Теоретические и научно-прикладные основы метода расчетов
Издавна экономика стремилась стать математической, поскольку математика является образцом строгости для любой науки. По этому поводу еще великий Леонардо да Винчи написал: «Ни одно человеческое исследование не может называться истинной наукой, если оно не прошло через математическое доказательство».
Математические методы при исследовании различных экономических явлений и процессов стали использоваться уже в девятнадцатом веке. Здесь уместно упомянуть блистательные имена Антуана Курно, Леона Вальраса, Френсиса Эджворта и Вильфредо Парето. Именно эти замечательные ученые воздвигли величественное здание общей теории равновесия, которая в период Второй мировой войны достигла своей кульминации в книгах Дж. Хикса и П. Самуэльсона.
В двадцатом веке, когда учеными был осознан тот факт, что экономическими процессами можно научиться управлять, в экономику прочно вошло понятие оптимальности. Оптимальность связывается с осуществлением наилучшего выбора (достижением желаемой цели) при ограниченных возможностях. Развитию и внедрению понятия оптимальности в экономике немало способствовало появление таких разделов математики, как линейное, нелинейное и динамическое программирование [1].
Допустимые решения оцениваются одновременно по нескольким показателям (критериям). Многокритериальность является неотъемлемой чертой большинства реальных задач выбора и требует специальных методов анализа. Именно поэтому этап моделирования возможных решений в значительной степени зависит от опыта, интуиции и искусства исследователей, как практиков из конкретной области знаний, так и специалистов по принятию решений (математиков). Этот процесс невозможно отождествлять с простым формальным применением уже известных, хорошо описанных алгоритмов.
Для того, чтобы сформулировать принцип Эджворта-Парето, который представляет собой фундаментальный инструмент выбора решений при наличии нескольких критериев, в математике введено определение множества Парето, называемое часто множеством компромиссов, и в продолжение известной аксиомы Парето, принимая аксиому исключения доминирующих вариантов [Аксиома 1. Для всех пар допустимых решений x’,x’'€X, для которых имеет место неравенство f (x’) ≥f (x’»), выполняется соотношение x’> X x’»], принцип Эджворта-Парето определяет: «Если ЛПР* (лицо принимающее решения) ведет себя «разумно» (т.е. в соответствии с вышеуказанными аксиомами), то выбираемые им решения обязательно должны быть парето-оптимальными.
Иными словами к выбору решения необходимо подходить рационально, в соответствии с Законом устойчивого развития (см. ниже. / прим. автора). Геометрическая иллюстрация принципа Эджворта-Парето широко представлена в научной литературе и показывает общий случай соотношения межу множеством допустимых (Х), выбираемых (Рj (X)) и парето-оптимальных (C (X)) решений, где последнее вложено во второе, второе – в первое, соответственно.
Также необходимо понимать, что на практике непременно может также возникнуть одна из основных проблем многокритериального выбора: как осуществить наилучший выбор в условиях взаимно противоречивых критериев. В экономике, социально-экономической и политэкономической практике, такие проблемы обнажаются особенно ярко в периоды социально-экономических кризисов.
Многокритериальные задачи принятия решений представляют собой исключительно сложный класс задач интеллектуальной деятельности человека. Наличие нескольких критериев увеличивает нагрузку на ограниченную естественными пределами оперативную память человека, делает задачу, стоящую перед человеком, более неопределенной, требует высокой концентрации внимания и нередко – нестандартного мышления.
К настоящему времени, как отмечают специалисты, нет полной картины того, каким образом и при помощи каких механизмов человек осуществлял выбор в многокритериальной среде. Существуют лишь определенные подходы и варианты предложений решения этих сложных вопросов. При этом они нередко в чем-то противоречат друг другу и в совокупности явно не исчерпывают все возможные способы выбора. Считается, что одной из типичных черт поведения человека в ходе решения задачи выбора является расчленение (декомпозиция) исходной проблемы на множество более простых промежуточных задач. Когда имеется всего два возможных варианта (решения), стратегии поведения человека в условиях многокритериальной среды в этом простейшем случае, можно разделить на два класса:
Стратегия компенсации
Стратегия исключения
Стратегия компенсации соответствует такой линии поведения человека, при которой низкие показатели по одному критерию (или сразу по нескольким критериям) искупаются (компенсируются) высокими показателями по другому критерию (или одновременно по некоторым другим критериям).
Стратегия исключения (или некомпенсирующая стратегия) состоит в удалении (исключении) из списка имеющихся возможных вариантов тех, которые заведомо не удовлетворяют по какому-то одному или же сразу по нескольким критериям одновременно.
