Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ существующих методов обоснования расчетной мощности проектируемых желез ных дорог. основные цели и задачи исследова ния 14
1.1 История вопроса обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог 14
1.2 Современное состояние вопроса обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог 19
1.3 Анализ существующих методов обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог 25
1.4 Основные цели и задачи исследования 46
2 Учет факторов риска и неопределенности исходной информации при обосновании расчет ной мощности проектируемых железных дорог 47
2.1 Существующие системы классификации факторов риска и неопределенности 47
2.2 Анализ существующих методов принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог 62
2.3 Факторы, которые оказывают влияние на принятие решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог 71
2.4 Выводы и результаты по главе 2 78
3 Методика обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог в современных условиях 80
3.1 Декомпозиция задачи в иерархию при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, с учетом факторов риска и неопределенности 80
3.2 Выбор решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог 100
3.3 Многокритериальная оценка обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог 104
3.4. Выводы и результаты по главе 3 118
4 Практическая Реализация Методики Обосно Вания Расчётной Мощности На Примере Проек Тируемой Железной Дороги Томмот - Якутск (Нижний Вестях) 120
4.1 Исходная информация для многокритериальной оценки обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги 120
4.2 Использование разработанной методики, с учетом экспертной оценки принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги 124
4.3 Анализ полученных результатов при решении задачи по обоснованию расчетной мощности, с учетом компьютерной поддержки 136
4.4 Результаты методики обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги 138
Заключение 139
Список использованной литературы 141
Приложение
- Современное состояние вопроса обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог
- Анализ существующих методов принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог
- Выбор решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог
- Использование разработанной методики, с учетом экспертной оценки принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги
Введение к работе
Актуальность исследования. При определении расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, лицу, принимающему решение (ЛПР), неизбежно приходится иметь дело с такими понятиями, как риск и неопределенность. Задача ЛПР в современных условиях состоит в умении выбирать проектные решения, минимизирующие риски.
Существующий подход к обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, при которой они сдаются в эксплуатацию, основан на исследованиях, выполненных более 50 лет назад в условиях плановой экономики. Такой подход, использующий однокритериальную оценку принимаемых проектных решений, учитывающий только капитальные вложения и эксплуатационные расходы, является недостаточно обоснованным. В настоящее время необходима многокритериальная оценка принятия решения, учитывающая выгоды и издержки.
В современных условиях действующие нормативы разработаны достаточно давно, требуют существенной переработки, что, в частности, выявилось при проектировании сложной железной дороги Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Регламентированные в нормах жесткие сроки для выбора основных параметров дороги – 10-й, 5-й и 2-й годы эксплуатации – не могут быть обеспечены информацией с достаточной степенью достоверности расчетных исходных данных. Перспектива продолжения линии как магистральной с выходом на направления в сторону Магадана и Анадыря по ряду причин может быть на неопределенное время отдалена. Вследствие этого жесткий срок – 10-й год эксплуатации – становится весьма неопределенным, и железная дорога Томмот – Якутск (Нижний Бестях) будет иметь тупиковый характер с соответствующим снижением потребных показателей по мощности – пропускной и провозной способности. Вместе с тем это не освобождает ее от роли в пионерном освоении прилегающей зоны тяготения в Республике Саха (Якутия), в развитии города Якутска и в обеспечении (совместно с водным транспортом Ленского бассейна) полярных территорий Северным завозом. При этом исключительная сложность природной среды (резко континентальный климат, мерзлота с подземными льдами) требует, в свою очередь, анализа и переоценки расчетных сроков усиления оснащенности железной дороги во избежание избыточного удорожания и омертвления капиталовложений.
Предложенный в диссертации подход особенно эффективен при строительстве уникальных железных дорог, для которых разрабатываются специальные технические условия их проектирования (СТУ).
Цель исследования состоит в разработке научно-обоснованной методики определения расчетной мощности проектируемых железных дорог.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:
-
Проанализированы существующие методы обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений и основные факторы, влияющие на них;
-
Сформирована классификация рисков, применимая к определению расчетной мощности проектируемых железных дорог (с учетом Стратегии развития железнодорожного транспорта до 2030 года);
-
Использован подход, основанный на учете выгод и издержек при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
-
Применена многокритериальная (качественная и количественная) оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, учитывающая факторы риска и неопределенности;
-
Разработана научно-обоснованная методика определения расчетной мощности проектируемых железных дорог, а также ее отдельных устройств и сооружений, учитывающая экспертные оценки.
