Метод выбора и оценки связей между внешней средой и региональной социально-экономической системой на основе экспертных оценок

УДК 004.891.2

МЕТОД ВЫБОРА И ОЦЕНКИ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ И РЕГИОНАЛЬНОЙ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК

© Е.Э. Аверченкова1

Брянский государственный технический университет, 241035, Россия, г. Брянск, б. 50-летия Октября, 7.

Рассматривается область применения метода экспертных оценок при определении влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему, для чего автором были сформированы соответствующие алгоритмы. В целях практического применения предложенного подхода предлагается методический инструментарий, позволяющий обрабатывать ответы экспертов в два этапа. На первом - выявляется наличие значимой связи между внешней средой и региональной социально-экономической системой на основе построения причинно-следственной диаграммы Каору Исикавы. На втором этапе определяется сила влияния на основе понятийного аппарата теории нечетких множеств. Формирование математического аппарата обработки данных, основанного на экспертных оценках, позволит в дальнейшем разработать информационную советующую систему для нужд региональных аппаратов управления.

Ключевые слова: региональная социально-экономическая система; внешняя среда; непосредственные экспертные оценки; причинно-следственная диаграмма Каору Исикавы - «рыбья кость»; нечеткие множества.

THE METHOD TO SELECT AND ASSESS THE RELATIONS BETWEEN EXTERNAL ENVIRONMENT AND A REGIONAL SOCIO-ECONOMICAL SYSTEM ON THE BASE OF EXPERT ESTIMATES E.E. Averchenkova

Bryansk State Technical University,

7, 50-letiya Oktyabrya Blvd., Bryansk, 241035, Russia.

The article discusses the application area of the method of expert estimates when determining the influence of the external environment on the regional social and economic system. For this purpose, the author has formed corresponding algorithms. In order to use the proposed approach in practice methodological tools processing expert answers in two stages are introduced in this article. On the first stage, the presence of significant relations between the external environment and the regional socio-economic system is revealed on the basis of building the Ishikawa cause and effect diagram. On the second stage, the power of influence is determined in the conceptual framework of the fuzzy sets theory. Formation of the mathematical apparatus of data processing that is based on expert estimates will allow to develop an information advising system for the needs of regional managerial apparatus.

Keywords: regional social and economic system; external environment; expert estimates; Ishikawa cause and effect diagram - fishbone diagram; fuzzy sets.

Введение

Вопросы эффективного регионального хозяйствования являются важным направлением исследования ученых и практиков бизнеса. В работах А.Г. Бутрина, Е.А. Петровой, Н.З. Солодиловой, О.С. Сухарева [4-7] регионы рассматриваются как объекты управления с учетом их экономических, политических, природных и прочих особенностей.

Регион служит объектом государственного регулирования, управления и хозяйственной деятельности различных производственных, финансовых и иных структур, вместе с тем является и их субъектом. В то же время региональная система, являясь подсистемой более крупной системы национальной экономики страны, может сама выступать хозяйствующим субъектом в виде заказчика программ регионального развития, эмитента региональных ценных бумаг и т.п.

Региональная социально-экономическая система - это сложноорганизованная пространственно целостная система, представленная территориально локализованным комплексом взаимосвязанных социально-экономических подсистем, детерминированных определенной структурой производства, особенностями социальной инфраструктуры и человеческого

1Аверченкова Елена Эдуардовна, кандидат технических наук, доцент кафедры систем информационной безопасности, e-mail: lena_ki@inbox.ru

Averchenkova Elena, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Information Security Systems, Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta e-mail: lena_ki@inbox.ru

капитала, а также местом и ролью самого региона в социально-экономическом комплексе страны [9].

Использование практических приемов теории экспертных оценок позволяет учесть особенности региональных систем, выявить сложные взаимосвязи внутри них, а также учесть внешнее влияние. С одной стороны, экспертные оценки принимают во внимание одновременное влияние большого количества несопоставимых факторов, а с другой - позволяют сформировать разносторонний взгляд на объект исследования [8]. Большой вклад в развитие практических приемов использования экспертных методов оценки внесли А.И. Орлов, В.Б. Файн, М.В. Дель, Т.Н. Дылько, Т. Саати, Г. Дэвид [6, 10].

Основные идеи предлагаемого в статье порядка применения метода непосредственных экспертных оценок для изучения влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему следующие:

1. Предложена модель для определения наличия и характера влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему.

