Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕ ДОВАНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СОЦИАЛЬНО- ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 17
1.1. Методология исследования территориально распределенной системы на основе многовариантного подхода 17
1.2. Методика геоинформационной составляющей трансформации информации и анализа территориально распределенной системы 31
1.3. Цель и задачи исследования 41
2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СРЕДЫ ПРОЖИВАНИЯ И ОЦЕНКА РИС КА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ В ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЕ МЕДИЦИНСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИО НА 43
2.1. Анализ и визуализация информации состояния территориально распределенной системы медицинского обслуживания населения региона...43
2.2. Оценка среды проживания населения и риска заболеваемости по ретроспективной и экспертной информации в поликлиническом регионе с льготным социально-экономическим статусом 77
2.3. Исследование медицинской ситуации обслуживания поликлиник городского промышленного административного района 106
2.4. Анализ физического состояния призывников в территориально распределенной системе региона на основе военно-врачебной экспертизы. 118
Выводы второй главы 151
3. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ОБ РАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕГИОНА 153
3.1. Модели и механизмы принятия управленческих решений по разви тию региональной образовательной системы 153
3.2. Комплексная оценка показателей образовательной системы Воронежской области 164
3.3. Анализ состояния и моделирование образовательной системы отдельного городского административного района 178
Выводы третьей главы 198
4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕ ЛЕННОЙ СИСТЕМЫ РЕГИОНА ПО ФАКТОРАМ И ПРОЦЕССАМ ЖИЗ НЕОБЕСПЕЧЕНИЯ 200
4.1. Оценка антропогенной обстановки территориально распределенной системы региона 200
4.2. Анализ и классификация административно-территориальных единиц региона по риску возникновения чрезвычайных ситуаций 212
4.3. Экономическая оценка региональной системы жизнеобеспечения на основе анализа экономического и эстетического ущерба от неблагоприятных внешних воздействий 223
Выводы четвертой главы 230
5. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНО- ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АД МИНИСТРАТИВНЫХ ЕДИНИЦ РЕГИОНА 231
5.1. Классификация уровня социально-экономической привлекательности регионов на основе территориально распределенного оценивания и прогнозирования показателей устойчивого развития 231
5.2. Квалиметрическое оценивание инвестиционной привлекательности и алгоритмизация оценки значимости территориального распределения инвестиционного ресурса 251
5.3. Анализ социально-экономического климата в регионе с применением математических методов оценивания 262
Выводы пятой главы 280
6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕ НИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ СИСТЕМАМИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ 281
6.1. Методы управления процессом принятия решений при распределении ресурсов в территориально-распределеннои системе здравоохранения региона 281
6.2. Подсистема поддержки принятия управленческих решений в сфере образования на региональном уровне 298
6.3. Автоматизированное управление административно- территориальных единиц Государственной противопожарной службы 305
6.4. Рациональное управление инвестиционными ресурсами путем структуризации территориально-распределеннои системы экономических округов 318
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 329
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 333
ПРИЛОЖЕНИЕ 348
Введение к работе
Актуальность проблемы. Политические и экономические преобразования в России вызвали необходимость реформирования и реструктуризации систем здравоохранения, экономики, образования, жизнеобеспечения, являющихся основными социальными системами, определяющими здоровье населения, безопасность жизнедеятельности, развитие научно-технического и экономического потенциала регионов и страны в целом.
Повышение эффективности управления социально-экономическими системами связано с применением методов моделирования, оптимизации и компьютеризации процессов управления на региональном, административном уровне и на уровне объектов социальных систем. Однако их используют для рационализации организационно-управленческого процесса и рационального управления на уровне объектов и процессов в социально-экономических системах без учета временных изменений характеристик и показателей, что не позволяет получить адекватное отображение процессов в их математическом описании, что снижает эффективность интеллектуальной поддержки руководителей органов управления при принятии решений, не обеспечивает учет сложности систем, иерархичности, многоуровневости, многоаспектности. Если на уровне социально-экономических систем, характеризующихся медленной динамикой показателей их функционирования, корректируют управление за счет экспертной информации, то на нижнем уровне управления (объектов и процессов) без применения методов оптимизации не удается получить положительные результаты. В этих условиях управленческие решения должны реализовываться на региональном, административном уровне с последующей детализацией для отдельных территориальных единиц и объектов социально-экономических систем, а также на уровне процессов, протекающих в них.
Все это потребовало совершенствования информационного обеспечения, ориентированного на развитие социально-экономических систем, что, в свою очередь, поставило задачу получения качественной и достоверной информации и разработки процедуры ее использования. Организация информационного мониторинга показателей социальной сферы позволяет обеспечить рациональное управление объектами систем и территориальных единиц в рамках территориально распределенного административного региона. Особое значение при этом имеют методы прогнозирования показателей функционирования социальных систем и принятия решений по территориально распределенным данным на основе регулирующих воздействий.