Задачи исследования: сформулировать и обосновать методику определения расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений. Методика должна позволять рационально использовать материальные ресурсы и денежные средства в условиях риска и неопределенности исходных данных за счет научно обоснованных сроков этапного развития (усиления) мощности проектируемой железной дороги.
Методы исследования. В работе использованы основные положения теории информации, теории вероятностей, теории прогнозирования, методы системного анализа, методы принятия решений, принцип декомпозиции, а также неформальные процедуры, близкие к человеческому мышлению (типа экспертных).
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Проанализированы существующие методы определения расчетной мощности и основные факторы, влияющие на нее. На основе этого определены наиболее важные направления исследования по данной проблеме;
-
Показано, что в современных условиях необходима многокритериальная оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог;
-
Предложена классификация рисков, учитывающая особенности определения расчетной мощности проектируемых железных дорог;
-
Разработана научно-обоснованная методика определения расчетной мощности проектируемых железных дорог с учетом современных требований к обоснованию проектных решений. Использован подход, основанный на учете, как издержек, так и выгод в процессе будущей эксплуатации проектируемой железной дороги;
-
Разработанная методика может быть использована при создании новых нормативных документов (технических регламентов) устанавливающих расчетную мощность проектируемых железных дорог;
-
На основе разработанной методики предложена автоматизированная система поддержки принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, с учетом экспертных оценок;
-
Рекомендуемые в СТН Ц-01-95 расчетные сроки при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог в современных условиях должны определяться для каждого конкретного объекта индивидуально, что позволит обоснованно снизить начальные капиталовложения;
-
Предложенная методика обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог может быть использована для создания специальных технических условий (СТУ) их проектирования;
-
Разработанная методика использована при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений с учетом многокритериальной оценки и компьютерной поддержки принятия решений, учитывающая факторы риска и неопределенности методом экспертной оценки, может быть использована при проектировании.
Реализация и внедрение результатов работы. Научно-практические рекомендации диссертации использованы при обосновании расчетной мощности железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях). Методика использована для достижения оптимальных результатов строительства с применением многокритериальной оценки обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений и с учетом факторов риска и неопределенности.
Результаты разработанной методики обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги были использованы при подготовке проектной документации и специальных технических условий проектирования железнодорожной линии Томмот - Якутск (Нижний Бестях).
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:
-
Анализ существующих методов определения расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
-
Классификация рисков, их качественная и количественная оценка при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
-
Многокритериальная (качественная и количественная) оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, учитывающая факторы риска и неопределенности. Использован подход, основанный на учете, как издержек, так и выгод в процессе будущей эксплуатации проектируемой железной дороги;
-
Методика принятия решений при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, в современных условиях риска и неопределенности состояния внешней среды, с учетом экспертных оценок;
-
Реализация разработанной методики при обосновании расчетной мощности проектируемой железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Изыскания и проектирование железных дорог» МИИТа в 2008-2009 гг.; на Неделях науки МИИТа в 2005-2007 гг., на международной конференции в Хабаровске в 2009 г., а также на техническом совете ОАО «Проекттрансстрой» в 2009 году.
Публикации. По результатам работы опубликовано 7 статей, из них одна статья в рекомендованном ВАК РФ издании.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы. Объем работы составляет 164 стр. машинописного текста, в том числе 36 рисунков, 39 таблиц и приложений. Список использованных источников содержит 144 наименования.
Современное состояние вопроса обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог
Вопрос обоснования рациональной первоначальной мощности отдельных устройств и сооружений проектируемых железных дорог всегда был в центре внимания инженеров и проектировщиков на всех этапах железнодорожного строительства.
На важность и необходимость правильного решения этого вопроса указано в работах А. Васютынского /27/, Е. А. Гибшмана /32/, Г. Краевского /69/, В. Яцына /134/, К. Н. Кашкина /50/ и др.
