Содержание к диссертации
Введение
1. Теоретические основы управления проектами 10
1.1. Основные понятия управления проектами 10
1.2. Методы оптимизации комплексной программы развития с учетом риска . 22
1.3. Методы решения задач дискретной оптимизации 38
1.4. Выводы и постановка задач исследования 55
2. Задачи управления программными рисками . 57
2.1. Разработка программ повышения уровня пожарной безопасности с учетом надежности их реализации 57
2.2. Одноцелевые проекты . 59
2.3. Общий случай. Многоцелевые проекты 78
2.4. Минимизация затрат на выполнение программы . 96
3. Разработка программ повышения уровня пожарной безопасности на примере сельских поселений павловского района Воронежской области 103
3.1. Стратегия повышения уровня пожарной безопасности Александро – Донского сельского поселения на период до 2020 года
3.2. Стратегия повышения уровня пожарной безопасности Лосевского сельского поселения до 2020 года 115
4. Разработка программы повышения регионального уровня пожарной безопасности 131
4.1. Оценка уровня пожарной безопасности Воронежской области 131
4.2. Оптимальная программа повышения уровня пожарной безопасно сти Воронежской области 143
4.3. Игровое моделирование распределения финансирования 148
Заключение . 153
Литература 154
Приложения 171
- Методы оптимизации комплексной программы развития с учетом риска
- Разработка программ повышения уровня пожарной безопасности с учетом надежности их реализации
- Стратегия повышения уровня пожарной безопасности Лосевского сельского поселения до 2020 года
- Оптимальная программа повышения уровня пожарной безопасно сти Воронежской области
Методы оптимизации комплексной программы развития с учетом риска
Разработанный в работах А.М. Котенко подход построения программы развития региона отмечен одним недостатком. Это связано с тем, что напряженность вариантов развития обуславливает низкую надежность реализации. Очевидно, что срыв программы по одному из направлений может привести к тому, что поставленная цель не будет достигнута.
Для правильной оценки и повышения надежности вариантов программы вводится понятие критической оценки и резерва направления. Зададим некоторый вариант развития х = (хь х2, ... , хт), присвоив ему комплексную оценку К. Оценка Xj уменьшается по направлению j. При этом Xj является минимальным значением оценки К (такое, что дальнейшее уменьшение оценки Xj приведет к уменьшению самой комплексной оценки). Критической оценкой дляу-го направления вариантам назовем оценку Xj . Для более полного понимания процесса введем некоторые определения.
Определение 1. Разность Л,(х) = Xj xf называется резервом у-го направления варианта х. Необходимое замечание: будем по определению считать, что если при уменьшении оценки до единицы комплексная оценка не меняется, то резерв направления равен любой требуемой величине М (достаточно большой).
Однако, если Aj(x) = 0 для всех значений у (а в этом случае оценки всех направлений варианта х являются критическими), то в результате получается напряженный вариант развития. Целесообразно разрабатывая программы развития предусмотреть для повышения надежности их реализации резервы для направлений, связанных с особыми рисками. Возникает необходимость определения резерва промежуточной (или обобщенной) оценки относительно комплексной оценки. Определяется еще и резерв оценки данного определенного направления относительно обобщенной оценки.
Рассматривая программу развития малого предпринимательства соотносительно комплексной оценки состояния региона, выделяем самые важные цели развития малого предпринимательства.
Основной целью определено увеличение экономической эффективности проекта, а отсюда и рост налоговых отчислений в бюджеты разных уровней. Следующая цель - увеличение доходности, которая выражается в основном ростом заработной платы. И, наконец, третьей целью является увеличение занятости населения, а отсюда рост его благосостояния, уменьшение преступности и т.д.
Обобщенный критерий «социальный уровень» объединяет уровень занятости и уровень доходности.
На рис. 1.2.1 изображена структура комплексной оценки состояния региона в той части, где она связана с развитием малого бизнеса. Буква «З» обозначает направление занятости; буква «Д» - направление доходности, буквой «Э» обозначено направление эффективности. Для обобщенной оценки социального уровня введем обозначение «С».
Структура комплексной оценки состояния региона Руководящие работники Администрации в качестве экспертов заполняют смысловые матрицы (на рис. 1.2.2), для обозначения качественных градаций – «плохо», «удовлетворительно», «хорошо», «отлично» введем оценки 1, 2, 3, 4. Политику Обладминистрации в области развития малого предпринимательства отражают приведенные матрицы.