Таким образом, в условиях современного динамического развития общества, усложнения технической и социальной инфраструктуры информация становится таким же стратегическим ресурсом, как традиционные материальные и энергетические ресурсы. Современные информационные технологии, позволяющие создавать, хранить, перерабатывать и обеспечивать эффективные способы представления информационных ресурсов потребителю, стали важным фактором жизни общества и средством повышения эффективности управления всеми сферами общественной деятельности. Уровень информатизации становится одним из существенных факторов успешного экономического развития и конкурентоспособности региона как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Осознание мировым сообществом роли информации как стратегического ресурса стимулировало разработки новых информационных технологий как для получения и переработки больших объемов информации, так и для хранения и предоставления пользователем. Особое место среди новых технологий занимают геоинформационные технологии.
В первую очередь, это связано с тем, что геоинформационные системы (ГИС) позволяют рассматривать данные по анализируемым проблемам относительно их пространственных взаимоотношений, что позволяет проводить комплексную оценку ситуации и создает основу для принятия более точных и разумных решений в процессе управления.
Таким образом, актуальность диссертационного исследования обусловлена необходимостью многовариантного моделирования социально-экономических процессов в территориально распределенной системе региона с учетом прогнозных оценок на базе геоинформационных технологий и разработкой системы принятия решений для дальнейшего представления информации на любой уровень управления территориально распределенной социальной системы.
Работа выполнена в соответствии с региональными программами «Здоровье», «Развитие образования на 2001-2005 гг.», «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года», «Социальное и экономическое развитие Воронежской области на 2002-2006 гг.» и в рамках одного из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Проблемно-ориентированные системы управления».
Цель и задачи исследования. Целью исследования является обоснование и разработка методологических основ исследования территориально распределенных социально-экономических систем на основе анализа, трансформации и визуализации информации, прогнозирования, моделирования и алгоритмизации процессов оптимального управления социально-экономическими процессами в регионе.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
осуществить выбор методов анализа состояния и прогнозирования социально-экономических систем территориально распределенного региона;
разработать методику обработки многомерных территориально распределенных данных с использованием геоинформационных технологий и статистических методов обработки ретроспективной информации;
сформировать информационный мониторинг социально экономических процессов в территориально распределенной системе региона на основе трансформации и визуализации информации и разработать прогностические модели развития ситуаций в регионе;
провести классификацию и оценку административно-территориальных единиц региона по различным критериям в системе информационной поддержки принятия управленческих решений;
получить оценку комфортности среды проживания населения с учетом особенностей административно-территориальных единиц и оценку риска развития неблагоприятной ситуации;
разработать процедуру оценки экономического и эстетического ущерба в территориально распределенной системе региона от неблагоприятных внешних воздействий;
сформировать методологические основы обеспечения социально-экономической привлекательности в условиях развития региональной экономики и определить принципы применения математических методов для научного обоснования рациональных вариантов привлечения инвестиций;
разработать методы оптимального управления и формирования ресурсного обеспечения административно территориальных единиц с учетом риска неблагоприятного развития ситуаций;
разработать информационное и программное обеспечение процесса информационной поддержки принятия управленческих решений и апробировать результаты исследования на практике.
Методы исследования. Для решения поставленных задач используются методы системного анализа, методы и модели теории управления и оптимизации, принципы и основные положения теории вероятности и математической статистики, методы нейросетевого моделирования, методы экономической теории, геоинформационного моделирования и экспертного оценивания.
Научная новизна результатов исследований. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
информационный мониторинг показателей социально-экономических процессов в регионе, позволяющий оценить уровни риска неблагоприятного развития ситуации в системах для формирования управляющих мероприятий и распределения ресурсов;
методика построения тематических карт, отличающаяся возможностью графического обоснования прогностических оценок и результатов геоинформационного моделирования, позволяющая повысить эффективность принимаемых решений;
математические модели, ориентированные на формирование прогноза социально-экономических показателей по административно территориальным единицам, позволяющие разрабатывать и осуществлять планирование мероприятий в системе управления социально-экономическими системами;
методы оценки комфортности среды проживания и территорий риска заболеваемости, техногенных и экологических ситуаций, позволяющие обеспечивать рациональное управление территориально распределенными социально-экономическими системами на основе геоинформационного мониторинга по ретроспективной и экспертной информации;
методика оценки экономического и эстетического ущерба от неблагоприятных внешних воздействий, позволяющая на основе комфортности среды проживания и риска развития неблагоприятных ситуаций минимизировать финансовые затраты при профилактических мероприятиях по территориальным единицам и по региону в целом;
процедура классификации уровня социально-экономической привлекательности на основе территориально распределенного оценивания показателей устойчивого развития, отличающаяся методикой структуризации инвестиционных ресурсов с учетом градации районов по потенциалу и риску;
методы распределения ресурсов, позволяющие оптимальным образом формировать рациональный подход к выбору управленческих решений в территориально распределенной системе на различных уровнях с учетом риска неблагоприятного развития ситуаций;
обобщенная схема и модифицированный алгоритм принятия управленческих решений, отличающиеся использованием различных методов, позволяющие повысить надежность принимаемых решений за счет использования результатов прогнозирования и геоинформацинного моделирования социально-экономических процессов на различных уровнях управления;
структурное, информационное и программное обеспечение системы информационной поддержки принятия управленческих решений, отличающееся возможностью учета модельных и прогнозных оценок при принятии управленческих решений в условиях неопределенности в различных сферах деятельности.
