Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние региональных систем телерадиовещания, направления их развития и средства разработки телевизионных и радиосетей, принятия инвестиционных решений 13
1.1. Анализ современного состояния и направления развития региональных систем телерадиовещания 13
1.2. Математические методы и программные средства моделирования и, анализа для решения задач проектирования телевизионных и радиосетей 20
1.3. Модели принятия инвестиционных решений и средства автоматизации управления инвестиционными проектами 30
1.4. Цель и задачи исследования 41
Глава 2. Разработка моделей выбора стратегии развития региональной системы телерадиовещания, управления инвестиционными процессами на основе имитационного моделирования 45
2.1. Модели функционирования и выбора стратегии развития региональной системы телерадиовещания 45
2.2. Структурно-динамическое имитационное моделирование инвестиционных проектов по развитию регионального телерадиоцентра 56
2.3. Модели принятия решений при управлении развивающимися региональными системами телерадиовещания 73
2.4. Основные выводы главы 83
Глава 3. Моделирование региональной системы телерадиовещания, оценки ее технического уровня и решение задачи размещения тв-передатчика 85
3.1. Выбор средств автоматизации моделирования сетей телерадиовещания при решении задачи развития регионального телерадиоцентра 85
3.2. Оценка технического уровня радиотелевизионных передающих систем и оптимизация выбора комплекса технических средств 97
3.3. Разработка модели территориального размещения ТВ-передатчика по показателям эффективности 106
3.4. Основные выводы главы 119
Глава 4. Программно-информационньіе средства обеспечения инвестиционных и технических решений при управлении развивающимися региональными системами телерадиовещания 120
4.1. Структура подсистемы поддержки принятия решений по развитию региональной системы телерадиовещания 120
4.2. Технология оценки и анализа зон покрытия и помех РЭС при размещении радиопередатчика 124
4.3. Оценка эффективности принятия инвестиционных решений по результатам внедрения в деятельность Воронежского ОРТПЦ 138
4.4. Основные выводы главы 142
Заключение 143
Литература 145
Приложения
- Математические методы и программные средства моделирования и, анализа для решения задач проектирования телевизионных и радиосетей
- Структурно-динамическое имитационное моделирование инвестиционных проектов по развитию регионального телерадиоцентра
- Оценка технического уровня радиотелевизионных передающих систем и оптимизация выбора комплекса технических средств
- Технология оценки и анализа зон покрытия и помех РЭС при размещении радиопередатчика
Введение к работе
Актуальность темы. В эпоху перехода развитых стран мира к построению информационного общества телерадиовещание стало важнейшим средством массовой информации, влияющим на духовное развитие общества, экономический рост, социальную-стабильность и развитие институтов гражданского общества. Являясь составной частью культуры страны, телевидение -и радио влияют на сохранение языка, традиций, формирование шкалы духовных и материальных ценностей общества. Сети распространения сигналов телевизионных программ и радиовещания выполняют функцию одной из основных систем оповещения населения о чрезвычайных ситуациях, природных и техногенных катастрофах. Телерадиовещание как основа комплекса электронных массовых коммуникаций усиливает взаимосвязь между общественными отношениями, информацией и культурой.
В настоящее время технические средства, задействованные в государственных передающих сетях телерадиовещания, более чем на 80% выработали технический ресурс и остро нуждаются в замене и модернизации. Из-за неравномерного распределения передатчиков по территории страны сложилась ситуация, когда в крупных городах население может смотреть от 10 до 20 программ, а в удаленных сельских населенных пунктах 1-2 программы.
Возникают задачи разработки программ развития региональных систем телерадиовещания, модернизации имеющихся и выбора новых типов радиопередающих устройств, комплексирования с другими передающими системами.
Решение проблемы модернизации отечественного телерадиовещания полностью соответствует приоритетным направлениям социально-экономического развития РФ, определенным в Послании Президента РФ В.В.Путина Федеральному Собранию РФ в 2005 году и основным положениям Программы социально-экономического развития РФ на среднесрочную перспективу 2005-2008 годов, разработанной Министерством экономического развития и торговли РФ и принятой Правительством РФ.