Обобщенная оценка социального уровня отражается оценкой «плохо», т.е. равна единице при оценке уровня занятости 1 («плохо») и при уровне доходности равной 2 («удовлетворительно»), а также и в том случае, если, наоборот, оценка уровня занятости равна 2, а оценка уровня доходности – 1. В самом деле, для Администрации одинаково важными являются обе цели: как увеличение уровня доходности, так и увеличение уровня занятости.
Матрицы оценки развития малого предпринимательства В случае объединения оценок социального уровня и уровня экономической эффективности при малых значениях оценок («плохо» или «удовлетворительно») - важным для Обладминистрации становится продвижение хотя бы в одном из этих направлений. Когда же оперируют высокими значениями оценок («хорошо» и «отлично»), приоритетным является уровень экономической эффективности - ввиду того, что рост экономической эффективности сможет много сделать для решения социально-экономических проблем области.
Проиллюстрируем введенные понятия критической оценки и резерва направления на примере структуры комплексной оценки (см. рис. 1.2.2). Исследуем вариант = (3, 2, 3), соответствующий комплексной оценке 3.
Так как для первого направления оценка Э = 3 будет критической -резерв первого направления для этого варианта будет равным 4/ = 0. Отсутствует критическая оценка для второго направления ввиду того, что даже оценка «плохо» по уровню доходности при хорошей оценке по уровню занятости даст для социального уровня удовлетворительную оценку. Это сможет обеспечить комплексную оценку «хорошо» при уровне экономической эффективности «хорошо». Отсюда резерв второго направления будет равняться любому из требуемых значений. Третье направление будет иметь значение критической оценки х3 = 2 при резерве направления А3 = 1.
Разработка программ повышения уровня пожарной безопасности с учетом надежности их реализации
Рассмотрим процесс разработки программ повышения уровня пожарной безопасности с учетом возможных рисков, возникающих при их реализации. Допустим, что каждый проект, претендующий на включение в разрабатываемую программу регионального развития, может быть реализован в двух вариантах: первый – имеет низкий риск, но высокую стоимость, а другой – высокую степень риска при относительно невысоких затратах. Возникает задача отбора проектов в разрабатываемую программу таким образом, чтобы обеспечить заданную величину эффекта при минимальном уровне затрат и ограничении либо на число проектов с высокой степенью риска, либо на объем их финансирования. Предлагаются алгоритмы решения задач – как приближенные (модификация метода "Затраты-эффект"), так и точные (метод ветвей и границ).
Задачи разработки программ развития различных сфер социально-экономической сферы, таких как: социально-экономическое развитие регионов [4, 5, 20], разработка мер по предотвращению возникновения чрезвычайных ситуаций [19, 23], повышение уровня безопасности дорожного движения [26, 28] и др., в последние годы развиваются в направлении активного применения математических методов. Формализованное представление таких задач, как правило, сводится к следующим постановкам: имеется некоторое количество проектов, направленных на повышение уровня пожарной безопасности в рамках формируемой программы регионального развития, характеризуемых величиной вклада проекта в улучшение ситуации по одному или нескольким направлениям, повышающим уровень пожарной безопасности, величиной затрат, направленных на реализацию проекта и уровнем надежности (риском невыполнения проекта). Надежность может оцениваться либо численно, как вероятность реализации проекта, либо качественно с помощью лингвистической переменной, которая может принимать следующие значения: высокая, средняя или низкая степень надежности, соответственно – высокий, средний или низкий уровень риска при выполнении проекта. Показатель надежности (риска) программы определяется либо как значение вероятности успешного выполнения программы, либо качественной характеристикой (количество проектов с высокой и средней степенью риска или суммарной величиной средств, направляемых на выполнение таких проектов). Таким образом, задача сводится к выбору такого множества проектов, которое обеспечивало бы реализацию целей и задач программы при затратах стремящихся к минимуму и ограничениях на уровень вероятности успешного выполнения программы. В качестве другого варианта ограничений может быть использовано ограничение на число проектов с высокой и средней степенью риска или же ограничение на объемы средств, направляемых на такие проекты.
В работе результаты, полученные в [20, 31, 36] обобщаются на случай, когда каждый проект может иметь несколько вариантов реализации: рассматривалось два или три варианта, в которых уровень риска оценивался по качественной шкале с выделением низкой и высокой степени риска или же с низким, средним и высоким уровнями риска. Следующий этап – формирование плана реализации программы, т.е. распределение проектов во времени с учетом ограниченных средств по периодам. Как правило, в качестве основного критерия рассматривается упущенная выгода [3].