2. Сформирован порядок оценки ответов экспертов, определяющих присутствие связи между внешней средой и региональной социально-экономической системой с помощью построения причинно-следственной диаграммы Каору Исиакавы.

3. Определен подход к оценке ответов экспертов, определяющих силу влияния конкретных факторов внешней среды на составляющие региональной социально-экономической системы на основе понятий теории нечетких множеств.

Влияние малопрогнозируемой внешней среды на социально-экономическую систему региона

Брянскую область, как и другие регионы РФ, можно рассматривать как социально-экономическую систему, т.е. сложную систему взаимосвязанных и взаимодействующих составляющих и отношений между ними [1, 3]:

Я =

где Я - составляющие региональной социально-экономической системы; Яти - п -я составляющая т -й группы региональной социально-экономической системы; N - множество натуральных чисел; О - набор взаимосвязей, определяющий взаимное влияние £ти друг на друга.

Предлагается разбивка всех составляющих социально-экономической системы Брянской области по следующим группам: £1я - промышленные и производственные составляющие; Я2и - общегосударственные цели и политические составляющие; £3и - общеэкономические составляющие региона; Я4и - социально-демографические составляющие; Я5и - составляющие инвестиционной привлекательности региона; £6и - составляющие инновационного развития региона; Я7и - рейтинговые оценки региона [3].

В связи с изменениями в бизнес-среде особое внимание следует уделить взаимодействию региональной социально-экономической системы с внешней средой. Для определения наличия или отсутствия влияния факторов малопрогнозируемой внешней среды на региональную социально-экономическую систему предложена следующая модель [2, 4]:

, , ,, 67x65

Ятп = т^: г, ], к е N 1 < г < 5 },¥>,Ок = ) ,

* ' и=\,у=1

g [Я е Я ^ Я = Г(¥)Л: т,п е N,1 < т < 7,

о тп тп тп ^ \ / > ' '

где Яти - п-я составляющая т-й группы региональной социально-экономической системы; ^ - к-й фактор у-й подгруппы /-й группы факторов внешней среды; N - множество натуральных чисел; V - взаимосвязь факторов малопрогнозируемой внешней среды ^ между собой;

- матрица размера 67x65, элементами которой являются кортежи, определяющие оценку -го эксперта направленного воздействия факторов ^ малопрогнозируемой внешней среды

на составляющие региональной социально-экономической системы 5ИЯ; диу - элементы кортежа, описывающие наличие связи между Кк и £ия; & - сила влияния Кк на 5ИЯ, задаваемая лингвистической переменной; - направленность влияния Кк на 5ИЯ; Р - множество факторов внешней среды ^, определяемое как К = е N,1 < г < 5}.

Отметим, что /-ю группу факторов внешней среды Брянской области можно представить следующим образом: К - политико-правовые; - экономические; - научно-

технологические; - социально-демографические; - природно-географические факторы.

Область применения и алгоритм использования метода экспертных оценок при оценке влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему

Использование метода экспертных оценок при оценке влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему представлено в виде следующих этапов:

1. Оценка наличия связи между факторами внешней среды ^ и составляющими региональной социально-экономической системы 5ИЯ методом построения причинно-следственной диаграммы Каору Исикавы.

2. Оценка силы влияния факторов внешней среды Кк на составляющие региональной

социально-экономической системы с использованием понятийного аппарата теории нечетких множеств (сила влияния оценивается как «слабая», «средняя» или «сильная») [2].

Эти этапы представлены в виде алгоритма расчета влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему (рис. 1).

Основанием для последующей работы экспертов является формирование классификаторов факторов внешней среды щк и составляющих региональной социально-экономической

системы £ти [1, 3]. На основе классификаторов формируется анкета, позволяющая оценить наличие связи между ^ и £ти, заполнить которую было предложено трем экспертам. На основании проведенного анкетирования рассчитываются веса экспертов. На основе метода построения причинно-следственной диаграммы Каору Исиакавы определяется факт наличия значимой связи между ^ и . Пары, для которых будет выявлено наличие связи между

Кук и Ятп, включаются в анкету, оценивающую силу влияния ^ на . Далее производится

окончательное определение суммарной силы влияния щк на с учетом весов экспертов.

Для каждой связи рассчитывается коэффициент конкордации № и осуществляется проверка на согласованность ответов экспертов, затем проводится оценка статистической значимости

о

полученного коэффициента по критерию х2 [5].

