Содержание к диссертации
Введение
Проблема информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений.
Задачи диссертационного исследования
Объект диссертационного исследования
Постановка задачи диссертационного исследования
Концепция информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений. Метод групповой ранжировки
Концепция информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений
Метод определения групповой ранжировки
Программная реализация метода
Методов идентификации и преодоления последствий умышленного и непреднамеренного противодействия принятию оптимального коллегиального решения
Общие положения
Методы идентификации и преодоления последствий манипулирования коллегиальным решением
Критерий манипулируемости функции группового выбора
Метод идентификации факта манипулирования коллегиальным решением
Метод выявления коалиций в составе коллегии
Виды коалиций
Основы подхода к установлению факта манипулирования коллегиальным решением путём создания коалиций
Методы идентификации непреднамеренной некорректности отдельных участников коллегиальных решений
Общие положения
Семантический подход к идентификации непреднамеренной некорректности отдельных членов коллегии
Формальных подход к идентификации непреднамеренной некорректности отдельных членов коллегии
Оптимизация коллегиальных решений
Общие положения
Формальная традиционная оптимизация решения
Основы метода оптимизации решения
Формирование когнитивной модели зависимости показателей от возможных альтернатив
Выбор наилучшего сценария с применением генетических алгоритмов
Применение генетических алгоритмов для оптимизации коллегиального решения
Заключение
Литература
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Развивающаяся демократизация управления социально экономическими процессами выдвигает на первый план коллективные формы принятия управленческих решений. Уже Плутарх в своих жизнеописаниях говорит о процедурах принятия коллективных решений, использовавшихся в IX в. до н.э., Плиний Младший в своих письмах обсуждал возможность манипулирования при голосовании2.
Первые исследования на эту тему были предприняты ещё в XVIII веке двумя французскими академиками М. де Кондорсе и Дж. де Борда. Их объектом были общественно-политические выборы3. Кондорсе также показал, что правило простого большинства может приводить к неразрешимым парадоксам. Парадокс Кондорсе стимулировал значительное число исследований, предпринятых с целью предложить новые правила: Лыоис Кэрол4, Е.Дж.Нансон5 и др.
В XIX веке интерес к данному научному направлению непрерывно возрастал. Значительный вклад в теорию внесли итальянский экономист В.Парето6 и Ф.Эджворт.
В XX веке выдающиеся достижения были получены Дж.Рамсеем, К.Эрроу , Ф.С.Робертсом, Р.Л.Кини, Х.Райфом, Дж.Кемени, Дж.Снеллом, О Q Е.С.Вентцель , М.А.Айзерманом .
Решающий шаг в теории был сделан в 1951 г. - выходит книга Кеннета Эрроу "Коллективный выбор и индивидуальные ценности"10, в которой переформулированы и решены задачи парадоксов выбора в иных терминах: вместо того, чтобы рассматривать конкретные правила, как это делалось ранее, К.Эрроу сформулировал условия, которым, казалось бы, должна удовлетворять любая разумная процедура голосования. Затем он попытался описать явно процедуру, которая должна удовлетворять этим условиям, и получил неожиданный результат - условия оказались несовместными. Эта теорема о невозможности или парадокс Эрроу стал основополагающим для теории коллективного выбора. Работы в этой области концентрируются теперь в попытках получить решение в рамках аксиоматического подхода при ослаблении или модификации условий, предложенных Эрроу.
По теории аксиоматического синтеза процедур коллективного выбора опубликовано к настоящему времени несколько книг11. В 1974 г. вышла книга Б.Г.Миркина "Проблемы группового выбора" 12, где, в частности, впервые на русском языке излагалась теорема Эрроу. В это же время вышло несколько статей В.И.Данилова , также посвященных проблеме Эрроу. В.И.Данилов исследовал локальные правила при ограничениях рациональности в виде частичных и слабых порядков при индивидуальных слабых порядках . Эти результаты были развиты Ф.Т.Алескеровым и А.В.Владимировым, которые охарактеризовали локальные правила в самом общем виде15. Дальнейшее развитие это направление получило в работах А.В.Владимирова, В.С.Левченкова и Л.А.Шоломова16.
В 1982 г. М.А.Айзерман поставил задачу об аксиоматическом построении правила коллективного выбора, когда как индивидуальные мнения, так и коллективное решение представляются функциями выбора, причем рационализируемость17 этих функций заранее не предполагается. Такие правила были названы функциональными правилами агрегирования.