Постановка задачи
Допустим, что формируемая программа регионального развития призвана улучшить состояние пожарной безопасности объекта по m критериям, таким, как количество пожаров, материальный ущерб от пожаров, количество погибших и травмированных на пожарах. Каждый критерий оценивается по бально-лингвистической шкале: неудовлетворительно – 1, удовлетворительно – 2, хорошо – 3, отлично – 4). По результатам последних исследований [2 – 5] можно сделать заключение о том, что наиболее приемлемым спо 59 собом построения комплексной оценки программы будет являться аппарат матричных сверток.
Рассмотрим п проектов, которые могут быть включены в разрабатываемую программу, каждый из которых оценивается эффектом (вкладом) а , который данный проект дает в одно или несколько направлений программы, i = l,n, j є Qi, где Qj - множество направлений программы, которым /-й проект способствует улучшению при своей реализации. Предполагаем, что эффекты обладают свойством аддитивности, при их добавлении они будут суммироваться.
Естественно, что выполнение каждого проекта сопряжено с определенным риском, поэтому будем считать, что надежность каждого проекта оценивается количественно: проект имеет высокую или низкую степень риска (если рассматривать три варианта, тогда оценки будут: низкий, средний и высокий риск). Обозначим Ь{ - затраты на выполнение проекта с низкой степенью риска, Cf - затраты на выполнение проекта с высокой степенью риска (предполагается, что будет выполняться соотношение bt ct,i = \n). Таким образом, возникает задача нахождения множества проектов, включаемых в разрабатываемую программу и обеспечивающих достижение запланированных целей по всем критериям реализации программы, то есть получения приемлемых значений комплексной оценки при минимально необходимых объемах финансирования программы, когда в качестве ограничений принимается ограничение на объем финансирования проектов реализуемых с повышенным уровнем риска, или же на общее число таких проектов.
Рассмотрим частный случай, когда процесс повышения уровня пожарной безопасности характеризуется своим набором проектов, призванных решить проблемы только этого направления (обучение личного состава, закупка пожарной техники, вооружения и оборудования, комплектация штатной численности и т.п.). Это предположение означает, что все проекты, включаемые в программу направлены на достижение только одной конкретной цели, то есть являются одноцелевыми (я?;). Такое допущение позволяет разбить исходную задачу на несколько частных задач, число которых будет равно числу направлений в разрабатываемой программе. Этот случай рассмотрен совместно с А.И. Половинкиной.
Стратегия повышения уровня пожарной безопасности Лосевского сельского поселения до 2020 года
Лосевское сельское поселение расположено на севере Павловского муниципального района. Административный центр поселения – село Лосево. Населенные пункты, входящие в состав поселения: село Лосево, которое расположено в центральной части поселения, на левом берегу реки Битюг; посёлок Карла Маркса, который расположен южнее села Лосево, при реке Битю-жок; хутор Крицкий, расположенный в южной части поселения. Планировка населенных пунктов, обусловленная рельефом, тяготеет к линейному типу.
Юго-западную границу сельского поселения образует река Битюг.
Территория поселения граничит с Покровским, Песковским, Ливен-ским, Ерышевским, Александро-Донским сельскими поселениями Павловского муниципального района, а также имеет протяженную границу на севере с Бобровским муниципальным районом и на юго-западе – с Подгоренским муниципальным районом. Расстояние от села Лосево до областного центра -города Воронеж - 138 км. Ближайшая пожарная часть находится в г. Павловск на расстоянии 25 км от поселения.
Территория Лосевского сельского поселения вытянута вдоль реки и имеет удобное транспортно-географическое положение. Главный въезд в Лосевское сельское поселение со стороны Воронежа осуществляется с севера с трассы М4 «Дон» «Москва – Ростов-на-Дону - Новороссийск», являющейся дорогой общего пользования федерального значения.
В настоящее время общая площадь земель в границах муниципального образования составляет – 19 125 га, численность населения - 4693 человека. Население села занимается в основном сельским хозяйством в ЗАО «Гери-но», бывший СХА «Светлый путь» и ЗАО «Лосево», бывший СХА «Лосево».
Но имеются и промышленные предприятия: ОАО «Лосевский завод «Металлист», ОАО «Лосеворемтехника». Имеется рыбоводческое хозяйство ЗАО «Донобитюгский рыбак». В селе работают около 50 частных предпринимателей, которые занимаются в основном торговлей.