Так, в работе инж. К. Н. Кашкина /50/, в которой он анализирует существовавшие в этот период методы экономического обоснования проектных решений, отмечено, что «...необходимо сравнивать между собой варианты, равно удовлетворяющие поставленным условиям не только в строительном отношении, но и учитывая расходы будущей эксплуатации, и понятие о "дешевой" постройке должно подвергнуться некоторой замене». /50, стр.12/.
Далее К. Н. Кашкин отмечает важность правильного решения вопроса создания запаса мощности отдельных устройств и сооружений, указывает на необходимость различного подхода к определению запасов мощности отдельных сооружений. Так, в его исследовании отмечено, что "...есть много работ, которые могут быть свободно отложены до сдачи линии в эксплуатацию, когда нужда в их исполнении подтвердится опытом". Вместе с тем отмечается, что "...есть и такие работы, переделка которых впоследствии крайне неудобна, как, например, неправильно спроектированные и исполненные земляное полотно и искусственные сооружения". /50, стр.13/.
Таким образом, в работах русских учёных отмечалась важность правильного обоснования расчётной мощности, делались попытки дифференцированного подхода к обоснованию расчетной мощности отдельных устройств и сооружений проектируемых железных дорог.
Несмотря на это, впервые некоторые конкретные указания о необходимости различного подхода к обоснованию расчётной мощности отдельных устройств и сооружений, железных дорог при их проектировании приводятся только в технических условиях 1934 года (ТУ).
В этих ТУ отмечается, что при решении вопроса о создании запаса мощности дороги в сочетании с рациональной её эксплуатацией, оборудование линии надлежащими техническими устройствами должно быть произведено в размерах, определяемых следующими соображениями: а) устройства дороги, мощность которых может наращиваться относи тельно непрерывно без переоборудования, должны проектироваться по усло виям работы 2-ого года эксплуатации; б) те устройства, которые в течение времени потребуют частичного или полного переустройства, должны быть запроектированы с запасом мощно сти, определяемым значениям их и перспективами роста грузооборота. Расчётные размеры движения, которым должны соответствовать такого рода обустройства, указаны в соответствующих разделах ТУ. Кроме того в ТУ 1934 г. отмечено, что "...устройства дороги необходимые для массовых перевозок, как-то: отсыпка полотна на разъездах, оборудование водоснабжением и т. д., исполняются в сроки устанавливаемые по соглашению НКПС с Наркомвоенмором" /110/.
По мере совершенствования техники железных дорог и развития транспортной науки в технических условиях появляются конкретные указания по проектированию мощности различных железнодорожных устройств и сооружений.
Так, в ТУ 1946 г., при разработке которых были использованы все предшествующие исследования в этой области, выполненные ранее отмеченными авторами, а также А.В. Гориновым /37,38,39,40,41,42/, А.Е. Гибшманом /32/, Н.Н. Дегтеревым /47/ и др., получившие наиболее полное для того времени, обобщение и развитие в исследованиях Г.И. Черномордика /128, 129. 130/.
Согласно этих рекомендаций типы и мощность проектируемых на первую очередь устройств должны устанавливаться, руководствуясь следующим:1. по стандартным нормам, установленным ТУ (например, размеры поперечных профилей земляного полотна);2. обосновывается технико-экономическими расчетами (например, число главных путей);3. на основании расчетных сроков (2ой, 5ой, и 10ыи годы эксплуатации), на размеры которых необходимо проектировать мощность отдельных устройств (например, длина вновь укладываемых приемо - отправочных путей).
Различный подход к обоснованию расчетной мощности отдельных устройств и сооружений объясняется в основном сложностью их переустройства, с целью усиления мощности, значимостью в общей инфраструктуре сооружения и особенностями их эксплуатации.
По мере появления новых норм и технических условий, в том числе и в последние годы СТН Ц-01-95 и СНиП 32-01-95, требования по обоснованию мощности различных устройств и сооружений претерпевают существенные изменения (таблица 1). Эти изменения заключаются в основном в увеличении расчетных сроков, на размеры которых необходимо обосновать расчетную мощность отдельных устройств и сооружений, а возможно в отказе от расчетных сроков и обоновании расчетной мощности ряда основных элементов, определяющих мощность железнодорожной линии, на основе технико-экономических расчетов с учетом фактора риска и неопределенности исходной информации.