Эта задача была успешно решена в цикле работ , выполненных в Институте проблем управления АН СССР в 1983-1987 гг. Работы М.А.Айзермана в теории выбора концентрируются в двух основных направлениях - теории индивидуального выбора и теории коллективного выбора, в которых была предложена новая парадигма, положившая изучение функций выбора в основу теории выбора, как индивидуального, так и коллективного. Им, его соавторами и учениками - Ф.Т.Алескеровым , В.И.Вольским, З.М.Лезиной20 - создана стройная теория, охватывающая все основные направления этой области знаний, такие как рациональность моделей выбора, рационализируемость выбора с помощью гипер-отношений, функции выбора, не зависящие от пути, модели псевдокритериалыюго выбора, функциональная модель голосования, в основу которой, в отличие от всех известных предыдущих моделей, было положено представление индивидуальных мнений и коллективного мнения в виде функций выбора. В рамках этой модели было сформулировано условие локальности - аналог условия независимости от отвергнутых альтернатив К.Эрроу. Была установлена глубокая взаимосвязь между этой и традиционной постановкой задачи аксиоматического синтеза моделей голосования.
Последние результаты в теории коллективного выбора и смежных областях в настоящее время публикуются в двухтомном "Справочнике по 9 1 коллективному выбору" в известной серии "Справочники по экономике".
В 1980-е гг. научная обстановка в области коллективного выбора в СССР определялась несколькими известными семинарами. Одним из них был общемосковский семинар по анализу нечисловой информации и экспертным оценкам, который зародился в МГУ в 1972 г. и с начала 1980-х стал проходить в Институте проблем управления. На этом семинаре докладывались все основные работы в области коллективного выбора, организовывались всесоюзные конференции по теме семинара ; в настоящее время семинар «Экспертные оценки и анализ данных» продолжает свою 30-ти летнюю работу под руководством д.т.н. Ф.Т.Алескерова, д.т.н. А.А.Дорофеюка, д.т.н. Б.Г.Литвака, д.т.н. Д.А.Новикова, д.т.н. Ю.В.Сидельникова. С 2003 года автор является учёным секретарём семинара.
В XX веке стала развиваться теория ещё одной формы коллективных решений - теория кооперативных решений. Здесь наиболее заметные результаты были получены Дж.Ф.Нэшем23, Э.Муленом24.
Середина XX в. была ознаменована целой серией ярких научных достижений: шло создание и развитие теории игр нескольких лиц, предметом которой является анализ принятия оптимальных решений в условиях конфликта. Возникнув из задач классической теории вероятностей, теория игр превратилась в самостоятельный раздел в 1945-1955. Наиболее полное изложение идей и методов теории игр впервые появилось в 1944 в труде математика Дж.фон Неймана и экономиста О.Моргенштерна , которые занимались так называемыми играми с нулевой суммой, где победа одной стороны неизбежно означает поражение другой.. Фон Нейман опубликовал несколько работ по теории игр в 1928 и 1935; другим предшественником теории игр по праву считается французский математик Э.Борель. Д.Ф.Нэш в 1949 году написал диссертацию о теории игр (сорок пять лет спустя он получил за эту работу Нобелевскую премию по экономике; вклад его описали так: за фундаментальный анализ равновесия в теории некооперативных игр). Дж.Ф.Нэш сумел смоделировать ситуацию конкуренции, впоследствии получившую название «равновесие по Нэшу» или «некооперативное равновесие», при которой обе стороны используют идеальную стратегию, что и приводит к созданию устойчивого равновесия. Игрокам выгодно сохранять это равновесие, так как любое изменение только ухудшит их положение. Некоторые фундаментальные идеи были независимо Oft предложены А.Вальдом , заложившим основы нового подхода к статистической теории принятия решений, Ю.Б.Гермейером и, наконец, в последние годы В.Н.Бурковым27 и его школой развивается теория активных систем - раздела теории управления социально-экономическими системами, изучающий свойства механизмов их функционирования, в которых принимаемое решение определяется действиями многих участников управляемых процессов и основным методом исследования является математическое и имитационное моделирование. По основным своим подходам и используемым методам исследований теория активных систем чрезвычайно тесно связана с такими разделами теории управления социально-экономическими системами как: теория иерархических игр (или информационная теория иерархических систем - научная школа Н.Н.Моисеева и Ю.Б.Гермейера , развиваемая в основном сотрудниками ВЦ РАН и МГУ - Ф.И.Ерешко, А.Ф.Кононенко29, В.В.Федоров и др., киевская школа теории управления сложными системами (В.Л.Волкович, В.С.Михалевич и др.), разделы экономико-математического моделирования, исследующие задачи согласованного планирования, и программно-целевого планирования (К.А.Багриновский, В.Л.Макаров, Г.С.Поспелов, В.А.Ириков и др.), управление проектами (В.И.Воропаев, Д.И.Голенко-Гинзбург и др.), теория контрактов (theory of contracts), развиваемая в основном зарубежными учеными - O.Hart, B.Holmstrom и др., и исследующая задачи стимулирования в условиях вероятностной неопределенности, теория реализуемости (implementation theory) как раздел mechanism design, также развиваемая в основном зарубежными учеными - E.Maskin, R.Myerson и др., и исследующая задачи реализуемости соответствий группового выбора механизмами планирования, а также их свойства - неманипулируемость и др.