5 Принимая во внимание, что на данном этапе развитие государственного телерадиовещания с использованием аналоговых технологий экономически не выгодно, единственным вариантом решения данной проблемы является переход на цифровые технологии телерадиовещания.
Развитие региональных телерадиовещательных систем требует относительно больших инвестиций и предполагает большие сроки их эксплуатации. Кроме чисто технических параметров немаловажны и возможности их развития, модификации, адаптации к меняющейся организационно-управленческой ситуации, наличие альтернативных производителей отдельных компонентов системы. Все это надо учитывать в процессе проектирования, достаточно длительном и сложном, что обусловливается, кроме всего прочего, необходимостью сбора большого количества исходных данных и проведения согласований.
Только в результате высококвалифицированного проектирования можно получить близкие к оптимальным технические характеристики региональных телерадиовещательных систем, реальные оценки сроков и затрат на строительство и оборудование объектов, их технико-экономическое обоснование. Многообразие объективных и субъективных факторов, влияющих на принятие решений в этой области деятельности, сложность и продолжительность организационно-технологических процессов делают целесообразным обобщение накопленного опыта в виде комплекса сведений и рекомендаций, которые позволили бы более осознанно и ответственно оценивать содержание и качество проектирования систем.
Развитие региональных телерадиовещательных систем по своей сути сводится к выработке технико-экономических и конструкторско -технологических решений, в возможно большей степени приближающихся к оптимальным. Главные проблемы при этом заключаются в умении применить системный подход, комплексно оценить весь спектр и взаимосвязи факторов, влияющих на определение типа и технические характеристики системы, предусмотреть использование передовых
технологий создания и эксплуатации системы, сделать правильный выбор исполнителей работ и т.д.
Проектирование сложной региональной телерадиовещательной системы в каждом случае уникально. В общем случае, используется технологическая схема проектирования региональных телерадиовещательных систем, составленная на базе общих, свойственных любой разновидности таких систем представлений об их структуре, принципах функционирования, расчета, конструирования и т.д.
Таким образом, актуальность темы исследования продиктована необходимостью обеспечения высокой эффективности функционирования экономических и технических компонент развивающейся региональной системы телерадиовещания за счет повышения качества управления путем оптимизации и обоснованного выбора инвестиционных и технических решений.
Работа выполнена в соответствии с межвузовской комплексной научно-технической программой 12.11 "Перспективные информационные технологии в высшей школе" и в рамках одного из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "Проблемно -ориентированные системы управления".
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка моделей и методов поддержки принятия технических и инвестиционных решений при управлении развитием региональной системы телерадиовещания и алгоритмов технико-экономической оценки потребности в модернизации и оптимального выбора вариантов развития такой системы.
Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
провести анализ современного состояния и направлений развития региональных средств телерадиовещания;
разработать модели функционирования и выбора стратегии развития региональной системы телерадиовещания;
7 сформировать модель принятия рациональных решений при распределении средств во времени, реализации плана развития регионального телерадиоцентра в условиях ограниченных ресурсов;
выбрать методы оценки технического уровня сложных радиотелевизионных передающих систем для принятия решений о целесообразности их модернизации и разработать алгоритм оптимального выбора комплекса технических средств;
сформировать модели территориального размещения ТВ-передатчика по показателям эффективности и модели принятия решений при управлении развивающимися региональными системами телерадиовещания;
разработать структуру подсистемы поддержки принятия решений по развитию региональной системы телерадиовещания.
Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, математического моделирования, математической статистики, принципы и основные положения теории проектирования сложных технических систем, теории многокритериальной оптимизации и принятия решений. При разработке программных средств применялись методы объектно - ориентированного программирования и разработки интеллектуальных систем.