Так, например, в ТУ 1953 г. число первоначально открываемых раздельных пунктов определялось по размерам движения 2-го года, а согласно СНиП П-Д.1-62 /108/, СНиП И-39-76 /107/ - по размерам движения 5-го года эксплуатации. Аналогично полезная длина вновь укладываемых приемо- отправочных путей ранее определялась по условиям работы 5-го года, а в современных условиях ее рекомендуется определять по условиям работы 10-го года эксплуатации. Ряд изменений расчетных сроков имеет место и по другим устройствам и сооружениям..
Анализ существующих методов принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог
Математический аппарат анализа рисков опирается на методы теории вероятностей, что обусловлено вероятностным характером неопределенности и рисков. Задачи анализа рисков разделяются на три типа : — прямые, в которых оценка уровня рисков происходит на основании известной вероятностной информации; — обратные, когда задается приемлемый уровень рисков и определяются значения (диапазон значений) исходных параметров с учетом устанавливаемых ограничений на один или несколько варьируемых исходных параметров; — задачи исследования чувствительности, устойчивости результативных, критериальных показателей по отношению к варьированию исходных параметров (распределению вероятностей, областей изменения тех или иных величин и т. п.). Анализ проектных рисков производится на основе математических моделей принятия решений и поведения проекта, основными из которых являются: — стохастические (вероятностные) модели; — лингвистические (описательные) модели; — нестохастические (игровые, поведенческие) модели. В таблице 2.8. приведена характеристика наиболее используемых методов анализа рисков. Рассмотрим использование некоторых из указанных методов применительно к поддержке принятия проектных решений по обоснованию расчетной мощности проектируемых железных дорог с учетом фактора риска. тивности, когда "степень возможности" рассматриваемых сценариев или отдельных параметров проекта характеризуется их вероятностями, а точнее (поскольку речь может идти о непрерывно меняющихся параметрах) - вероятностными распределениями. Здесь возникают три проблемы: 1. как описать неопределенность тех или иных параметров проекта вероятностными моделями (в вероятностных терминах); 2. что делать, если случайных параметров слишком много и многие из них взаимосвязаны (проблема размерности); 3. каким показателем оценивать эффективность проекта, если его результаты и затраты - случайные величины. Общего ответа на первые два вопроса нет. Построение достаточно адекватных реальной действительности вероятностных моделей процессов реализации проекта и колебаний окружающей экономической среды является искусством, хотя некоторые элементы соответствующих моделей достаточно хорошо разработаны и применяются на практике. Далее будем считать, что вероятностная модель процесса реализации проекта построена и все вероятности заданы. Тогда мы приходим примерно к такой ситуации: пусть известны возможные п значений размеров грузовых перевозок Г і, /}, ..., Гп. Для каждого из этих значений Г получено п возможных вариантов железной дороги В], В» ..., Вп , приведенные строительно-эксплуатационные затраты для которых составляют величины Зц, Зу, ..., Зпп. Представив результаты расчетов в виде диагональной матрицы приведенных строительно-эксплуатационных затрат по оптимальным вариантам получаем матрицу, которая называется матрицей затрат 3 = Зу \ . Матрица затрат является формализацией задачи. Наряду с матрицей затрат формализацией задачи является матрица риска. Риском Гу называется разность между минимальными ттЗу и затратами Зд при одних и тех же размерах перевозок Г/. Наиболее просто решается задача, о выборе решения в условиях неопределенности, когда известны вероятности каждого из ожидаемых размеров перевозок Г}, Г2, Г3. Обозначим их соответственно через Pi, Р2, Рз В качестве критерия оценки принимаемых решений можно принять математическое ожидание суммарных приведенных затрат с учетом их вероятностей (вероятностный критерий):
В столбец матрицы затрат выписываются минимальные значения 3,у по строке (тіпЗ..). і Сущность критерия Севиджа в том, чтобы избежать большого риска при принятии проектных решений. Согласно критерию Севиджа рекомендуется в условиях неопределенности выбирать вариант, при котором величина риска принимает наименьшее значение в самой неблагоприятной ситуации (когда риск максимален): S = minmaxr... В этом случае в дополнительный столбец матрицы рисков выписываются максимальные значения рисков по строке max г... і J Этот критерий, как и критерий Вальда, относится к крайне пессимистическим. При принятии решений можно ориентироваться на некоторый промежуточный критерий. Таким критерием является критерий оптимизма-пессимизма Гурвица, который применительно к поставленной задаче имеет вид: где 0 а 1. При а = 1 критерий Гурвица превращается в пессимистический критерий Вальда, а при а = 0 - в оптимистический критерий. Коэффициент а вы
Выбор решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог
В третьей главе изложена разработанная методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, основанная на многокритериальной и экспертной оценках, учитывающая факторы риска и неопределенности. Методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений позволяет выбрать вариант перспективной расчетной мощности, для чего использован метод анализа иерархий (МАИ), предложенный американским ученым Т. Саати /94,95/и известный как метод «стоимость-эффективность», который заключается в выборе проекта с наибольшим отношением выгод к издержкам.
