Введение к работе
Актуальность проблемы. Широкое распространение информационных
технологий настоятельно выдвигает проблему создания концепции и
методологии автоматизированного проектирования разнородных
технических систем, систем экологического мониторинга и
социально-экономических систем, включающих принципы, методы и
средства их анализа и синтеза на различных уровнях представления:
предметном, логическом, информационном и организационном.
Широкое применение компьютерных технологий для проектирования
сложных систем позволяет достичь уникальных возможностей в
представлении знаний, что делает необходимым осуществление
качественного скачка в формализации управления процессом
проектирования. Необходимо преодолеть разрыв между
нарастающими технологическими возможностями
автоматизированных систем проектирования и существующей парадигмой разработки технических, экологических и социально-экономических и организационных систем.
Представляемая работа базируется на развитии комплекса научных исследований в области управления большими системами, автоматизации организационного управления сложными комплексами территорий, выполненными такими ведущими российскими учеными, как Г.СПоспелов, Д.АПоспелов, Э.В.Попов, В.Н.Бурков, В.А.Горбатов, С.А.Редкозубов, Ю.Х.Вермишев, И.Н.Орлов, Д.К.Потресов, Е.ГТ.Балашов, а также зарубежных - Р.Акофф, Ф.Эмери, Г.Буч, Д.Джонс,Дж.Клир и многие другие.
Названная проблема проявляется лри формировании индустрии управления устойчивым развитием территорий (регионов), где на сегодняпший день резко сталкиваются интересы федеральных и
региональных органов в распределении функций управления и установлении показателей соответствия «ресурс-потребность».
Под устойчивым развитием .комплексов жизнедеятельности территорий понимается такое равновесное состояние, критерием которого всегда служит значение показателя соответствия ресурс-потребность». Последнее в равной мере относится ко всем составляющим системы жизнедеятельности независимо от масштаба характера функционирования и принадлежности к видам собственности (федеральной, региональной, отраслевой и др.). Такое определение устойчивого развития жизнедеятельности территорий предопределяет системное рассмотрение проблемы, базирующееся на двух научно-технических направлениях: создание системы автоматизации проектирования и базы знаний для автоматизированного управления комплексами.
Взаимообусловленность двух названных направлений выявляется в процессе структурно-функционального анализа динамики исходных данных, характера параметрического описания составляющих, накопленного опыта в моделировании и экспертных технологиях при получении решений с применением открытых, гибких и развивающихся баз знаний и баз данных.
Назрела острая необходимость в создании таких информационных технологий, которые на основе единых методологических и технологических принципов позволяли бы решать сложные многопараметрические задачи, объединяющие в итоге общефедеральные, региональные и отраслевые интересы в границах реально развивающихся комплексов жизнедеятельности, что и определяет актуальность диссертационной работы.
Целью диссертационной работы является создание
методологии концептуального проектирования автоматизированных
систем комплексов устойчивого развития жизнедеятельности территорий на основе использования пришита непрерывного взаимодействия составляющих промы тленно-производственной деятельности, экологических и социально-экономических процессов во времени. Это направлено на повышение эффективности процесса автоматизированного проектирования комплексов устойчивой жизнедеятельности территорий с помощью применения системологичеекого подхода к разработке универсальных алгоритмов синтеза и методов принятия решения. Общая идея работы заключается в формулировании системы представлений, методов, концептуальных моделей и приемов, позволяющих проектировать систему организационного управления как целостный организационно-технологический, программно-технический и информационный комплекс, реализующий совокупность конкретных задач управления. Организационная технология проектировалась как взаимосвязанный поток работ, процессов и процедур, который составляет основу управленческой деятельности и определяет процесс функционирования автоматизированной системы.
Для достижения этой цели решались следующие основные задачи:
разработка теории концептуального проектирования автоматизированных систем жизнедеятельности комплексов территорий на базе создания и развития методологии организационно-технологического подхода к проектированию автоматизированных систем;
разработка принципов, процедур структуризации и информационного описания объектов комплекса методов организационно-технологического обеспечения интеграции и
взаимодействия составляющих комплекса для управления
системами жизнедеятельности территорий;
разработка инструментального обеспечения
автоматизированного проектирования в виде систем
имитационного моделирования комплексных оценок на основе
построения экспертной технологии;
разработка принципов информационной совместимости
различных исходных данных по всем составляющим комплекса
жизнедеятельности;
разработка структуры базы знаний для автоматизированной
системы управления комплекса;
создание автоматизированных систем управления конкретных
территорий с различными социально-экономическими и
природными условиями.