Таким образом, поэтапное использование метода экспертных оценок позволит определить наличие и силу влияния факторов внешней среды ^ на составляющие региональной

социально-экономической системы , что в дальнейшем будет использовано для формирования базы знаний советующей информационной системы.

Использование метода построения причинно-следственной диаграммы Каору Исикавы - «рыбья кость» - для определения наличия связи между факторами внешней среды Кк и составляющими региональной социально-экономической системы 8тп

Элемент диу кортежа матрицы определяет наличие связи между факторами внешней среды Кк и составляющими региональной социально-экономической системы £ти. Коли-

чество элементов матрицы в" равно 4355, следовательно, необходимо сократить это число до некоторого значения, с которым могут работать высококвалифицированные эксперты из числа руководящих работников администрации региона. Для этого экспертам более низкого ранга (специалистам структурных подразделений администрации региона) предлагается ответить «Да» или «Нет» на вопрос: «Имеется ли связь между Кк и Яия ?». Таким образом, на

первом этапе не происходит определения характера связи, а определяется наличие самой связи. Обработка ответов экспертов проводится с помощью метода построения причинно-следственной диаграммы Каору Исикавы - «рыбья кость».

Рис. 1. Блок-схема алгоритма применения метода экспертных оценок для определения влияния внешней среды на региональную социально-экономическую систему

Одним из условий работы с экспертами является многократное привлечение одних и тех же экспертов для оценки числовых величин [6]. Относительный ответ Л-го эксперта, устанавливающего наличие иу-й связи между и £ти, определяется по формуле

з ь

2 §и

g СР - gh X gUy

buy buy _ h=l

_ср = и=--

иу ср 'оиу ^ ' \ '

и « I «

где со - относительный ответ Л-го эксперта, определяющего наличие иу-й связи между ^ и Зтп; ёСрк - текущий ответ Л-го эксперта, определяющего наличие иу-й связи между ^ и 5ИЯ; - среднее арифметическое значение показателей диу в иу-ой связи между и 5ИЯ. Относительные ответы < формируют три матрицы К|67]65 х ь х 3, которые позволили рассчитать ак - вес Л-го эксперта, выражающий степень его компетентности. аЛ определяется по следующей зависимости:

В 65 67 ,

аи = где В, = 2 1С< .

13 В и у=1 и=1

и=1

Таким образом, вес эксперта определяется по данным предыдущих экспертиз. Однако это требует большого объема информации по проведенным ранее экспертизам. Следовательно, после расчета веса экспертов должна проводиться нормализация.

Так как компетентность экспертов неодинакова, то предлагается использовать следующую зависимость для формирования матрицы в сводных ответов экспертов (с учетом веса эксперта ак):

3 ,

О = 23 а • Ои),

и=1

где в - матрица сводных ответов экспертов; ак - вес И-го эксперта.

Зададим условие # > 1,5 в качестве критерия наличия связи между ^ и . Далее

составляется «скелет рыбьей кости» из 67 составляющих региональной социально-экономической системы , предварительно разбитые на 7 групп в соответствии с классификатором [2]. На причинно-следственной диаграмме отмечаются существенные связи, которые затем оцениваются с позиций теории нечетких множеств.

Особенности применения теории нечетких множеств для экспертной оценки силы влияния факторов внешней среды ^ на составляющие региональной

социально-экономической системы 5тп

Оценить исследуемое влияние О факторов внешней среды ^ на составляющие социально-экономической системы региона предлагается компетентным экспертам из числа

сотрудников администрации региона, которые являются представителями разных уровней ее организационной структуры.

Влияние составляющих социально-экономической системы региона на факторы внешней среды достаточно сложно оценить точным числовым параметром, поэтому для математического описания влияния факторов внешней среды ^ на составляющие региональной со-

циально-экономической системы 5ИЯ и операций с ними используются понятия теории нечетких множеств и нечеткой логики.

В работе предлагается следующий подход. Эксперты определяют для каждой составляющей влияние всех факторов ^ в виде лингвистических термов: «низкое влияние»,

«среднее влияние», «высокое влияние». Значения термов задаются в виде интервалов. В результате обработки ответов экспертов формируется матрица, определяющая силу влияния О'.

Термы, определяющие силу влияния О факторов ^ на составляющие 5ИЯ, могут быть формализованы в виде следующей лингвистической переменной ЛП ,:

ЛПо ~{Äük,Pijk>XjkJjkVjk) ,

где А^ - название //к-го фактора внешней малопрогнозируемой среды; Р/к - множество значений ЛПс,, представляющее термы: Р/к = {«слабое влияние», «среднее влияние», «сильное

влияние»}; Х/к - область определения //к-го фактора внешней малопрогнозируемой среды, задаваемая экспертами; J/k - синтаксическое правило; V ¡^ - семантическое правило задания нечетких подмножеств множества Х/к.