В качестве определяющих параметров при обосновании расчетной мощности возможно использование как стоимостных (чистый дисконтированный доход, капитальные вложения на переустройство объектов инфраструктуры, приведенные затраты и т.д.), так и других количественных и качественных показателей.
На первом этапе методики следует определить, какую задачу необходимо решить - обоснование расчетной мощности (рисунок ЗЛО). мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений
Полученная в ходе разработки основных этапов методики обоснования расчетной мощности информационная база позволяет наметить возможные варианты определения расчетной мощности железных дорог, а с учетом предлагаемой экспертной оценки - выбрать рекомендуемый вариант.
Методика является систематической процедурой для иерархического представления критериев, состоящей в декомпозиции задачи на более простые составные части и в дальнейшей обработке последовательности суждений экспертов, получении приоритетности критериев и нахождении предпочтительной альтернативы расчетной мощности.
Следующим этапом методики является принцип идентичности и декомпозиции решаемой задачи, который предусматривает принятие проектного решения в виде иерархии или сети (рисунок 3.11).
На первом (высшем) уровне иерархии выявляется общая цель - «Расчетная мощность». На втором и более низких уровнях находят критерии, оценивающие расчетную мощность. На последнем (нижнем) уровне формируют альтернативы принимаемой расчетной мощности, которые должны быть оценены по отношению к критериям, в качестве которых выступают показатели экономической и технической эффективности, а также экологические и социальные последствия от реализации проекта.
После декомпозиции задачи в иерархию необходимо установить приоритеты критериев и оценить каждую из альтернатив по критериям, выявив самую важную из них, что является следующим этапом методики.
При проведении оценок следует рассматривать все сравниваемые критерии, чтобы сравнения были релевантными. Для проведения обоснованных численных сравнений не следует сравнивать более 7±2 критериев. При парных сравнениях задаются параметры: шкала сравнений и способ сравнений.
Для оценки элементов иерархии в методике используется шкала отношений предложенная Саати (таблица 3.1).
Результатом разработанной методики является выбор предпочтительной альтернативы расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений.
Методика позволяет учитывать как имеющуюся количественную, так и качественную информацию о предпочтениях ЛПР (нравится — не нравится, лучше — хуже и т.п.), что чрезвычайно важно при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений.
Модель, составленная с помощью предлагаемой методики, имеет кластерную структуру. Применение методики позволяет разбить большую задачу на ряд малых самостоятельных задач. Благодаря этому для подготовки принятия решения по выбору расчетной мощности можно привлечь экспертов, работающих независимо друг от друга над локальными задачами железнодорожного строительства. Эксперты могут не знать ничего о характере принимаемого решения, что при необходимости способствует сохранению в тайне информации о подготовке решения.
Практическая реализуемость описанной методики применительно к выбору расчетной мощности показана в четвертой главе диссертации на примере, раскрывающем её особенности и использование соответствующего математического аппарата.
