiсокористувания та врахування штере-с1в власника лiсу. У таких випадках ршення приймаеться за допомогою еврис-тичних алгоритмiв, котрi хоч i спроможнi видати прийнятне рiшения проблеми серед багатьох ртень, але неспроможнi гарантувати, що це ртення буде найкращим. Для обрання рiшения серед багатьох альтернатив, використовують багатокритерiальнi моделi рiшень (MCDM - Multiple-criteria decision-making), а саме метод, розроблений T. Saaty (Саатi Т., 1993), - метод аналiзу iерархiй (AHP). Моделi рiшень, що базуються на цьому методi, легко будуються завдяки добре розробленiй технологи, !х результати легко пояснити, що робить !х ефек-тивним засобом взаемодп з користувачем СППР.
Aнaлогiчно до pi3rax пiдxодiв виpiшення зaдaч оптимiзaцiï iснyють piзнi пiдxоди до виртшення зaдaчi моделювaння лiсовиx екосистем. У ш^окому ог-лядi моделей, опyблiковaномy Pretzsch H., 2008, 6уло видшено тpи основнi кта-си моделей, що пpизнaченi для викоpистaння в лковому господapствi:
• симулятори росту i продуктивносп деревостою;
а) модел^ що прогнозують середнi характеристики деревостою на рiвнi лко-таксацiйного видшу:
б) моделi, що розглядають розвиток окремих дерев з yрахyванням умов мкця розташyвання та конкуренцп' мiж сусвдами;
в) gap-моделi, в яких рiст дерева вираховуеться за його фiзiологiчними параметрами й еколопчними умовами середовища;
• балансовi моделi - базуються на опису бiохiмiчних процесiв у лiсових екосис-темах;
• ландшафтт моделi - являють собою широкий клас просторово-прив'язаних моделей, в яких враховуеться умови мкця розташування, взаемодй мiж сyсiдами i зворотт зв'язки з рiзноманiтними просторовими процесами. Вiдрiзняються мiж собою детальтстю опису лiсових екосистем, а також тим, як у них враховують-ся взаемодй' мiж просторовими процесами [5].
Сьогодш дедaлi бiльше зaтpебyвaними стaють моделi, що описують piCT i вiдновлення окpемиx деpев m основi фiзiологiчниx пpоцесiв, пов'язaниx i3 водним бaлaнсом i бaлaнсом поживник pечовин конкpетниx мiсцевостей [8].
Зaгaлом, iснyючi моделi покpивaють велику piзномaнiтнiсть ^одук-цiйниx, екологiчниx i лaцдшaфтниx зaдaч у сфеpi коpистyвaння лiсaми. Ймовip-но, бiльш пеpспективний шляx сьогоднi - це не pозpоблення "yнiвеpсaльноï мо-делi" для лкового yпpaвлiння, a ствоpенця певно!' " плaтфоpми моделей", з як^ 3a мipою потpеби вибиpaтиметься тa чи iншa модель для piшення конкpетноï 3a-дaчi коpистyвaчa.
Блок вiзyaлiзaцiï в СППР у лковому господapствi зaзвичaй пiдтpи-муеться з допомогою Г1С (геоiнфоpмaцiйниx систем), оскшьки дaнi лiсовоï тaк-сaцiï тaкож пiдтpимyються тaкими теxцологiями. Paзом iз тим, у бaгaтьоx сис-темax pеaлiзовaнa тpьоxмipнa системa вiзyaлiзaцiï лiсовиx видiлiв тa лaндшaф-тав, у деякиx системax пpисyтнi елементи пpостоpового aнaлiзy.
У тaблицi нaведено поpiвцяльнy xapaктеpистикy нaйбiльш попyляpниx у свт СППP у лiсовомy господapствi. Джеpелaми iнфоpмaцiï для тaблицi, о^м нayковиx пyблiкaцiй, слyгyвaли дaнi ^о СППP, що пpедстaвленi в ^оекп Ha-цiонaльноï комiсiï США по туш i стaломy лiсокоpистyвaнню [3].