Областные целевые программы, в которые вошла администрация Лосевского сельского поселения: «Развитие образования Воронежской области на 2010-2014 годы», «Молодежь (на 2011-2015 годы)» - оснащение и ремонт СОШ № 1, «Развитие физической культуры и спорта в Воронежской области на 2011-2019 г.г.» - строительство спортивного комплекса 2015 год (уже разработан проект), «Обеспечение населения качественной питьевой водой и организация водоотведения в Воронежской области на 2010-2014 г.г.» – Бурение скважин 2014 год, «Социальное развитие села до 2016 года» - асфальтовое покрытие дорог. Желание войти в программы: «Развитие инновационной деятельности в промышленности Воронежской области на 2013-2016 годы», и другие программы дающие развитие села на будущее. Необходимо развивать перерабатывающую промышленность сельскохозяйственных продуктов, тем более, что основным производством на селе является СХА продукция (чтобы зерно, молоко и мясо не вывозили из села, а перерабатывали на месте), неплохая перспектива в развитии туризма, баз отдыха. Цель стратегии социально-экономического развития – повышение уровня жизни населения за счет развития производства и малого бизнеса.
По территории Лосевского сельского поселения с севера на юг через село Лосево проходит автомобильная дорога общего пользования федерального значения М-4 Дон «Москва – Ростов-на-Дону - Новороссийск» (Е 115). От нее к посёлку Карла Маркса идет ответвление дороги общего пользования регионального значения М «Дон» - пос. Карла Маркса (5-20). На восток уходит дорога общего пользования регионального значения М «Дон» - Березки – Тумановка – с. Лосево (11-20). А также на запад уходит дорога общего пользования регионального значения М «Дон» - с. Грань (6-20).
Природно-климатические условия, природные ресурсы ограниченно благоприятны для основных видов хозяйственно-градостроительной и рекреационной деятельности.
Освоение ограниченно благоприятных площадок потребует проведение мероприятий по инженерной подготовке (вертикальная планировка, понижение грунтовых вод, защита от затопления и др.), а также инженерно-геологических изысканий с целью выявления просадочных грунтов и карста.
Территория поселения расположена в зоне умеренно-континентального климата с жарким и сухим летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными переходными сезонами.
Территория относится к зоне недостаточного увлажнения, что обусловлено достаточно высокой испаряемостью в теплый период.
На размытой поверхности кристаллического фундамента залегают девонские отложения, перекрытые меловой системой, а также палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными образованиями. Комплекс покровных отложений представлен лессовидными суглинками и супесями и в меньшей степени песками.
На территории сельского поселения развивается заболачивание в пойме р.Битюг, овражная эрозия, возможны просадочные явления.
Территория располагается в зоне Приволжско-Хоперского гидрогеологического бассейна.
По территории поселения протекают реки: Битюг и Битюжок, притоки р.Дон. В р.Битюг впадает р.Таганка. На территории имеется несколько водоемов. Самый крупный водоем расположен на территории с. Лосево, площадью 633338,45 м2.
Заказников и заповедников на территории не имеется.
Территориально поселение может развиваться в северо-восточном и юго-восточном направлении.
Проведем SWOT анализ социально-экономического состояния поселения [141].
Сильные стороны:
- Выгодное географическое положение.
- Транспортная доступность (трасса М4 - Дон).
- Большой и слабо используемый рекреационный потенциал.
- Наличие трудовых ресурсов.
Слабые стороны:
- Отсутствие пожарных подразделений в поселении.
- Отрицательные демографические тенденции (смертность превышает рождаемость).
- Отсутствие квалифицированных кадров.
- Утечка кадров в другие районы и города.
- Безработица.
Возможности:
- Повышение уровня пожарной безопасности поселения путем создании добровольных пожарных дружин.
- Наличие инновационного потенциала развития.
- Наличие высокого рекреационного потенциала для создания зон отдыха и оздоровления, развития туризма.
- Пополнение бюджета за счет повышения эффективности сбора налогов.
- Создание эффективной системы ЖКХ.
- Вхождение в программы федерального и областного значения.
- Включение муниципального образования в число пилотных объектов партийного проекта (ППР "Единая Россия") "Национальная инновационная система" по созданию муниципальной инновационной системы (МИС).