Научная новизна результатов исследования. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:
структурно-динамическая имитационная модель «Управление финансовой деятельностью регионального телерадиоцентра», предназначенная для реализации различных стратегий управления основными финансовыми потоками регионального телерадиоцентра в рыночных условиях функционирования;
двухкритериальная оптимизационная модель распределения средств во времени, ориентированная на определение оптимального порядка реализации плана развития в условиях ограниченных ресурсов и отличающаяся критериями минимизации возможного максимального ущерба и минимизации максимального нерационального использования средств;
алгоритм оптимального выбора комплекса технических средств, учитывающий специфическую структуру задачи и отличающийся синтезом комбинаторно-локального подхода с методом ветвей и границ;
оптимизационная модель территориального размещения ТВ-передатчика, реализованной в виде задачи многокритериальной оптимизации, ориентированной на поиск оптимальных вариантов размещения, отличающаяся возможностью использования вероятностного алгоритма псевдо-булевой оптимизации;
структура подсистемы поддержки принятия решений "DSS-TV", предназначенная для решения трудноформализуемых задач развития региональной системы телерадиовещания, которые интерпретируются в классе многокритериальных задач принятия решений.
Практическая ценность. В результате проведенного исследования разработаны структура, математическое, информационное и программное обеспечение подсистемы поддержки принятия решений, ориентированной на принятие оптимальных инвестиционных и технических решений. Применение разработанных методов и процедур позволяет в условиях функционирования регионального телерадиоцентра сократить сроки выработки решений и повысить их качество, обеспечить приемлемый уровень использования экономических ресурсов.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертации внедрены и используются в Воронежском областном телевизионном радиопередающем центре в рамках системы комплексного развития предприятия, внедрены в учебный процесс Воронежского государственного технического университета по специальности: 200800 - «Проектирование и технология радиоэлектронных средств». Получен годовой экономический эффект в сумме более 580 тыс. руб.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции "Интеллектуальные информационные системы" (Воронеж, 2003, 2004, 2005); Всероссийской конференции
9 "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах" (Воронеж, 2003, 2004), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного технического университета, а также на научных семинарах кафедры КиПРА ВГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ. В работах, опубликованных в соавторстве лично соискателю принадлежит: в [34] математические приемы обобщения экспертной информации, в [29] под-ход к выбору методов оценивания инвестиционных решений, в [31, 32, 35] структура подсистемы поддержки принятия решений и алгоритмы ее функционирования, в [33] процедуры многоцелевой оптимизации технических решений], дана оценка рационального соотношения эффективности предложенного метода передачи цифровых данных [50], комплекс моделей принятия решений при управлении развивающимися региональными системами телерадиовещания [30].
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 112 наименований, приложения. Основной объем работы составляют 154 страницы машинописного текста, 37 рисунков и 6 таблиц.
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные научные положения, определена практическая значимость, приведены сведения об апробации и внедрении работы.
В первой главе проведен анализ современного состояния и направлений развития региональных систем телерадиовещания, дана сравнительная оценка России с передовыми индустриальными странами в части развития многопрограммного телевидения. Показано направление развития именно эфирного наземного вещания, учитывая социальные и экономические особенности страны и платежеспособность населения. Отмечено, что современной тенденцией в развитии телерадиовещания в мире является переход на цифровые методы вещания.
Далее, рассмотрены математические методы и программные средства моделирования и анализа для решения задач проектирования и разработки телевизионных и радиосетей. Для решения задач оптимизации систем телерадиовещания широко и успешно применяются различные методы математического моделирования и анализа таких систем. В настоящее время методы моделирования и анализа телекоммуникационных сетей развиваются в трех следующих направлениях: аналитическое моделирование, имитационное моделирование и гибридное моделирование. Определены достоинства и недостатки .этих направлений.
Рассмотрены модели принятия инвестиционных решений и средства автоматизации управления инвестиционными проектами. Отмечено, что принятие инвестиционных решений весьма затруднительно в условиях неопределенности, свойственной реальной ситуации экономики в России. Причины неопределенности заключаются либо в неполноте, либо в недостатке информации.
Описана совокупность этапов принятия инвестиционного решения включающая в себя: рассмотрение набора существующих альтернатив, предварительную оценку эффективности будущих проектов, проведение анализа окружающей деловой среды, проработку целей, стоящих перед субъектом управления, выбор критериев, анализ ограничений на альтернативы и учет целей личностей, принимающих решения.