В соответствии с принципом Эджварта-Парето наилучшие решения следует выбирать среди парето-оптимальных. Если же в задаче принятия решений имеется дополнительная информация о том, что один из критериев важнее другого, то мы вправе рассчитывать на то, что такого рода информация позволит облегчить последующий выбор в пределах множества Парето. Иначе говоря, дополнительная информация об относительной важности критериев может быть использована для того, чтобы «забраковать» некоторые парето-оптимальные решения и, тем самым, сузить множество Парето и упростить последующий выбор, – задача выбора наилучшего решения C (X) на основе принципов парето-оптимальности.
Ранее существовали два основных метода выбора оптимальных решений на основе принципа парето-оптимальности: метод целевого программирования и метод анализа иерархий.
В основе метода, получившего наименование целевого программирования лежит простое эвристическое соображение – стараться в качестве наилучшего выбрать такой возможный вектор, который в критериальном пространстве расположен ближе всех остальных допустимых векторов к некоторому «идеальному» или к целому множеству «идеальных» векторов. Другими словами, в соответствии с целевым программированием, идеал – это недостижимая цель, к которой следует стремиться максимально приблизиться. Родоначальниками целевого программирования считаются А. Чарне и В. Купер, которые в 1953 году использовали указанное выше эвристическое соображение для решения многокритериальной задачи линейного программирования. В 1961 году свой метод они изложили в книге. Несмотря на отсутствие логического фундамента (его заменяет указанное эвристическое соображение) методы целевого программирования широко используются при решении различных прикладных задач, в которых присутствуют несколько критериев [1].
Метод анализа иерархий (сокращенно: МАИ) предназначен для многокритериальных задач с конечным множеством возможных векторов. Его применение основано на экспертной информации об относительной важности критериев в виде матрицы парных сравнений. Этот метод был предложен американским математиком Т. Саити в 1972 году. Впоследствии он сформировался в целый раздел принятия решений при наличии нескольких критериев. В настоящее время МАИ прочно вошел в теорию и практику многокритериального выбора. На основе МАИ был разработан пакет EXPERT CHOICE для поддержки принятия решений, получивший мировое признание и широкое распространение за рубежом. Этот пакет в своей деятельности успешно используют такие гиганты бизнеса, как General Motors, Lockheed, Ford Motor Company, Ferrari, General Electrikc и многие другие. МАИ, предназначенный для отыскания «весов» объектов, основан на использовании матрицы парных сравнений. Существует более простая и надежная версия – упрощенный вариант МАИ. Оба метода могут быть использованы при решении многокритериальных задач со сложной иерархической структурой целей.
С другой стороны к целям и задачам организации хозяйственной деятельности территорий, регионов, их экологической, экономической и промышленной безопасности, с позиций устойчивого развития можно подходить также и с помощью инструментария, предлагаемого в приложениях к Закону устойчивого развития (ЗУР) и Общей теории критериальной оценки (ОТКО), которые не противоречат основным положениям методологии принятия парето-оптимальных решений и имеют, с показанными выше подходами известных математиков, достаточно высокую степень корреляции и сходимости. Разница в подходах этих двух различных методологий (классов задач) определяется позицией исследователя в системе координат определяющих объективную реальность по отношению к объекту исследований, и, если первая рассматривает процесс с позиций ЛПР, то вторая показывает объективно сложившуюся ситуацию, в том числе и динамику процесса через изменения агрегированных (интегральных) индексов, построенных на оценке множества факторов (индикаторов) определяющих параметры системы, а также на основе графического анализа, постулатов и следствий из ЗУР. Результаты применения ОТКО и ЗУР могут быть вынесены, в том числе, как публичной оценки (например, в СМИ, по типу биржевого индекса Доу Джонса, показывающего тренд курса акций ведущих компаний на Нью-Йоркской фондовой бирже)), так и оценки группой независимых экспертов [2—7].
Используя научно-философскую базу и математический аппарат ОТКО для постановки и решения вышеуказанного класса задач, где ОТКО предусматривает совместное рассмотрение различных множеств факторов, и, оптимальные и рациональные решения не всегда есть задачи максимизации или минимизации, а также рассматриваются количественные и качественные индикаторы состояния систем [2,3,7], для получения агрегированных индексов (интегральных критериев оценки), которые оценивают динамику развития (деградации) системы, в том числе с учетом оказанных на систему тех или иных воздействий [2,3,7].