Оптимальная программа повышения уровня пожарной безопасно сти Воронежской области
Рассмотрим возможные пути повышения уровня пожарной безопасности Воронежской области. Будем считать, что уровень каждого района оценивается, как уже говорилось, по четырехбальной шкале, следовательно, учитывая, что имеется 39 территориальных единиц, максимально возможный региональный уровень пожарной безопасности может составлять 156. Из диаграммы, представленной на рис. 4.1.4 видно, что в 2009 году данный показатель составлял 91, а в 2013 - 83. Этот уровень соответствует оценке удовлетворительно, так как если предположить, что все районы имеют оценку неудовлетворительно, то это будет соответствовать региональному рей 144 тингу равному 39, следовательно, сравнивая имеющуюся оценку 83 с максимально возможным значением 156, можно сделать вывод, что интегральная оценка в данном случае будет соответствовать уровню удовлетворительно. Вместе с тем, данные табл. 4.1.2., 4.1.4 и 4.1.6 показывают, что в регионе 4 района имеют неудовлетворительную оценку, а из 26 районов, имеющих удовлетворительную оценку уровня пожарной безопасности, 15 районов имеют показатели, граничащие с неудовлетворительными. Таким образом, глобальная стратегия деятельности достаточно ясна: повысить интегральную оценку районов области с тем, чтобы при этом произошло увеличение общего рейтинга региона в целом. В частности, первоочередной необходимостью является повышение регионального рейтинга до уровня 118, то есть задача приближения к уровню, оцениваемому как хороший.
В целях достижения поставленной задачи необходимо реализовать следующую систему мероприятий:
- обучение населения мерам пожарной безопасности;
- проведение профилактических мероприятий на объектах производственной и социально-бытовой сферы;
- усиление и совершенствование функций пожарного надзора;
- повышение уровня оперативной готовности личного состава ГПС;
- совершенствование индивидуальной подготовки личного состава ГПС;
- улучшение технического оснащения подразделений пожарной охраны;
- оборудование объектов системами противопожарной защиты;
- улучшение систем оповещения, связи и др.
Реализация данных мероприятий связана с затратами, размер которых зависит от характера мероприятий и района, где они будут проводиться. Реализация некоторых из них требует достаточно значительных финансовых затрат, например, оснащение новой техникой или улучшение условий базирования, другие могут быть реализованы в рамках повседневной деятельности службы: например, обучение населения, профилактическая работа, усиление надзора и т. п. В табл. 4.2.1 представлены затраты, в тыс. руб., на повышение уровня пожарной безопасности районов Воронежской области в зависимости от промышленного развития района и населения. При составлении табл. 4.2.1
Таблица 4.2.1. Затраты на повышение уровня пожарной безопасности рай онов Воронежской области учитывалось, что для поддержания существующего уровня необходимы финансовые ресурсы, а повышение уровня пожарной безопасности относительно существующего, требует привлечения дополнительных средств. В услови 146 ях дефицита ресурсов, возникает задача распределения их с максимальной эффективностью, то есть таким образом, чтобы достигнуть необходимого эффекта при минимально возможных затратах.
Для решения такой задачи воспользуемся алгоритмом, описанным в [11]. Как уже отмечалось, метод решения зависит от характера функций затрат, существующих для каждого района. Используя данные табл. 4.2.1, определим характер заданных функций Qk(ykr). Эти функции оказываются выпуклыми, что хорошо согласуется с общим представлением об изучаемом процессе, как процессе с предельной убывающей эффективностью. Это обстоятельство связано с тем, что чем выше уровень достигнутой рейтинговой оценки, тем больше требуется затрат для дальнейшего улучшения такой системы.
Таким образом, для решения поставленной задачи воспользуемся алгоритмом решения при выпуклых функциях затрат. С этой целью найдем первые разности AQ = Qkj Qkj.h которые приведены в табл. 4.2.1.
При решении будем исходить из того предположения, что интегральная оценка уровня пожарной безопасности района не должна уменьшаться. Поэтому будем учитывать только те, в которых уровень пожарной безопасности определен как неудовлетворительный и удовлетворительный. Таких районов 30. Именно в них необходимо в первую очередь улучшить уровень пожарной безопасности. С этой целью определим для каждого значения первой разности А максимальную величину j, для которой будет выполняться соотношение Ац А. Данные расчета представлены в табл. 4.2.2. Т.к. суммарный рейтинг региона составляет 83, приходим к заключению, что учитывая заданный уровень регионального рейтинга RT=117, величина А удовлетворяющая соотношению R(A) RT R(A+1), будет равна 400 и уровень пожарной безопасности региона будет равен 118 (для 27 районов прирост интегральной оценки составит 35).