Практическая значимость работы. Предложенная методика обработки территориально распределенной социально-экономической информации позволяет на основе результатов применения различных статистических методов и прогностических моделей оценить территории по различным показателям с учетом пространственно-временного аспекта и реализовать информационную поддержку принятия управленческих решений в задачах практического здравоохранения, образования, экономики, пожарной безопасности, экологии, врачебно-военной экспертизы и представить дополнительную визуальную информацию.
Разработанные методы и алгоритмы являются основой создания территориальных систем контроля и управления социально-экономическими системами региона для определения эффективной стратегии проведения профилактических мероприятий и оценки состояния среды проживания.
Разработанный модифицированный алгоритм принятия управленческих решений позволяет уменьшить дефицит исходной информации при рас смотрении многокомпонентной социально-экономической ситуации в регионе.
Результаты исследования в виде методики обработки данных медико-экологического и социального мониторинга, информационного и программного обеспечения используются в учебном процессе Воронежского государственного технического университета (ВГТУ) по специальностям «Биотехнические и медицинские аппараты и системы», «Информационные системы», в практике городской поликлиники № 8 (г. Воронеж), стоматологической поликлиники ВГМА им. Н.Н. Бурденко, УГПС МЧС России Воронежской области, а также внедрены при разработке и реализации комплекса целевых программ развития Коминтерновского района г. Воронежа и программы социального и экономического развития Воронежской области на 2002-2006 годы, реализация которых способствует повышению эффективности функционирования социально-экономических систем.
Результаты исследования были использованы при выполнении научно-исследовательской работы Б.5.03 «Разработка теоретических основ моделирования и управления территориально-распределенными системами».
Разработанная информационная система мониторинга и управления территориально-распределенными объектами зарегистрирована в Государственном фонде алгоритмов и программ (г. Москва), номер регистрации 50200300715.
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и семинарах: Всероссийском совещании-семинаре «Высокие технологии в региональной информатике» (Воронеж, 1998); Всероссийской конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 1999-2004); Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2000-2005); Всероссийской научно-практической конференции «Реформа здравоохране ния на региональном уровне» (Москва, 2000); Международной научно-практической конференции «Информационные технологии в моделировании и управлении» (Санк-Петербург, 2000); Межвузовской научно-практической конференции «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2000); 1-ой Международной геоэкологической конференции «Региональные проблемы биосферы» (Тула, 2000); Международной научной практической конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2000-2004); Международной электронной научной конференции «Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике» (Воронеж, 2000); Межвузовской научно-практической конференции «Формирование профессиональной компетентности специалистов в системе непрерывного образования» (Воронеж, 2002); Юбилейной научно-практической конференции «Актуальные проблемы восстановительной медицины в клинике и санаторно-курортных учреждениях» (Воронеж, 2002); Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (Воронеж, 2003); Международной научно-практической конференции «Современные сложные системы управления (CCCy/HTCS-2003)» (Воронеж, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы» (Воронеж, 2004); научно-практических конференциях и семинарах Воронежского государственного технического университета (1998-2005).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 69 печатных работах, в том числе в 4 монографиях, 3 учебных пособиях и 31 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложения, содержит список литературы из 142 наимено ваний, основная часть работы изложена на 332 страницах текста, приведено 62 таблицы и 146 рисунков.
Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, показываются основные методы решения поставленных задач.
В первой главе проведен анализ методов исследования территориально распределенных систем. Рассмотрены этапы анализа информации при мониторинговых исследованиях, перспективные направления развития информационных систем поддержки принятия решений для управления на различных уровнях. Показана существующая классификация систем информационной поддержки принятия решений (СИППР), место СИППР в процессе управления, приоритеты, влияющие факторы, решаемые задачи и функциональные модули построения СИППР. Рассмотрена обобщенная структура системы интеллектуального управления.
Показано преимущество использования геоинформационных технологий при многовариантном моделировании ситуации в территориально распределенной системе. Рассмотрены основные функции геоинформационного мониторинга, способы картирования реальных процессов и объектов, методы классификации и способы создания тематических карт.
