СИСТЕМА СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Полезная модель относится к области социально-экономического анализа и может быть использована как специализированное вычислительное средство при решении как сугубо научных, так и прикладных задач.
Известны различные специализированные средства, повышающие эффективность прикладных исследований, в том числе и социально-экономических. В качестве прототипа по результатам анализа уровня техники выбрана система учета и контроля, предназначенная для исследования динамики процессов различного характера, включая социально-экономического [Пат. RU 2174256, G 06 F 17/60, G 07 F 19/00, Опубл. 27.09.2001]. Основу системы составляют подсистема обработки и блок памяти. Несмотря на относительно широкие возможности, система не ориентирована на проведение сравнительного анализа процессов, что следует отнести к ее недостатку.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной полезной модели, заключается в обеспечении возможности сравнения исследуемого социально-экономического процесса с уже известными процессами похожей природы.
Для достижения технического результата система сравнительного анализа социально-экономических процессов, согласно полезной модели, содержит подсистему выделения репрезентативной части исследуемого процесса, подсистему хранения выборки исследуемого процесса, подсистему масштабирования во времени исследуемого процесса, подсистему нормирования исследуемого процесса, банк априорных данных, подсистему выбора класса процессов, подсистему масштабирования во времени эталонного процесса, подсистему нормирования эталонного процесса и подсистему сравнения исследуемого и эталонного процессов, подсистема выделения репрезентативной части предназначена для получения исходных данных и формирования выборки содержащей информацию о характерных свойствах исследуемого процесса, выход подсистемы выделения репрезентативной части соединен со входом подсистемы хранения выборки исследуемого процесса, выход которой соединен со входом подсистемы масштабирования во времени исследуемого процесса, выход которой соединен со входом подсистемы нормирования исследуемого процесса, управляющий вход банка априорных данных соединен с выходом подсистемы выбора класса процессов, выход банка априорных данных соединен со входом подсистемы масштабирования во времени эталонного процесса, выход которой соединен со входом
подсистемы нормирования эталонного процесса, выход которой соединен с первым входом подсистемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом подсистемы нормирования исследуемого процесса.
Для достижения технического результата подсистема сравнения исследуемого и эталонного процессов может быть выполнена на основе вычислителя максимальной величины абсолютного уклонения сравниваемых величин.
Для достижения технического результата подсистема сравнения исследуемого и эталонного процессов может быть выполнена на основе вычислителя интеграла от модуля разности сравниваемых величин.
Для достижения технического результата подсистема сравнения исследуемого и эталонного процессов может быть выполнена на основе вычислителя среднего значения модуля разности сравниваемых величин.
Для достижения технического результата подсистема сравнения исследуемого и эталонного процессов может быть выполнена на основе вычислителя среднеквадратического значения разности сравниваемых величин.
Для достижения технического результата подсистема сравнения исследуемого и эталонного процессов может быть выполнена на основе вычислителя корреляционного интеграла.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 показана функциональная схема системы сравнительного анализа социально-экономических процессов; на фиг.2 показана функциональная схема подсистемы нормирования; на фиг.3 показана функциональная схема одного из вариантов исполнения подсистемы сравнения.
Функциональная схема по фиг.1 содержит подсистему 1 выделения репрезентативной части исследуемого процесса, подсистему 2 хранения выборки исследуемого процесса, банк 3 априорных данных, подсистему 4 выбора класса процессов, подсистему 5 масштабирования во времени исследуемого процесса, подсистему 6 масштабирования во времени эталонного процесса, подсистему 7 нормирования исследуемого процесса, подсистему 8 нормирования эталонного процесса, подсистему 9 сравнения исследуемого и эталонного процессов. Выход подсистемы 1 выделения репрезентативной части соединен со входом подсистемы 2 хранения выборки, выход которой соединен со входом подсистемы 5 масштабирования, выход которой соединен со входом подсистемы 7 нормирования, выход которой соединен с одним из входов подсистемы 9 сравнения, второй вход которой соединен с выходом подсистемы 8 нормирования, вход которой соединен с выходом подсистемы 6 масштабирования, вход которой соединен с выходом банка 3 априорных данных,
управляющий вход которого соединен с выходом подсистемы 4 выбора класса процессов, информационный вход банка 3 служит входом для приема накапливаемой информации об известных процессах, входом исследуемого процесса в системе служит вход подсистемы 1, а выходом системы является выход подсистемы 9, служащий выходом результата сравнения.
Функциональная схема по фиг.2 содержит блок 10 хранения опорного значения и блок 11 деления, выход которого служит выходом подсистемы нормированиия, входом которой является первый вход блока 11 деления, второй вход которого соединен с выходом блока 10 хранения опорного значения.