Вторая глава посвящена разработке моделей функционирования и выбора стратегии развития региональной системы телерадиовещания. Предлагается использование методов SWOT-анализа, а оценку и выбор наилучших решений из множества допустимых - по определенным критериям оптимизации, что позволит существенно улучшить управление развитием системы регионального телерадиовещания, качество, надежность и эффективность ее функционирования.
Рассматриваются автоматизированные средства моделирования процессов управления инвестициями, формируются имитационная модель ос-
новных процессов управления инвестициями и имитационные моделей вспомогательных процессов, влияющих на основные процессы, в виде единой комплексной модели управления инвестициями. С использованием пакета научно-технических вычислений MATLAB производится формализация потоковых моделей детерминированных процессов в виде структурно-динамических имитационных моделей.
Затем описываются модели принятия решений при управлении развивающимися региональными системами телерадиовещания. Разработанная модель приятия инвестиционных решений в пространстве многих критериев предполагает использование подсистемы поддержки принятия решений.
В третьей главе рассматривается процесс проектирования региональной системы телерадиовещания с использование САПР. Определяются основные задачи проектирования системы: частотно-территориальное планирование сети, обеспечивающее минимизацию внутрисистемных помех, максимальный охват территории с требуемым качеством передачи информации и ЭМС с существующими радиотехническими средствами; верификация характеристик действующей сети; оптимизация методов преобразования и передачи информации проектируемой сети; оптимизация параметров оборудования, предназначенного для работы в данной сети.
Проводится оценка технического уровня сложных радиотелевизионных передающих систем и моделирование задачи принятия решений о целесообразности их модернизации. Затем решается задача об оптимальном выборе комплекса технических средств, необходимых для обеспечения телевещания, представленная в виде набора функциональных задач
Далее ведется разработка модели территориального размещения ТВ-передатчика по показателям эффективности. В результате чего получена оптимизационная модель территориального размещения ТВ-передатчика, реализованная в виде задачи многокритериальной оптимизации.
Четвертая глава содержит описание структуры подсистемы поддержки принятия решений по развитию региональной системы телерадиовещания.
12 Излагается методика решения задачи системного проектирования, состоящая из трех основных этапов: структуризации задачи; определения перспективных проектных решений, исходя из вектора критериев качества и имеющейся информации об альтернативных решениях; уточнение исходных данных и многокритериального выбора рационального проектного решения.
Затем описывается технология автоматизированной оценки и анализа зон покрытия и помех РЭС при размещении радиопередатчика, расчета па-раметров радиорелейной линии на интервале, дается оценка эффективности принятия инвестиционных решений по развитию региональной системы телерадиовещания по результатам внедрения в деятельность Воронежского областного радиотелевизионного передающего центра.
В заключении приведены основные результаты работы.
В приложениях приводятся документы о внедрении, другие данные справочно-информационного характера.
Математические методы и программные средства моделирования и, анализа для решения задач проектирования телевизионных и радиосетей
Развитие региональных телерадиовещательных систем по своей сути сводится к выработке технико-экономических и конструкторско - технологических решений, в возможно большей степени приближающихся к опти-"мальным. Главные проблемы при этом заключаются в умении применить системный подход, комплексно оценить весь спектр и взаимосвязи факторов, влияющих на определение типа и технические характеристики системы, предусмотреть использование передовых технологий создания и эксплуатации системы, сделать правильный выбор исполнителей работ и т.д.
Проектирование сложной региональной телерадиовещательной системы в каждом случае уникально. В общем случае, используется технологическая схема проектирования региональных телерадиовещательных систем, составленная на базе общих, свойственных любой разновидности таких систем представлений об их структуре, принципах функционирования, расчета, конструирования и т.д.