Вопросы оптимальности и вынесения рациональных («разумных») решений необходимо также рассматривать с позиций ЗУР, его постулатов и приложений, так как, во многих случаях, принятые решения переносятся на социальные системы, которые тесно переплетаются и коррелируются с экономическими, экологическими, экопромышленными, культурологическими и т. п. системами и их подсистемами в том числе.
Предлагая рассматривать процессы в вышеперечисленных системах в совокупности их развития и с точки зрения обеспечения экологической и энергетической безопасности и используя методы многофакторного анализа подобных систем с позиций Общей теории критериальной оценки и Закона устойчивого развития, в настоящей работе делается попытка продвинуться в вопросе действенного использования инструментов анализа таких систем. Созданные и планируемые инструменты анализа предполагается использовать в качестве составных частей национальных и международных программ и проектов. Применимость подобных подходов была показана при анализе экопромышленных систем [2—7] и инновационных проектов и бизнес-планов при экспертной оценке на конкурсах для предоставления инвестиций Государственной корпорации Внешэкономбанк.
Практика применения Общей теории критериальной оценки и Закона устойчивого развития при разработке и использовании комплексных критериев оценки при анализе теоретических изысканий и прикладной деятельности человека с последующими произведенными изменениями в природе, по причине результата внедрения передовых технических и социально-экономических идей и новшеств, требует внедрения универсальных критериев оценки более высокого уровня. Инновации и прогрессивные методы развития экопромышленных систем в реальном секторе экономики показывают необходимость применения комплексных критериев оценки при учете вопросов экологической и энергетической безопасности, так как общие проблемы безопасности связаны с безопасностью личности в целом, тесно переплетаясь с общегражданским пониманием о среде обитания человека и качестве жизни.
На втором Невском международном экологическом конгрессе «Энергетика и экологическая безопасность среды обитания в условиях глобального экономического кризиса» прошедшем в Санкт-Петербурге 15 мая 2009 года было специально подчеркнуто повышение роли институтов гражданского общества в реализации природоохранных мероприятий.
Любая деятельность человека, в том числе и технологическая, традиционно связано с воздействием на окружающую среду, и именно от него зависит возможность обеспечения благоприятного состояния окружающей среды вблизи населенных пунктов, больших и малых, природных заповедных зон и водоемов.
Не мудрено, что «экологическое право», включая право на благоприятную окружающую среду, рассматривается с позиций характера потребностей человека, – экологических (физиологических), экономических эстетических, рекреационных, научных, культурных, – которые меняются по мере развития самого человека.
Поэтому с учетом разного характера природы потребностей человека, в которых проявляется его биосоциальная сущность, окружающая среда является благоприятной, если ее состояние соответствует установленным в экологическом законодательстве требованиям, касающимся чистоты (незагрязненности), ресурсоемкости (неистощимости), экологической устойчивости, видового разнообразия и эстетического богатства.
Определение понятия «экологическая безопасность» долгое время отсутствовало в российском законодательстве. В ранее действующем законе РСФСР от 19 декабря 1991 г. №2061—1 «Об охране окружающей природной среды» не было четкого определения этого понятия. Законом Российской Федерации от 5 марта 1992 г. №2426—1 «О безопасности» установлено: безопасность – это состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз, а жизненно важные интересы – совокупность потребностей, удовлетворение которых надежно обеспечивает существование возможности прогрессивного развития личности, общества и государства. В Послании Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации «Об укреплении Российского государства» (1994 г.), Указе Президента Российской Федерации от 19 сентября 1997 г. №1037 экологическая безопасность названа составной частью национальной безопасности России.
Обеспечение безопасного развития в экологической сфере – важная составляющая перехода России к устойчивому развитию как объективному требованию времени. Федеральный закон от 10 января 2002 г. №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» определяет понятие «экологическая безопасность». Под экологической безопасностью понимается состояние защищенности природной среды и жизненно важных интересов человека от возможности негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, их последствий.
С другой стороны, городская среда жизни представляет собой сочетание искусственно созданных элементов и условий жизни (дороги, тротуары, здания, инженерные сооружения, мезоклимат города и т.д.), культурной среды и элементов естественной природы, воздействующее на человека в совокупности с социально-экономической средой. Социально-экономическая среда включает в себя социально-психологические, социологические, демографические, национально-культурные, этнические, производственно-экономические элементы и ряд других. При несоответствии среды жизни потребностям могут развиваться разнообразные конфликты. Качество среды жизни влияет на продолжительность жизни, здоровье людей и уровень их физической и психической заболеваемости. В качестве основного фактора при оценке среды жизни выделяют состояние окружающей среды. Ее параметры состояния можно выявить с помощью мониторинга. Обычно оценка состояние среды жизни города включает в себя оценку целого ряда факторов, среди которых и качество питьевой воды.