Таким образом, предлагаемая методика определения расчетной мощности с учетом поставленной задачи позволяет наметить целесообразный вариант (варианты) развития мощности железных дорог, учитывая как стоимостные показатели (чистый дисконтированный доход, капитальные вложения на переустройство объектов инфраструктуры, приведенные затраты и т.д.), так и другие количественные и качественные показатели, т.е. необходима многокритериальная оценка поддержки принятия решения
Сначала необходимо определить: какой фактор имеет наибольшее воздействие на принятие решения при обосновании расчетной мощности. Значения первого уровня иерархии выгод рассматриваемого решения, с учетом фактора риска показаны в таблице 3.4.Таблица 3.4 - Проектное решение задачи иерархии выгод при обосновании расчетной мощности:
Использование разработанной методики, с учетом экспертной оценки принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги
Дальнейшей задачей данного исследования является практическая реализация многокритериальной оценки обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог, с учетом компьютерной поддержки принятия проектных решений.
Предлагается и описывается один из программных продуктов компании ООО «ДТК Софт» "СППР Выбор" базирующийся на известном и зарекомендовавшем себя на практике "Методе Анализа Иерархий" (МАИ). В диссертационной работе проведена апробация предложенной методики на примере железнодорожной линии Томмот-Якутск (Нижний Вестях).
В любом случае полученные результаты представляют собой информацию для ЛПР. Он может порекомендовать проанализировать полученные результаты, вернувшись к начальному этапу декомпозиции задачи и рассмотреть новые критерии предпочтения.
В вершине иерархии, используемой в методике для представления задачи, располагается основная цель, далее, на уровень ниже — подцели, и, наконец, на самом нижнем уровне — альтернативы, среди которых производится выбор (и) или ранжирование. Цель, подцели, альтернативы далее будем называть объектами или элементами иерархии.
Анализ материала и приведенные примеры позволяет сформулировать задачу практической реализации и построить иерархии в программном продукте СППР "Выбор". Иерархия выгод и издержек представлена на рисунках 4.4-4.5 (при описании методики будут использоваться возможности и диалоговые окна программной системы (СППР «Выбор»).
Рисунок 4.5 - Иерархия издержек в СППР «Выбор»
В методике иерархия является основным способом представления структуры задачи ПР. Основное назначение иерархии в методике — оценка высших уровней иерархии исходя из взаимодействия ее различных уровней. Например, для иерархии на рисунках 4.4-4.5 производится оценка их нижнего уровня (рассматриваемые варианты) через второй уровень (частные критерии), который в свою очередь используется для оценивания главного критерия.
Среди преимуществ использования иерархии в качестве средства описания задачи принятия решения (ПР), можно выделить следующие.1. Иерархическое представление задачи ПР позволяет описывать влияние элементов иерархии одного уровня на элементы другого уровня.2. Процесс построения иерархий исходит из способа мышления человека (определение объектов и установление связей между ними).3. Иерархия устойчива и гибка в том смысле, что малые ее изменения (удаление и добавление элементов) не разрушают характеристик иерархии.
Таким образом, первым этапом в решении задач ПР является декомпозиция проблемы через определение ее компонент и отношений между ними, т.е. построение иерархии задачи ПР.
Общие рекомендации при построении иерархии могут быть такими: основные цели устанавливаются в вершине иерархии; подцели — непосредственно ниже, силы, влияющие на подцели — еще ниже. На самом нижнем уровне иерархии следует располагать возможные исходы (альтернативы, сценарии и т.д.).Следующим этапом (этапом 2) является осуществление попарного сравнения отдельных компонент иерархии (далее просто сравнения).
Попарные сравнения — это процесс, согласно которому ЛПР сравнивает все пары объектов из некоторого списка по некоторому критерию, указывая каждый раз, более предпочитаемый объект (по этому критерию).Все результаты попарных сравнений заносятся в соответствующую таблицу (матрицу попарных сравнений), по которой потом проводятся необходимые вычисления.
На рисунке 4.6. представлена такая таблица (матрица попарных сравнений) для иерархии выгод на рисунке 4.4. (таблица расположена в центре диалогового окна). В диалоговом окне, представленном на рисунке 4.5, осуществляются сравнения объектов второго уровня иерархии издержек (рисунок 4.7.) относительно главной цели. Назначение остальных элементов диалогового окна будет рассмотрено ниже.