Методы исследования, Для решения поставленных задач использовались теория множеств, теория графов, современный системный анализ, формальный аппарат реляционной алгебры, объективно-ориентированное и логическое программирование, методы математической статистики и представления знаний.
Основные научные результаты, выносимые на зашиту, и их научная новизна.
1. Впервые разработана методологическая и инструментальная
концепция автоматизированного проектирования разнородных
технических объектов за счет применения универсальных технологий
представлений знаний.
2. Разработаны научно-методические основы структурного
моделирования в области управления сложными социально-
экономическими, техническими и экологическими объектами,
отличием которого является представление объектов в виде открытой
системы взаимодействующих разнородных и разномасштабных компонентов и решение неупорядоченных задач на основе предполагаемой технологии, включающей типовые информационные модули, алгоритмы моделирования, комплексные оценки и экспертные технологии.
3. Разработан подход к созданию комплексных критериев
сравнения различных проектных решений на основе моделирования,
комплексной оценки и экспертной технологии.
4. Разработана система формализованных моделей,
обеспечивающая выбор уровня представления знаний и
информационных механизмов, что позволяет определять приемы
проектирования и регулировать целенаправленность процесса
проектирования.
-
Разработаны теоретические и методические основы технологии формирования типовой автоматизированной базы знаний для решения всего спектра задач создания и управления комплексом.
-
Результаты теоретических исследований обобщены и скорректированы при реализации на широком круге объектов.
Достоверность полученных результатов обеспечивается на
всех этапах от постановки задач до реализации решений, при этом
рассматривается широкий круг вопросов, включающий: анализ
отечественного и зарубежного опыта, моделирование процессов
(информационное, математическое, натурное и др.), сбор и обработка
статистических данных, поэтапное тестирование результатов
обработки информации средствами ВТ. Достоверность
подтверждается масштабом экспериментальных исследований, точностью и значимостью полученных результатов.
Реализация результатов исследований и практическая значимость работы.
Технология структурного моделирования и отдельные инструментальные средства внедрены при проектировании, строительстве и эксплуатации трубопроводов для транспортировки нефти и газа на территории Башкортостана (р.Дема, р.Уршак), Московской обл. (р.Нара, р.Сетунька...), Волгоградской обл. (ВДСК, IV шлюз), Новгородской обл.(р.Волхов) и др.
Кроме того, теоретические принципы и технология формирования комплексов реализованы при создании автором информационной базы знаний, в нормативно-технических документах, учебно-методических пособиях, законодательных актах, постановлениях и программах федерального, регионального и отраслевого уровня, а также в совместных международных проектах (США, Германия, Голландия и др.).
Разработанные и внедренные автором технические устройства и технологические принципы защищены многочисленными авторскими свидетельствами и патентами.
Основные научные положения и результаты исследований обсуждались: на ежегодных научных конференциях Московского авиационного института, ХІ-ХП Гагаринских чтениях, конференциях и семинарах Московского института нефти и газа им. И.М.Губкина, на международных конгрессах по аэронавтике и энергетике: Осло,1995 г.; Китай - Пекин, 1996 г.; Гаваи - 1997 г.; Италия, Турин - 1997 г.; на Всесоюзном семинаре «Современные методы сооружения подземных переходов трубопроводов различного назначения» (Москва - 1996 г.); на секциях Международной Академии экологии и природопользования (Москва - 1996, 1997 гг.), на международном
техническом семинаре «Технология и оборудование для горизонтального направленного бурения» (Москва - март, 1998 г.).
Публикации. Основные положения и выводы диссертации изложены в моиографиях и научных отчетах общим объемом более 100 печатных листов, в 30 статьях и докладах на конференциях и международных симпозиумах; 6 методических и учебных пособиях; 26 авторских свидетельствах и патентах.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из: введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников, приложений.