Функциональная схема по фиг.3 содержит блок 12 вычитания, блок 13 выделения модуля и блок 14 усреднения, выход которого является выходом подсистемы сравнения, входами которой являются входы блока 12 вычитания, выход которого соединен со входом блока 13 выделения модуля, выход которого соединен со входом блока 14 усреднения.
Система сравнительного анализа социально-экономических процессов функционирует следующим образом (фиг.1).
Исследуемый процесс, представленный в общем виде как одна из реализации ƒ(t) случайной функции из некоторого ансамбля, поступает для первоначальной обработки в подсистему 1, где происходит выделение наиболее значимой части процесса, определяющей характер его поведения и свободной от артефактов. Полученная таким образом выборка поступает в подсистему 2, где хранится и при необходимости извлекается с частотой (имеется в виду частота дискретизации), которая необходима для дальнейших операций. В принципе, данные, содержащиеся в указанной выборке, уже могут сравниваться с эталонными, однако для корректного сравнения функций их следует представлять в едином масштабе как временном, так и амплитудном. Для этих целей в систему дополнительно введены две подсистемы масштабирования во времени (5 и 6) и две подсистемы нормирования (7 и 8). Первые служат для сжатия или растяжения во времени сравниваемых процессов, т.е. для уравнивания скоростей их протекания. Что же касается нормирования функций, то для реализации этой операции достаточно обеспечить вычисление отношений вида
x
x
где ƒ(t) - значение функции, выбранное за опорное в точке t, например среднее;
н
ƒ(t) - в данном случае нормированная функция на выходе подсистемы 7.
Один из вариантов реализации подсистемы нормирования показан на фиг.2. Из схемы легко увидеть, что основу подсистемы действительно составляет блок 11 деления, на
н
выходе которого и формируется нормированная функция ƒ(t). Найденное опорное значение предварительно помещают в блок 10, который физически является блоком памяти с ограниченным объемом, например, регистром.
Эталонные данные хранятся в банке 3 априорных данных, извлечением которых управляет подсистема 4 выбора класса процессов, которая, по сути, представляет собой узел управления адресным пространством памяти 3, в которой информация о хранимых процессах сгруппирована по областям в зависимости от наличия общих признаков. Отметим, что подсистема 4 используется при выборе адресов памяти как во время записи, так и во время считывания информации. В простейшем случае подсистема 4 может представлять собой управляемый задатчик двоичных кодов.
0
0н
н
0н
После выбора эталонного процесса ƒ(t) и прохождения этапов масштабирования и нормирования имеем величину ƒ(t). Непосредственно сравнение функций ƒ(t) и ƒ(t) происходит в подсистеме 9, в которой вычисляют функционал , принятый за меру уклонения и отвечающий следующим минимальным требованиям.
н
0н
причем  только при ƒ(t)= ƒ(t).
Вышеприведенный функционал может быть представлен в различных видах, выражаемых различными математическими зависимостями. При этом будут получены и различные критерии сравнения. Приведем некоторые из них, лежащие в основе зависимых пунктов формулы полезной модели.
Наиболее простым для реализации и понимания является критерий равномерного сравнения, согласно которому определяется максимум модуля разности сравниваемых функций (п.2 формулы)
Достаточно полезным является интегральный критерий, к которому несложно перейти от вышеприведенного и который записывается в следующем виде (п.3 формулы)
Интегрирование следует производить в пределах времени действия сравниваемых процессов. Указанный критерий можно привести и к более удобному для оценки и понимания виду, если перейти к некоторой усредненной величине (п.4 формулы)
1ср
В данном случае ρ является усредненным показателем уклонения сравниваемых функций. В случае, если операция выделения модуля по каким-либо причинам окажется нереализуемой, можно перейти к критерию среднеквадратического сравнения (п.5 формулы)
Последний критерий носит название корреляционного и предполагает вычисление корреляционного интеграла вида
R
В случае с корреляционным критерием в отличие от вышеприведенных критериев величина ρ не равна нулю при равенстве сравниваемых функций, а, напротив, возрастает с увеличением степени подобия сравниваемых функций. Для практических расчетов удобно применять коэффициент подобия (п.6 формулы)
К
К
К
К
Коэффициент подобия L лежит в пределах 0≤L≤1. Ситуации максимальной близости сравниваемых функций соответствует критерий L=1. При L=0 корреляции нет, следовательно, исследуемый процесс не похож на эталонную функцию.
ср.
Отметим, что алгоритм функционирования подсистемы 9 сравнения полностью определяется вышеприведенными критериями, их выражением в математической форме. В качестве примера на фиг.3 показана конкретная функциональная схема подсистемы 9 в предположении, что сравнение происходит путем вычисления величины ρ1