Зaгaлом нинi вiдбyвaeться piзке збшьшення склaдностi систем, що pоз-pобляються, спpичицене як потpебaми стaлого yпpaвлiння бaгaтофyнкцiонaль-ним лiсовим господapством в yмовax глобaльниx змiн, тaк i сyчaсними досяг-неннями в гaлyзi iнфоpмaцiйниx теxцологiй (IТ-теxцологiï) [11]. Хapaктеpними pисaми сyчaсного етaпy pозвиткy СПОТ e:
1) iнтеграцiï систем управлшня базами данних (DBMS - Data Base Management System) i систем управлшня базами знань (MBMS - Model Base Management System). DBMS дають змогу користувачу знайти необхвдш даш, то-дi як MBMS забезпечують користувачу доступ до потрiбних моделей та ш-шим iнстрyментам, необхiдних для аналiзy. СППР повинна давати користувачу (а не тшьки розробнику) шдключати в систему новi данi i моделi за мiрою необхщноси;
Табл. Характеристика найпоширетших СППР в управлшт .псами
№ Назва системи, краша походження Вхвдш дат Пвдтримка елементпв зовшштх вплив1в Реалiзованi блоки СППР Завдання, що виршусться за допомогою СППР. Територ1я використання
| Даш видового складу л1су | у о 'Й Й m Наявшсть спещальних територш (захищених) ш ш и р ма i В .2 H Й s 'й s îx & 3 «а я -s if 1 * 1У H H H и рт е ара и s о н ок M ннав ут с и р S и л м е з в '1 ута s '1 | Бюлопчш загрози | S « I s ° Й 'ч пе а s 'Й Ц w J и VO гу ор п ри ов тн ж ^ s о (п | Ьаформацшний | | Модельний | I? итп о I со луз m
1 CLAM S [12], США + + + + + + + + Щдгримка продуктивно! здатносп л1со-вих екосистем, збереження видового бь ор1зномантя. Локальний га реиональ-ний рiвень використання.
2 EFI-MOD, РФ + + + + + + + + + Моделювання динамiки багатовидо-вого р1зновшового деревостою. Локальний, регюнальний та нац1-ональний р1вень використання.
3 FOR-RUS [1], РФ + + + + + + + + + + + Моделювання динамши багатовидо-вого р1зновшового деревостою. Локальний, регюнальний та нац1-ональний р1вень використання.
4 FVS, США + + + + + + + Наб1р моделей для моделювання багатови-дового риновкового деревостою. Локальний та регюнальний р1вень використання.
5 LMS, США + + + + + + + + Наб1р моделей для моделювання деревостою. Програми ввуалиацц 1 аналзу для управлшня лхсовими екосистемами на ландшафтному р1вт. Локальний та регюнальний р1вень використання.
6 MELA, Фш-ляндк + + + + + + + + + СППР для лхсового планування 1 оцшки продукцшного потенщалу л1ав. Локальний, регюнальний та нац1-ональний р1вень використання.
7 NED, США + + + + + + + Модел1 для оцшки, прогнозування та люового планування. Локальний р1-вень використання.
8 RMLA NDS США + + + + + + + Моделювання антропогенного впливу, природних порушень та сукцесiйних про-цеав у тсових ландшафтах. Локальний та регюнальний ршень використання.
9 ToSIA, Евросоюз + + + + + + + + + + СППР для оцшки стшкоси при економ1ч-них, екологiчних 1 соцiальних змшах у лан-цюгу "тс-деревина". Локальний та реп-ональний рiвень (Европа) використання.
10 Woodstock, Канада + + + + + + + + + + + Моделювання 1 авалз коротко- та довгатерм-нового управлiння лсами Локальний, рег-ональний таглобальний р1вень використання.
2) розроблення спецiального класу СППР - просторових СППР (SDSS - Spatial Decision Support System), яы, штегруючи просторовi можливостi Г1С та СППР, дають змогу моделювати просторовi компоненти даних i проводити 1х просторовий аналiз. Це особливо актуально через необхщшсть в рамках оргашзацн сталого управлiння лiсами вирiшувати проблеми на рiзних часо-вих i просторових шкалах, працювати з даними з багатьох рiзних джерел i час ввд часу втягувати в процес прийняття рiшень багато зацiкавлених ошб;
3) технiки i прийоми прийняття ршень багатокритерiальних задач штегру-ються з просторовими СППР iз тим, щоб полегшити користувачу процес прийняття ршень i знайти компромк мiж багатьма конфлiктуючими цшя-ми. Розвиток пбридних систем, що об'еднюють функцюнальшсть СППР i методи, розвиненi в сферi штучного iнтелекту такi, як нейронш мережi, системи заснованi на знаннях (knowledge based system), i експертш систе-ми - е багатообщяючим напрямом подальшого розвитку СППР [10];
4) груповi СППР (GDSS - Group Decision Support System) для лкового управ-лiння, будучи дос на початковiй стади розвитку незалежними робочими групами, активно розробляються для пiдтримки процесу розроблення рь шень для управлiння лiсовими ресурсами з врахуванням iнтересiв багатьох защкавлених сторiн [4].