При проектировании и разработке различных телекоммуникационных и информационных систем, какими являются сети радиосвязи, актуальной является задача их оптимизации. Ее актуальность постоянно растет из-за стремительного развития систем радиосвязи, использования ими новых методов передачи информации, охватывания ими большего числа абонентов и территорий, их использования для предоставления новых информационных услуг. Задача оптимизации функционирования таких систем является многокритериальной, плохо формализованной и очень сложной из-за ее большой размерности. Спектр задач проектирования, разработки и эксплуатации телекоммуникационных систем чрезвычайно широк [3, 51, 100, 101]. Он охватывает задачи топологического проектирования сетей, анализа их алгоритмов функционирования, а также оценивания их различных вероятностно 21 временных характеристик. Каждая из вышеперечисленных задач проектирования решается в соответствующем классе математических моделей.
Для решения задач оптимизации этих систем широко и успешно применяются различные методы математического моделирования и анализа таких систем. В настоящее время методы моделирования и анализа телекоммуникационных сетей развиваются в трех следующих направлениях: аналитическое моделирование, имитационное моделирование и гибридное моделирование. Каждое из этих направлений имеет свои достоинства и недостатки. Но все они имеют один общий недостаток. В настоящее время ни в одном направлении не удается создать абсолютно адекватную, универсальную и достаточно эффективную математическую модель реальной телекоммуникационной системы.
Под аналитическим моделированием понимается описание исследуемых процессов функционирования телекоммуникационных систем в некотором классе математических моделей, например граф - для исследования и оптимизации топологии [19, 78], сеть Петри - для верификации и анализа распределенных алгоритмов функционирования сети [72], случайный процесс соответствующего вида, для отображения стохастических аспектов их функционирования [47, 48], сеть массового обслуживания для анализа задержек [4, 53]. Основным преимуществом Метода аналитического моделирования является его эффективность. Аналитическая модель описывает функционирование исследуемой телекоммуникационной системы с помощью соответствующих аналитических выражений или систем и линейных, нелинейных, дифференциальных, а также интегральных уравнений. Значения этих выражений, а также решения соответствующих систем уравнений участвуют в оценках параметров функционирования исследуемой телекоммуникационной системы. Основным недостатком аналитического моделирования является его недостаточная адекватность отображения процессов функционирования моделируемой системы. Не всегда удается подобрать класс математических моделей, в котором можно было бы отобразить все существенные стороны функционирования моделируемой телекоммуникационной системы. Кроме того, достаточно часто построенные аналитические модели не имеют эффективных методов их решения. Очень часто из-за большой вычислительной сложности они являются неустойчивыми.
Под имитационным моделированием [76] понимается компьютерное воспроизведение некоторой траектории развития исследуемой системы или некоторого семейства таких траекторий, которые в общем случае являются случайными. При проведении экспериментов с имитационными моделями осуществляется измерение параметров воспроизводимых траекторий исследуемой телекоммуникационной системы. По результатам этих измерений строятся статистические оценки различных параметров этих траекторий, которые в свою очередь используются для построения оценок параметров функционирования моделируемой телекоммуникационной системы. Несмотря на кажущуюся простоту и прозрачность метод имитационного моделирования может оказаться очень затруднительным для применения в анализе реальных телекоммуникационных систем, особенно большой размерности. Это обусловлено большой трудоемкостью разработки детальной имитационной модели, которая для некоторых случаев будет сравнима с трудоемкостью разработки самой системы. Кроме того, имитационные модели больших и сложных систем требуют большого объема вычислительных ресурсов, которые современные вычислительные системы еще предоставить не могут. Кроме того, аппетиты проектировщиков телекоммуникационных систем растут значительно быстрее, чем производительность средств вычислительной техники.
Структурно-динамическое имитационное моделирование инвестиционных проектов по развитию регионального телерадиоцентра
Отличительной особенностью решения задач управления инвестициями является максимальное расширение границ контроля и управляемости ходом различных по природе и виду процессов стохастических систем, прямо или косвенно влияющих на основные процессы управления инвестициями. Такой, подход к постановке задачи построения математических моделей управления инвестициями обеспечивает повышение качества и эффективность принятия решений управления инвестициями за счет замены вероятностных моделей стохастических процессов на формализованные потоковые модели детерминированных процессов. Эта задача может быть решена путем формирования имитационной моделей основных процессов управления инвестициями и имитационных моделей вспомогательных процессов, влияющих на основные процессы, в виде единой комплексной модели управления инвестициями [57, 58].