Определены цель и задачи диссертационного исследования.
Во второй главе обсуждаются результаты исследования в территориально распределенной системе медицинского обслуживания населения на различных уровнях: областном, районном, городском, поликлиническом.
Представлены результаты обработки и моделирования медицинских данных по Воронежской области:
структуризация и формализация медицинских данных с учетом пространственно-временного аспекта;
статистический анализ динамики заболеваемости населения Воронежской области;
построение краткосрочных прогнозов уровня заболеваемости населения региона по основным нозологиям методом экспоненциального сглаживания;
классификация территориальных единиц района, а также подразделений здравоохранения по набору медицинских показателей на основе кластерного и дискриминантного анализов;
формирование индексов комфортности проживания в районах области на основе медико-экологической информации;
- оценка территориальных единиц на базе ГИС-технологий. Полученные медицинские данные представляют собой значительный объем неоднородной медицинской информации, охватывающий практические все нозологические формы. При статистическом анализе показателей здоровья населения Воронежской области были выделены группы с наиболее значимыми медицинскими показателями. Исследование проводилось с учетом экологического подхода. Была исследована динамика и структура медицинских заболеваний.
По полученным и преобразованным данным были построены прогностические модели уровня заболеваемости населения региона, показана важность полученной информации в управлении медицинской ситуацией региона.
Предложена классификация подразделений по совокупности медико-экологических показателей на основе кластерного анализа, позволяющая выделить территории со сходными показателями. На основе полученных данных формируют индексы комфортности проживания, при формировании которого также учитывались показатели работы системы здравоохранения. Далее результаты классификации моделируются при помощи геоинформационных технологий, позволяющие наглядно интерпретировать полученную информацию.
Третья глава включает в себя методы и алгоритмы анализа данных образовательных систем Воронежской области. Обеспечение всестороннего, качественного и актуального образования является сегодня важнейшей задачей, решать которую необходимо с одинаковой эффективностью как в центральных, так и в периферийных регионах страны. Предлагается провести исследование в сфере образования по Воронежской области. Проведен сравнительный анализ работы образовательных учреждений (ОУ) региона по различным показателям деятельности. Исследовались различные уровни образования, такие как дошкольное, общее, дополнительное. Предложена классификация территориальных единиц региона по набору оптимальных показателей, характеризующих образовательную деятельность. Было проанализировано кадровое обеспечение ОУ региона. По собранной и обработанной информации была сформулирована база данных, характеризующая деятельность системы общего образования с учетом других социальных процессов.
В рамках Воронежской области предлагается новый перспективный подход к решению задач по исследованию образовательных структур с использованием новых информационных технологий, в частности геоинформационных технологий. Суть предлагаемого подхода заключается в расширении концепции образовательных баз данных за счет учета пространственной составляющей.
В четвертой главе представлены результаты по анализу территориально распределенной системы региона по факторам и процессам жизнеобеспечения. Проведена оценка антропогенных факторов в территориально распределенной системе Воронежского региона. Получены зоны с неблагоприятной обстановкой по загрязнению атмосферного воздуха с применением нерегулярных триангуляционных сетей. На основе визуализации и трансформации информации проведен статистический анализ техногенных, природных и биолого-социальных чрезвычайных ситуаций по районам Воронежской области. Проведена оценка динамики возникновения чрезвычайных ситуаций и получены прогнозные оценки по основным видам чрезвычайных ситуаций на 2005 и 2006 годы. На основе геоинформационных технологий проведен анализ и классификация административно-территориальных единиц региона по риску возникновения пожаров как основного фактора ЧС.
Рассмотрены методы оценки экономического и эстетического ущерба в региональной системе жизнеобеспечения от воздействия техногенных источников, которые позволяют минимизировать финансовые затраты при профилактических мероприятиях по территориальным единицам и по региону в целом, а также формировать программу экологической безопасности и распределения экономического ресурсного обеспечения.
В пятой главе анализируется экономическая ситуация по административно территориальным единицам региона. Предложена классификация уровня инвестиционной привлекательности на основе территориально распределенного оценивания индикаторов устойчивого развития с использованием геоинформационных систем. Сформирована обобщенная количественная оценка инвестиционной привлекательности с использованием математического метода квалиметрического оценивания «качество-трудность». Предложены оптимизационная процедура и система критериев распределения финансовой поддержки муниципальных образований в регионе, способствующие улучшению инвестиционного климата в регионе.
В шестой главе описывается структура информационного и программного обеспечения процесса информационной поддержки принятия управленческих решений в различных сферах деятельности. Показана эффективность применения методики многовариантного моделирования и прогнозирования на основе ГИС-технологий в различных областях использования и на разных уровнях управления.
В заключении приведены основные результаты работы.
В приложении представлены акты внедрения.