После принятия решения о переходе на путь устойчивого развития всех стран и городов мира несколько изменился подход к оценке качества городской среды. Она стала зависеть от степени устойчивости развития города. С самого начала создания концепций устойчивого развивающегося города необходим был выбор реальных, поддающихся измерению параметров такого города. Ответ на вопрос о приближении города к устойчивому развитию или удалению от него можно получить, сверяя показатели функционирования с индикаторами устойчивого развития города, – это, как правило, численные, измеряемые значения ряда параметров развития города и его среды, которые можно оценить либо по их абсолютной величине, либо путем сравнения с наблюдавшимися ранее значениями этих параметров. Во многом эти индикаторы стали показателями качества среды жизни человека, которые должны быть достигнуты в здоровой, экологически выверенной городской среде.
В мире активно идет разработка критериев и индикаторов устойчивого развития. Этим занимаются ведущие международные организации: ООН, Всемирный Банк, Организация стран экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), Европейская комиссия, Научный комитет по проблемам окружающей среды (SCOPE) и др. Эта проблема рассматривается на различных международных конференциях и семинарах.
Одним из проектов является Система интегрированных экологических и экономических национальных счетов, предложенная Статистическим отделом ООН и нацеленная на учет экологического фактора в национальных статистиках, а также программа экологических индикаторов ОЭСР.
Разработка индикаторов устойчивого развития является комплексной и дорогостоящей процедурой, требующего большого количества информации, получить которую бывает сложно, а иногда и просто невозможно. Обилие индикаторов, входящих в систему, затрудняет их использование во многих странах в связи с отсутствием необходимых статистических данных.
Внесем уточнение: под индикатором понимается показатель (выводимый из первичных данных, которые обычно нельзя использовать для интерпретации изменений), позволяющий судить о состоянии или изменении экономической, социальной, или экологической переменной; индекс – это агрегированный или взвешенный индикатор, основанный на нескольких других индикаторах или данных. Использование индексов приемлемо там, где хорошо понятны причинно-следственные связи. Примером может служить индекс цены акции (например, индекс Доу Джонса Нью-Йоркской фондовой биржи), который для инвесторов является индикатором общих тенденций рынка на будущее.
Отдельные индикаторы состояния среды и устойчивого развития не могут быть определены с большой точностью. Все разработанные группы индикаторов устойчивого развития пока недостаточно совершенны, они привязаны к конкретным нуждам города. Необходимо изучение и совершенствование индикаторов, разработка новых.
Цель создания объективных и признаваемых всеми индикаторов – управление достижением более устойчивого развития города и экологической городской среды. Для этого управления важен так называемый «индекс устойчивого развития», который учитывает целый ряд факторов, среди них: состояние воздушной среды, доступ к зеленому пространству, качество питьевой воды, эффективность использования ресурсов, степень равноправия граждан и т. д. и т. п.
Мониторинг городской среды жизни и составляющих фактических меняющихся параметров с нормируемыми индикаторами является основой существующей системы критериальной оценки.
Такая система громоздка, несовершенна и требует значительных трудозатрат специалистов при ее применении, а также при ознакомлении с результатами ее применения неспециалистами, работниками других сфер деятельности, гражданами.
Необходимы синтетические критерии, использующие такие подходы, которые позволяют, в том числе, применить и общую теорию критериальной оценки, и подвигающие к решению управленческих задач. К таким критериям относятся интегральные критерии оценки, являющиеся базовым понятийным элементом Общей теории критериальной оценки (ОТКО), которые представлены в ее математическом аппарате следующим образом:
n
K = Σ CiКi ≤ 1
i=1
где,
К – интегральный критерий оценки;
Кi – i – я отдельная характеристика, входящая в интегральный критерий оценки;
0 ≤ Кi ≤ 1.
Сi – i – й весовой коэффициент i – й отдельной характеристики;
0 ≤ Ci ≤ 1.
К изменяется от 0 до 1: 0 ≤ К≤1
Разработка таких обобщенных критериев требует и специальных решений, в том числе и постановки задач в лице правительственных органов, и их реализации в структурах муниципальных образований.
С целью ознакомления с понятийным минимумом ОТКО ниже приведен ряд извлечений из нее, подходящих рассматриваемой теме:
2. ОТКО обладает сродством к развитию.
5. Критерии образуют системы.
6. Критерии сводятся в систему для оценки концепций, учений, теории, моделей, проектов, технологий в отдельных областях жизнедеятельности социума.
Конец ознакомительного фрагмента.