Множество А1 соответствует терму «слабое влияние», множество А2 - терму «среднее влияние», множество Аз - терму «сильное влияние». Нечеткие подмножества задаются нечеткими числами Т-Р типа, такими как: «приблизительно 0,15», «приблизительно 0,45», «приблизительно 0,75» (рис. 2).

Рис. 2. График функций принадлежности нечетких множеств, формализующий термы

лингвистической переменной ЛП '

Выводы

Результирующее множество В получается после обработки ответов экспертов. Для расчета функции принадлежности уА нечеткого множества Ад была предложена следующая модель, представленная в общем виде:

Va =

0, если X < b¡;

1 - X——, если bj < X < b3;

ьз - bi

X - b3 '

1--3, если b3 < X < b2

Ь2 - Ь3

0, если X > b3.

где b1, b2, b3 - абсциссы нечеткого числа T-R типа, определяющего нечеткое множество Aq.

Принимая ^ = 0,8, определяем влияние G' факторов внешней среды Fijk на составляющие £ти региональной социально-экономической системы в виде интервала

Xmin = 0,8b1 + 0,2b3;

Xmax = 0,2b2 - 1,2b3,

где Xmin - нижняя граница степени влияния G' факторов внешней среды Fk на составляющие

Smn региональной социально-экономической системы;

Хтах - верхняя граница степени взаимного влияния G' факторов внешней среды Fijk на

составляющие £ти региональной социально-экономической системы.

Таким образом, рассматриваемый в статье подход предоставляет возможность обосновывать методическую базу для разработки практических механизмов оценки ответов экспертов по определению силы влияния конкретных факторов внешней среды на составляющие региональной социально-экономической системы.

Статья поступила 02.12.2015 г.

Библиографический список

1. Аверченкова Е.Э., Аверченков А.В., Черкасов В.К., Аксененко Д.В. Модель региональной социально-экономической системы, функционирующей в условиях малопрогнозируемой внешней среды для информационной советующей системы (на примере Брянской области) // Вестник БГТУ. 2015. № 1 (45). С. 73-79.

2. Аверченкова Е.Э., Аверченков А.В. Особенности управления региональными социально-экономическими системами на основе нечеткой логики. Экономические системы современной России: теоретические и практические проблемы развития: коллективная монография. Брянск: Новый проект, 2015. 504 с. С. 35-53.

3. Аверченкова Е.Э., Аксененко Д.В. Формирование классификатора основных составляющих региональной социально-экономической системы (на примере Брянской области) // «Инновационное развитие современной науки»: сб. статей Международной научно-практической конференции, г. Стерлитамак, 14 апреля 2015 г. Стерли-тамак: РИЦ АМИ, 2015. С. 103.

4. Аверченкова Е.Э., Черкасов В.К. Социально-экономические системы: основные понятия и методы их моделирования // Актуальные проблемы социально-гуманитарных исследований в экономике и управлении: сб. мат-лов I научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава факультета экономики и управления, посвященной 85-летию БГТУ, г. Брянск, 25 ноября 2014 г. Брянск: Изд-во БГТУ, 2014. С. 151-155.

5. Бутрин А.Г. Модели и методы эффективного управления хозяйственными образованиями в региональных промышленных комплексах // Экономика региона. 2014. № 2. С. 130-140.

6. Орлов А.И. Экспертные оценки // Заводская лаборатория. 1996. № 1 (62). С. 54-60.

7. Петрова Е.А., Калинина В.В., Шевандрин А.В. Методологические проблемы и принципы формирования системы оценки эффективности территориального управления с учетом стратегических ориентиров развития // Экономика региона. 2014. № 4. С. 261-270.

8. Солодилова Н.З., Маликов Р.И., Гришин К.Е. Потенциал развития и факторы ограничения региональной деловой среды // Экономика региона. 2015. № 2. С. 137-147.

9. Сухарев О.С. Региональная экономическая политика: структурный подход и инструменты (теоретическая постановка) // Экономика региона. 2015. № 2. С. 9-22.

10. Фисунов К.В. Использование экспертных оценок при принятии управленческих решений // Теория и практика общественного развития. 2012. № 19. С. 12-15.