Выбор метода имитационного моделирования обусловлен рядом причин: имеющиеся аналитические методы довольно сложны и трудоемки, а имитационное моделирование дает более простой способ предварительного решения задачи; имитационное моделирование позволяет провести оценку параметров модели; трудностью постановки экспериментов в реальных условиях.
В качестве метода описания модели процесса управления инвестициями используем метод описания процесса как набора упорядоченных переходов и операций преобразования ресурсов, сведенных в единый последовательно выполняемый маршрут процесса.
Базовым подходом к формальному описанию процессов преобразования ресурсов выбираем агрегативную систему Н. П. Бусленко [7] с некото 57 рыми дополнениями и уточнениями предложенной ,4-схемы. Л-схему дополним и представим как элементарную ресурсную схему типовой математической схемы операции преобразования двух ресурсов субъектами-участниками процесса, отражающей процесс взаимодействия двух реальных субъектов инвестиционного проекта в рамках механизмов обмена и преобразования ресурсов при выполнении двух переходов одной операции.
При проектировании автоматизированных средств моделирования процессов управления инвестициями будем использовать агрегативные (комбинированные) модели. Этот подход позволяет описать поведение непрерывных и дискретных, детерминированных и стохастических систем. Использование агрегативных моделей на различных стадиях проектирования и моделирования процессов управления инвестициями позволяет описать широкий круг организационно-технологических структур (взаимосвязанных и взаимно влияющих друг на друга) с учетом комплексного, характера этих структур. Именно при агрегативном описании сложная система расчленяется на конечное число частей (подсистем), сохраняя при этом связи, обеспечивающие взаимодействие частей.
Основой для графического построения схемы математической модели управления инвестициями принимаем ориентированный мультиграф с некоторыми дополнениями и уточнениями. Введем понятия: «субъект» - объект, осуществляющий преобразование ресурса; «ресурс» - объект, преобразовываемый в ходе выполнения инвестиционного процесса; «преобразование ресурса» - процесс замены одного ресурса другим; «переход ресурса» - процесс передачи ресурса от одного субъекта другому; «операция с ресурсами» - элементарное преобразование двух ресурсов друг в друга, производимое двумя субъектами; «маршрут» (прямой, обратный) - совокупность упорядоченных операций, обеспечивающих решение целевой функции процесса: прямой - от первой операции к последней; обратный - от последней операции к первой; «процесс преобразования ресурсов» - совокупность маршрутов.
В общем виде процесс управления инвестициями представим в виде пооперационной схемы потокового маршрута ориентированного мультигра-фа, вершинами которого являются субъекты-участники процесса, а отноше-ния (переходы) между ними (ребра графа) представляют собой схему преобразования ресурсов. К ребрам операционной схемы маршрута ориентированного мультиграфа можно приписать в качестве свойств параметры, характеризующие процессы (определяющие вид процесса, объемные, временные и др.).
Достоинством данной модели является возможность моделирования операций с ресурсами различного вида: материальными, финансовыми, сырьевыми, информационными и другими, объемные и динамические характеристики которых могут быть определены.
Оценка технического уровня радиотелевизионных передающих систем и оптимизация выбора комплекса технических средств
Известно, что на этапах разработки технического задания и технического предложения объема информации о возможной эффективности модернизируемой РТС крайне мал. В то же время необходимо принимать решение л модернизации или приобретении новых типов РТС, для чего необходимо определить значения их технического уровня (ТУр) [5, 6].
Задача сравнительной оценки технического уровня РТС является многовариантной и в общем случае должна рассматриваться в многокритериальной постановке с учетом объективно существующих факторов неопределенности и уровня информационной обеспеченности о показателях качества системы. В общем виде задача ставится так. Имеется т сравниваемых между собой РТС СТТп i = \,m которым может быть поставлен в соответствие ряд показателей качества ПКп j \,n определяющих предпочтительность того или иного объекта. Предпочтительность РТС ТС, с позиций учета одного показателя качества ПК; может быть определен показателем X п имеющий определенный физический смысл. Это могут быть функциональные параметры РТС, показатели надежности, эргономичности и др., определяемые расчетно-экспериментальными методами. Для некоторых критериев сравнения предпочтительность РТС может быть определена рангом или качественным показателем (обычно задаваемым отношением порядка предпочтения в виде CPTCt УСРТС2 У...).
