Групповые методы качественного анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций с интерактивной визуализацией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Жирков, Олег Александрович

• Жирков, Олег Александрович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жирков, Олег Александрович

Введение

ГЛАВА 1. Состояние и перспективы развития методов анализа слабоструктурированных проблем и средств визуализации для систем групповой поддержки решений.

1.1 Методы качественного анализа слабоструктурированных проблем в системах поддержки принятия решений, режимы работы, визуализация проблемной ситуации, пользовательский интерфейс.

1.2 Средства отображения информации коллективного пользования и студийная системотехника для систем группового принятия решений.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. Разработка интерактивно-аналитических методов анализа проблемной ситуации и группового интерфейса для систем поддержки принятия решений.

2.1. Методологичекие аспекты создания систем с интерактивно-аналитической визуализацией проблемной ситуации и оценкой вариантов её решения

2.2. Методы и алгоритмы и анализа проблемной ситуации для интерактивно-аналитических систем групповой поддержки решений

2.3. Групповой интерфейс и анализ психологической совместимости лиц принимающих решения при интерактивно-аналитическом взаимодействии на СОИ КП

2.4. Стол электронного мозгового штурма для групповой под держки решений на СОИ КП

2.5. Интерактивно-аналитическая система групповой под держки решений как многоагентная ] 0 ]

2.6. Структурно-функциональные схемы и сценарии работы системы групповой поддержки решений

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Практическая реализация интерактивной визуализации и группового интерфейса в принятия ^ решений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Групповые методы качественного анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций с интерактивной визуализацией»

Актуальность темы исследования. В настоящее время главными критериями проектируемых и функционирующих систем поддержки управленческих решений становятся качество принимаемых решений и характеристики обрабатываемой в процессе принятия решений информации. Переход к новым экономическим отношениям на всех уровнях функционирования хозяйственного механизма и последовавшие реформы перестройки нашего общества за последнее десятилетие резко обострили социально-политическую и экономическую обстановку в Российской Федерации и странах СНГ. Быстрый и адекватный анализ социально-политической и экономической обстановки, включая определение зон нестабильности и социальной напряженности, анализ электорального климата в условиях недостаточной и недостоверной информации в значительной степени затруднен.

Возрастает роль экспертов - носителей знаний и когнитологов -специалистов по знаниям. В связи с этим необходимость развития новых методов принятия решений с использованием знаний группы экспертов не вызывает сомнений - такого рода средой и являются системы групповой поддержки процесса принятия решений (СГППР).

На современном этапе развития информационных технологий возникает проблема создания новых методов анализа слабоструктурированных проблем. Становится неэффективным пользоваться старыми методами и моделями, которые имеют сложные алгоритмы с большим числом параметров, не применимых к анализу слабоструктурированных проблемных ситуаций.

Становится актуальным социальный заказ в развитии систем нового типа, а именно интерактивных систем коллективного анализа и оценки слабоструктурированных проблемных ситуаций. Такие системы функционируют в реальном времени с использованием методов качественного анализа проблемной ситуации, при этом наиболее эффективно используется интеллектуальный потенциал лиц, готовящих решения (ЛГР), оценивающих решения (ЛОР) и принимающих решения (ЛПР) [1,2].

В связи с этим в последнее время ситуационные центры (СЦ) комплектуются СГТОТР для анализа сложных и слабоструктурированных проблем, а именно анализа социально-экономической и политической региональной обстановки, анализа вариантов решения выхода из чрезвычайной ситуации и др.

Актуальность проблемы разработки технологий функционирования СГППР с использованием средств отображения информации коллективного пользования (СОИ КП), при интерактивно-аналитическом взаимодействии лиц, оценивающих решения, и предопределила необходимость настоящего исследования.

Диссертационная работа выполнена в рамках пунктов 4 и 10 перечня областей исследования паспорта специальности «Управление в социальных и экономических системах» - 05.13.10.

Целью исследования является разработка научно-обоснованной технологии создания интерактивно-аналитической системы интеллектуальной групповой поддержки процессов формирования и оценки управленческих решений.

Задачи исследования

1. Выбрать, модифицировать, разработать, комплексировать и программно реализовать методы анализа на качественном уровне слабоструктурированных предметных областей с применением интерактивной визуализации;

2. Создать комплексные технологии:

- разработки сценариев групповой поддержки решений;

- формирования эффективной команды лиц, оценивающих решения;

- совместного функционирования группы лиц, оценивающих решения.

3. Применить разработанную технологию при решении практических задач анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций.

Объектом исследования является слабоструктурированная социально-политическая или экономическая проблемная ситуация в округе, субъекте федерации.

Предмет исследования — создание методов и программно-инструментальных средств комплексной технологии анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций на качественном уровне при групповой поддержке совместной работы группы пользователей (команды) в реальном времени.

Теоретическая и методическая основа. Ряд принципов и методов анализа слабоструктурированных проблем, вопросы создания и функционирования СГППР, а также проблемы психологического подбора команды аналитиков можно найти в трудах отечественных и зарубежных авторов Н.М. Абдикеева, О.С. Анисимова, Э.П. Григорьева, H.H. Демидова, В.А. Ефремова, Н.И. Ильина, В.И. Максимова, М.М.Тихомирова, Э.А. Трахтенгерца, Ю.Г Федулова., Т. и Б. Бьюзен, Э. Квейда, М. Месаровича, Т. Саати, Р. Спрега, Д. Хабермаса, Дж. Янгблада, Э. Янча.

Полученные результаты и их научная новизна.