Однако до недавнего времени исследователи обходили вниманием обоснование решений, принимаемых специальными структурными образованиями органов государственной власти - коллегиями. Специфика функционирования коллегий полностью не укладывается в рамки ни теории общественно-политических выборов, ни принятия кооперативных решений, ни теории игр нескольких лиц, ни теории активных систем. Так у членов коллегии нет той суверенности, какая имеется у избирателей, поскольку после окончания коллегии большинство участников коллегии административно подчиняется каким-то должностным лицам в данном органе власти и, следовательно, вряд ли они могут отстаивать свою точку зрения на коллегии. Члены коллегии не являются собственниками капитала как это имеет место в кооперативных решениях и они не могут по своему усмотрению входить или выходить из состава коллегии, отказываясь от решения, если это решение не выгодно с их личной точки зрения. Члены коллегии не могут быть в конфликтных отношениях друг с другом и с первым лицом в органе власти как это считается в теории игр. Вследствие этого результаты указанных теорий не могут полностью обеспечить потребности коллегий органов власти по обоснованию соответствующих решений, что делает выбранную тему исследований актуальной.
Цель работы и задачи исследования.
Целью диссертационного исследования является разработка совокупности методов информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений органов государственной власти, учитывающих главные особенности функционирования коллегий и отвечающих требованиям масштаба времени проведения заседаний коллегии.
Для достижения сформулированной цели решаются следующие задачи:
1. Разрабатывается концепция информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений.
2. Разрабатывается метод получения групповой ранжировки по индивидуальным ранжировкам членами коллегии проектов коллегиального решения.
3. Разрабатывается метод вскрытия умышленного противодействия принятию оптимального коллегиального решения (факта манипулирования коллегиальным решением).
4. Разрабатывается метод вскрытия непреднамеренного противодействия принятию оптимального коллегиального решения.
5. Разрабатывается метод оптимизации коллегиального решения.
В качестве объекта исследования приняты процессы принятия коллегиальных решений в органах государственной власти.
Предметом исследования являются методы информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений органов государственной власти.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются методы групповых, кооперативных решений, теории полезности, теории чётких и нечётких множеств, теории исследования операций, теории эволюционной оптимизации.
Научная новизна исследования и его наиболее существенные результаты заключаются в следующем:
1. Предложена совокупность и последовательность применения методов поддержки подготовки и принятия коллегиальных решений, учитывающие специфику функционирования коллегий органов государственной власти (раздел 2.1).
2. Разработан метод получения групповой ранжировки по индивидуальным ранжировкам альтернатив коллегиального решения участниками коллегии, обеспечивающий выполнение трёх из четырёх аксиом К.Эрроу в его формулировке теоремы о невозможности, получение групповой ранжировки при любых индивидуальных ранжировках членов коллегии, с автоматическим расчётом апостериорного уровня согласия коллегии с групповой ранжировкой (раздел 2.2).
3. Разработаны методы идентификации умышленного противодействия принятию оптимального коллегиального решения отдельными участниками коллегии и группами-коалициями на основе исходных данных, реально существующих и появляющихся при подготовке коллегии и в ходе публичного обсуждения проектов решения на коллегии. Методы опираются на разработанные автором критерии манипулируемости функций группового выбора (разделы 3.1, 3.2).