Висновки. Огляд сучасних СППР у лiсовому господарствi показав, що достатньо широке коло задач може бути виршено з використанням iснуючих систем. Разом Í3 тим, сучасш завдання органiзацií екологiчно стабшьного лко-вого господарства в умовах глобальних змiн потребують розвитку кнуючих систем i об'еднання зусиль на базi сучасних комп'ютерних технологiй [9].
Проте кторично склалось так, що розвиток СППР, опис та становления 1х основних положень ввдбулися за межами нашо1 держави. Тому використання таких систем у лковому господарствi Украши незначне та потребуе або адапта-цií механiзмiв ведення лiсогосподарських та бiзнес-процесiв до зарубiжних стандартiв управлiння, або ж розробки нових систем з урахуванням нащональ-них особливостей i сучасних потреб.
Лiтература
1. Чумаченко С.И. Прогноз динамики таксационных показателей лесных насаждений при разных сценариях ведения лесного хозяйства: модель динамики лесных насаждений FORRUS-S / С.И. Чумаченко, М.М. Паленова, В.Н. Коротков // Экология, мониторинг и рациональное природопользование : научн. труды. - М. : Изд-во МГУЛ. - 2001. - Вып. 314. - С. 128-146.
2. Ханина Л.Г. Компьютерные системы поддержки принятия решений в лесном хозяйстве: обзор современного состояния / Л.Г. Ханина, В.С. Смирнов, Н.В. Лукина // Хвойные бореальной зоны. - 2009. - Вып. XXVI, № 2. - С. 123-129.
3. Gordon S.N. Decision support systems for forest biodiversity. Evaluation of current systems and future needs. Project A10 / S.N. Gordon, K.N. Johnson, K.M. Reynolds // Final Report. National commission on science and sustainable forestry. - 2007. - 23. - Pp. 12-17.
4. Davis L-S. Forest management - to sustain ecological, economic and social values / L-S. Davis, K.N. Johnson, P.S. Bettinger. 4th edition. - McGraw Hill, 2001. - 804 p.
5. He H.S. Forest landscape models: definitions, characterization, and classification / H.S. He // Forest ecology and management. - 2008. - № 3. - Pp. 484-498.
6. Varma V.K. Decision support system for the sustainable forest management / V.K. Varma, I. Ferguson, I. Wild // Forest ecology and management. - 2000. - № 4. - Pp. 49-55.
7. Schuster, E.G. 1993. A Guide to Computer-Based. Analytical Tools for Implementing National Forest Plans. General Technical Report INT-296 / E.G. Schuster, L.A. Leefers, J.E. Thompson // USDA Forest Service, Intermountain Research Station.
8. Hasenauer H. (ed.) Sustainable forest management: growth models for Europe / H. Hasenauer. - Springer, 2005. - 389 p.
9. Reynolds K.M. Decision support for integrated landscape evaluation and restoration planning / K.M. Reynolds, P.F. Hessburg // Forest ecology and management. - 2003. - № 207. - Pp. 263-278.
10. Burstein F. Handbook on Decision Support Systems 1, 2. (International Handbooks on Information Systems) / F. Burstein, C.W. Holsapple (eds.). - Springer-Verlag. - 2008. - 854 p.
11. Reynolds K.M. ICT in forest management and conservation / K.M. Reynolds, J.G. Borges, H. Vacik, L. Hetemaki, S. Nilsson (eds.) // Information technology and the forest sector. IUFRO World Series. - 2005. - № 18. - 150-171 p.
12. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.fsl.orst.edu/clams/overview.html
Лотыш И.Л. Системы поддержки принятия решений в лесном хозяйстве
Проведен анализ и приведены характеристики современных СППР в лесном хозяйстве, приведено описание основных блоков СППР. Рассмотрены особенности современного этапа развития СППР, выражающиеся в интеграции систем управления базами данных и систем управления базами знаний, в разработке специального класса СППР -пространственных СППР, в развитии техники решения многокритериальных задач Показано, что в условиях глобальных изменений проблемы управления многофункциональным лесным хозяйством могут успешно решаться только с использованием СППР, позволяющих учитывать взаимовлияние многих факторов и интересов.
Ключевые слова: лесное хозяйство, прогнозирования, информационные системы, моделирование.
Lotysh I.L. Decision-Making Support Systems for Forest Management
The analysis and some characteristics of modern DSS in forestry are made. The basic DSS blocks are described. The features of the present stage of DSS development resulting in the integration of database management systems and database management systems knowledge to develop a special class of DSS -a spatial decision support system, the development of technology for multicriteria problems solutions are identified. It is shown that in a global change management problems of multifunctional forest management can be successfully solved using only DSS, allowing to take into account many factors and mutual interests.
Keywords: forestry, forecasting, information systems, modeling.