В целом, при постановке и решении рассматриваемой задачи выделяются следующие этапы [1, 20,99]. 1. Формирование матрицы показателей качества и результатов оценки предпочтительности объектов по совокупности технических характеристик и критериев сравнения. 2. Преобразование коррелированных значений показателей в некоррелированные. 3. Прогнозное (вероятностное) оценивание неопределенных элементов матрицы. 4. Преобразование элементов матрицы к безразмерному виду и определение вероятностных мер, соответствующим этим элементам. 5. Разработка моделей расчета коэффициентов весомости для сравнения показателей. 6. Проведение расчетов и анализа обобщенных (комплексных) показателей, характеризующих каждую техническую систему. Осуществление вероятностной интерпретации результатов расчетов.
Объективные трудности решения рассматриваемой задачи обуславливают необходимость использования формально-логического подхода, в основе которого должны быть положены теоретико-информационные, статистические методы и методы теории принятия решений в условиях ограниченной информации о состоянии среды и ожидаемой полезности. При этом следует использовать один из известных и достаточно поработанных способов формализации неопределенности, основанный на теории субъективной вероятности [92 - 94].
Для получения количественных оценок субъективной вероятности разработано большое число методов. Однако практически все эти методы (метод отношений, метод собственного значения, метод равноценной корзины, метод переменного перевала, метод фиксированного интервала и др.) основаны на проведении опроса эксперта или группы экспертов [40]. Кроме того, для получения достоверных оценок ТУр ряда РТС, необходимо учитывать значения их характеристик, имеющих сложную систему показателей. Все это приводит к формированию обобщенного показателя ТУр [41].
В более сложных случаях вес/-го критерия может представляться не переменной aj, а функцией. Представление функций в качестве весов требует обеспечения ввода формул и значений входящих в них переменных.
Для соизмерения показателей, составляющих векторный критерий эффективности РТС, используются методы перехода к единой оценке в многокритериальных задачах [46, 62, 102]. Задан некоторый набор функциональных задач, или целей. Каждую из этих задач можно решить, создав соответствующий комплекс технических средств. Комплекс технических средств представляет собой набор образцов новой техники. Для решения каждой из заданных функциональных задач существует, как правило, не один, а несколько различных вариантов комплексов технических средств. Стоимость разработки комплекса представляет собой сумму стоимостей разработки входящих в него образцов новой техники. Требуется найти минимальный по стоимости набор комплексов технических средств, решающий заданное множество функциональных задач.
Особенность рассматриваемой задачи заключается в том, что один и тот же комплекс технических средств может решать не одну, а несколько функциональных задач. Кроме того, один и тот же образец новой техники может входить в различные комплексы технических средств.
Задача об оптимальном выборе комплексов технических средств является обобщением задачи о покрытии: она совпадает с задачей о покрытии в том случае, когда каждый комплекс технических средств состоит ровно из одного элемента (образца новой техники). Поэтому задача об оптимальном выборе комплексов технических средств также является NP-полной. При небольших значениях р, тип для ее решения можно использовать стандартные методы целочисленного линейного программирования (например, [84, 104]). Однако уже при средних значениях т и п («100) размерность соответствующей задачи Булевого программирования становится слишком большой («10000 100), что не позволяет надеяться на получение стандартными методами точного решения.
Рассматриваемая задача может быть в принципе решена тривиальным перебором всех 2й-1 непустых подмножеств множества всех комплексов. При этом для каждого подмножества проверяется, «покрывает ли оно весь набор функциональных задач». Если да, то его стоимость сравнивается с рекордом, полученном на предыдущих шагах. Однако, уже при /я 20 такой перебор практически неосуществим на ЭВМ. Можно уменьшить число проверяемых подмножеств, если использовать тот факт, что если подмножество Mi "покрывает" все функциональные задачи и М1 с М2, то подмножество М2 тоже будет покрывать все задачи, но будет иметь большую стоимость. Это соображение, однако, также не дает существенного преимущества при создании алгоритма.