4. Разработан метод идентификации непреднамеренного противодействия принятию оптимального коллегиального решения, использующий введённое автором понятие полноты логической модели умозаключений участников коллегии, противоречивость упорядочения ценностей элементов коллегиального решения (раздел 3.3).
5. Разработан метод оптимизации коллегиального решения по результатам публичного обсуждения групповой ранжировки индивидуальных предпочтений, использующих для прогнозирования последствий проектов решения когнитивную модель, а для оптимизации сценариев моделирования эволюционный алгоритм (глава 4).
Практическое значение исследования состоит в возможности поддержки процессов подготовки и принятия коллегиальных решений с помощью разработанных методов, включая принятие решений в ситуационных центрах.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано пять научных работ:
1. Скринская Т.П. Концепция информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений в органах государственной власти и муниципального управления // Естественные и технические науки, 2005. № 4.
2. Скринская Т.П. Проблема манипулирования коллегиальных решений в органах государственной власти и муниципального управления // Актуальные проблемы современной науки, 2005. № 5.
3. Скринская Т.П. Информационные технологии идентификации непреднамеренной некорректности отдельных участников коллегиальных решений в органах государственной власти и муниципального управления // Аспирант и соискатель, 2005. № 5.
4. Скринская Т.П. Оптимизация коллегиальных решений в органах государственной власти и муниципального управления // Актуальные проблемы современной науки, 2005. № 6.
5. Скринская Т.П. Об одном аксиоматическом методе поддержки групповых решений индивидуумов // Аспирант и соискатель, 2001. № 4. Актуальные проблемы современной науки, 2001. № 1.
Результаты исследования апробированы на конференциях:
1. Скринская Т.П. Информационно-аналитической поддержки подготовки и принятия коллегиальных решений. // VI Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (осенняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 12, выпуск 3. М.: Научное издательство ТВП, 2005.
2. Алескеров Ф.Т., Рогова Н.Л., Скринская Т.П., Якуба В.И. Система оценки удовлетворенности населения социальными проектами и программами // II Международный форум «Качество жизни: содружество науки, власти, бизнеса и общества». РАГС. М.: Муниципальный мир, 2005.
3. Алескеров Ф.Т., Скринская Т.П., Якуба В.И. Об одном методе построения распределения голосов избирателей по агрегированной оценке качества жизни населения. // III Международная конференция «Идентификация систем и задачи управления SICPRO 04» ИЛУ РАН. М.: ИЛУ РАН, 2004. - с. 79.
4. Skrinskaya Tatyana P. Stochastic models in the support of colleague decision making. II 8h International Vilnius Conference on Probability Theory and Mathematical Statistics. IMI. Acta Applicandae Mathematicae. Lithuania. 2002.
5. Skrinskaya Tatyana P. Method of a determination of implicit groups and antagonists in the support of colleague decision making II The First International Conference "Inverse Problems: Modeling and Simulation" Fethiye, Turkey 2002.
6. Скринская Т.П. О методах анализа стохастических сетевых моделей решений участников коллегии. // III Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (осенняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 9, выпуск 2. М.: Научное издательство ТВП. 2002.
7. Скринская Т.П, К вопросу сравнения стохастических сетевых моделей принятия решений участников коллегии. // III Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (летняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 9, выпуск 1. М.: Научное издательство ТВП. 2002. - с. 245 - 247.
8. Скринская Т.П. Об анализе стохастических моделей решений участников коллегии. // II Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (зимняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 8, выпуск 2. М.: Научное издательство ТВП, 2001.-с. 685-687.
9. Скринская Т.П. Об одном методе ранжировки групповых решений. // Международная научно-практическая конференция ТАС ИЛУ РАН. М.: ИПУ РАН, 2001.-с. 102- 103.
10. Скринская Т.П. Об одном методе поддержки коллегиальных решений. // II Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (летняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 8, выпуск 1. М.: Научное издательство ТВП, 2001. - с. 324 - 326. 11. Скринская Т.П. Об одном методе ранжировки групповых решений. // II Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике (летняя сессия). Обозрение прикладной и промышленной математики, том 8, выпуск 1. М.: Научное издательство ТВП, 2001. - с. 323 - 324.