Технология оценки и анализа зон покрытия и помех РЭС при размещении радиопередатчика
В соответствии с технологической схемой создания региональной телерадиовещательной системы, обобщенно отражающей наиболее рациональный путь решения этой задачи, исходными данными для ее проектирования являются [28]: . материалы начального этапа определения назначения системы, функциональных требований к ней, технико-экономического анализа возможностей и условий для ее построения, включая обоснование и оценку необходимых инвестиций (в том числе капитальных затрат); материалы предварительных согласований в госнадзорных органах, а также с владельцами земель, сооружений и технических средств, использование которых необходимо или целесообразно; документы по присвоению частот, включая материалы оценки электромагнитной совместимости (ЭМС); топографические карты местности (желательно в цифровом виде); материалы разработки на этапе предпроектных работ технических предложений включая: варианты территориального размещения, геометрии и структуры системы (все последующие операции выполняются для каждого из этих вариантов); определение частотно-территориальных планов, ориентировочный расчет, энергетики зон обслуживания с учетом внешних помех и требований ЭМС; предварительное определение основных технических .характеристик; спецификацию радиотехнического оборудования и основных материалов; оценку основных параметров санитарно-защитных зон передатчиков (ретрансляторов) системы; определение способов аппаратурной реализации и др.
Для проведения основных радиотехнических расчетов используем программный комплекс «Программный инструмент для оценки и анализа зон покрытия и помех РЭС РС-І40П». Он имеет следующие возможности: проведение расчетов зон обслуживания (покрытия) и помех радиопередатчиков с учетом рельефа местности, расчет площади покрытия; оценка радиодоступности передатчика; работа (отображение, анализ, преобразование) с файлами данных измерений напряженности поля радиоволн вдоль маршрута измерителя; отображение результатов измерений и расчетов на электронной карте-плане местности; сравнение данных измерений и расчетов; сравнение отдельных групп измерений, объединение групп измерений; преобразование и экспорт файлов измерений в формате геоинформационной системы Maplnfo; удобную работу с данными РЭС - создание, редактирование, хранение в файлах, параметрическую работу с диаграммами направленности антенн; расчет частот помех интермодуляции до 11 порядка при количестве взаимо-действующих радиопередатчиков до 20 для поиска источников помех. Алгоритмы расчета паяя используют данные рельефа местности, хранящиеся s файлах растровой цифровой 3-х мерной карты рельефа.
Рельеф представлен па карте высотами точек местности с шагом сетки по расстоянию около 50 м. Дискретность представления рельефа - 1.м. В режиме «Рассчитать иоде.» производится расист напряженности электро--магнитного ноля источника в секторе от 0 до 359 с шагом ІЛ Шаг расчета но .дальности от источника - от 100 м, общая дальность задается пользователем. В режиме «Показать рельеф» считываются и отображаются на карте данные рельефа местности в зоне расчета, проведенного в режиме «Рассчитать поле» Тип антенны в горизонтальной (вертикальной) плоскости определяется видом ее диаграммы направленности (ДНА) в соответствии с рекомендацией СЕРТ T/R 25-08 (рис. 4.4). Нужную диаграмму, па ее виду, можно выбрать из справочника диаграмм, открывающегося при нажатии кнопки «+» рядом с полем ДНА в окне. Ввод ДН антенны можно выполнить несколькими способами. Способ I- использование кода ДНА. В полях кода ДНА (под кнопкой «Симметрично») задайте вид ДНА (ЕА,...), введите цифровые данные-параметры. Таблица угол/ослабление сформируется автоматически (рис. 4.5). Способ 2 - ввод ДНА по точкам, редактирование непосредственно в таблице. Способ 3 - ввод из заранее сохраненного текстового файла - кнопка «Открыть».