Структура и объём работы. Диссертация, объёмом 178 машинописных страниц состоит из настоящего введения, четырёх глав, заключения. Список использованных источников литературы содержит 65 наименования. В тексте 4 таблицы, 2 рисунка. Структура работы обусловлена целью и задачами исследования.
В главе I проводится анализ результатов научных исследований по выбранной теме. В последнем подразделе формулируются задачи диссертационного исследования.
В главе II разрабатывается концепция информационно-аналитической поддержки коллегиальных решений как совокупность и последовательность применения методов получения групповой ранжировки по индивидуальным ранжировкам альтернатив решения участниками коллегии, методов идентификации умышленного и непреднамеренного противодействия принятию оптимального в сложившейся обстановке коллегиального решения и оптимизации решения по результатам публичного обсуждения групповой ранжировки. В подразделе 2.2 главы разрабатывается метод групповой ранжировки, обеспечивающий выполнение аксиом К.Эрроу положительной связи групповой и индивидуальных ранжировок, суверенности участников и отсутствия диктатора. Метод гарантирует получение групповой ранжировки при любых индивидуальных ранжировках членов коллегии (ряд методов: простого и квалифицированного большинства, методы, реализующие принцип Кондорсе, Парето-оптимальности, мажоритарный принцип -данным свойством не обладают). Метод автоматически рассчитывает уровень согласия коллегии с предлагаемой групповой ранжировкой.
В главе III разрабатываются методы идентификации умышленного (манипулирование) и непреднамеренного противодействия отдельных участников коллегии и групп-коалиций принятию оптимального коллегиального решения. Предлагается критерий манипулируемости функции группового выбора, использующий понятие инверсии индивидуальных профилей. Критерий инвариантен к мощности множества выбора. Метод идентификации факта манипулирования коллективным выбором основывается на понятии близости индивидуальных профилей -ранжировок альтернатив решения и экспертном делении каждым членом коллегии участников решения на группы с очень, достаточно близкими интересами при решении данной проблемы и на возможных антагонистов. В качестве меры близости интересов предлагается использовать расстояние Кемени-Снелла между индивидуальными ранжировками. По этому же расстоянию формируются возможные коалиции в коллегии. Предлагается фасетно-иерархическая систематизация коалиций в составе коллегий, с четырьмя фасетами. Идентификация коалиционного неантагонистического противодействия предлагается осуществлять на основе алгоритма Мамдани, оперирующего базой знаний, нечёткими отношениями и множествами. Непреднамеренное противодействие в работе ограничивается неполнотой логической модели умозаключений членов коллегии и противоречивостью при упорядочении ценности элементов коллегиального решения. Вводится критерий неполноты логической модели умозаключений. Противоречивость упорядочения ценности элементов коллегиального решения сводится к неумышленному применению участником коллегии нескольких образцов индивидуальных предпочтений на разных этапах выработки и принятия решения. Свойственное же ему предпочтение устанавливается путём тестирования по методике, предложенной в публикациях других авторов.
В главе IV разрабатывается метод оптимизации коллегиального решения. Формулируются условия целесообразности применения метода. Оптимизация включает три действия: расширение множества допустимых решений путём включения или отображения исходного множества альтернатив в прямоугольное п -мерное множество с чёткими границами в виде вещественных чисел; прогнозирование возможных последствий реализации автоматически формируемых альтернатив коллегиального решения; поиск наилучшей альтернативы на допустимом множестве решений. Для прогнозирования предлагается использовать когнитивную модель с базой в виде взвешенного орграфа и наличием программного средства формирования сценариев внешних воздействий на переменные модели. Поиск наилучшей альтернативы решения осуществляется путём оптимизации сценариев внешних воздействий. Последнее выполняется с применением алгоритма эволюционной оптимизации.
Принята трёхиндексная нумерация формул и двухиндексная -рисунков и таблиц. Первая цифра формулы соответствует номеру главы, вторая - номеру раздела, третья - порядковому номеру формулы в разделе. При нумерации рисунков и таблиц первая цифра соответствует номеру главы, вторая - порядковому номеру рисунка или таблицы в главе.
![Мультилингвистическая технология поиска данных для подготовки и принятия решения в информационно управляющих системах [Электронный ресурс]](/i/i/4253/168250.png "Мультилингвистическая технология поиска данных для подготовки и принятия решения в информационно управляющих системах [Электронный ресурс] Лохмаков Павел Михайлович")