1. Разработан комплекс методов решения слабоструктурированных проблемных ситуаций в реальном времени с применением интерактивной визуализации, включающий: модернизированный метод анализа иерархий, перцептрон, аналитический геовизуализатор картированных данных.

2. Разработаны сценарии групповой поддержки решений при анализе слабоструктурированных проблемных ситуаций с использованием интерактивной визуализации в реальном времени.

3. Предложена технология формирования эффективной команды лиц, оценивающих решения, на основе тестирования с использованием методов психологической совместимости в малых группах.

4. Разработан программно-аппаратный комплекс средств поддержки совместного функционирования команды лиц, оценивающих решения, с применением электронного стола мозгового штурма и СОИ КП.

5. Разработанный комплекс методов решения практических задач применен для анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций: прогнозирования рейтингов лидеров партий и общественных движений; анализа социальной напряженности в группе регионов на уровне округа.

Практическая значимость и апробация работы. Основные результаты и выводы диссертационной работы докладывались на Второй Европейской Конференции "Компьютерная поддержка совместной работы" (С8С\У'91, г. Амстердам, Нидерланды, 1991г.), Пятой Международной конференции "Взаимодействие человека с компьтером" 1995 г., Международной научно-практической конференции "Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика" 1997 г., Научно-практической интерактивной конференции "Современнные избирательные технологии - методология и практика управления предвыборными кампаниями" 1999 г., Третьей Всероссийской конференции "Антикризисное управление. Аналитические и экспертные службы" ВИНИТИ 2000 г., Научно-практической конференции РАГС при Президенте РФ "Новые информационно-аналитические технологии в государственном и муниципальном управлении" 2001 г., Научно-практической конференции "Ситуационные центры - проблемы и решения. Взгляд экспертов" 2002 г., Научно-практической конференции "Информационно-аналитические си-стемы и средства поддержки организационного управления" РАГС и ФАПСИ при Президенте РФ 2002 г., Первой Всероссийской конференции "Геополитичекое будущее России" 2003 г., Третьей Международной конференции "Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций" ИПУ РАН 2003 г., научном семинаре кафедры информатизации структур государственной службы и научно-практическом семинаре кафедры политологии и политического управления "Моделированиие в социально-политической сфере" РАГС при Президенте 2004 г.

Действующая система групповой поддержки решений функционировала в институте "Моспроект 3" Главмосархитектуры (1998-1991гг.), а также в Администрации Президента Российской Федерации (в 19921993 гг., в виде прототипа "Ситуационной комнаты"). Разработанные автором системы аннотированны в справочнике по программному обеспечению "Российский Софт '98/99" М., 1998 г.

Разработанные в ходе диссертационного исследования рабочие материалы, методики, сценарии и интерактивно-аналитическая система поддержки групповой работы экспертов использовались в учебном процессе на кафедре информатизации структур государственной службы Российской академии государственной службы, при создании ситуационного центра РАГС и в Главном управлении информации и спецсвязи РФ при ФСО на технологическом ситуационном центре, что подтверждено соответствующими документами.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 18 печатных работах, в том числе в одной монографии и в пяти научных отчетах по НИР. Общий объём публикаций 9.4 п. л., из них авторских 7.8 п. л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, и имеет общий объем 134 страницы, диссертация содержит 21 рисунок, 8 таблиц. Список использованной литературы включает 89 названий.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Жирков, Олег Александрович

Выводы по главе 3.

В третьей главе рассмотрены вопрсы практичекой реализации разработанных во второй главе методов и алгоритмов. Практическая реализация была осуществлена в ходе создания моделирующего стенда интерактивно-аналитической системы групповой поддержки решений. Помимо создания моделирующего стенда, на ряде практических итераций работы подсистем ИАС ГПР экспериментально опробована устойчивость работы алгоритмов по определению рейтингов лидеров партий, уровня социальной нестабильности в одном из округов РФ, а также определения неблагоприятных зон по одному из регионов.

Заключение

Ниже приведены основные научные и практические результаты, полученные автором в процессе диссертационного исследования а именно:

1. Создан комплекс методов для поддержки в реальном времени слабоструктурированных решений проблемных ситуаций с применением интерактивной визуализации, включающий: модернизированный метод анализа иерархий, метод анализа уровня социальной нестабильности на базе данных о региональной социально-экономической обстановке, аналитический геовизуализатор с использованием картированных данных;

2. Разработаны сценарии групповой поддержки решений слабоструктурированных проблемных ситуаций с использованием интерактивной визуализации в реальном времени.

3. Предложена технология формирования эффективной команды лиц оценивающих решения, на основе тестирования, с использованием методов психологической совместимости в малых группах.

4. Разработан программно-аппаратный комплекс средств поддержки совместного функционирования команды лиц оценивающих решения на электронном столе мозгового штурма с использованием СОИ КП.

5. Разработанный комплекс методов решения практических задач применен для анализа слабоструктурированных проблемных ситуаций: прогнозирования рейтингов лидеров партий и общественных движений, анализа социальной напряженности в группе регионов на уровне округа и определения неблагоприятных зон по одному из регионов.

Разработанные в ходе диссертационного исследования рабочие материалы, методики, сценарии и интерактивно-аналитическая система поддержки групповой работы экспертов использовались в учебном процессе на кафедре информатизации структур государственной службы Российской академии государственной службы, при создании ситуационного центра РАГС и на Технологическом ситуационном центре

Главного управления информационных систем и Спецсвязи России, что подтверждено соответствующими документами.

В заключении необходимо отметить, что разработанная в соавторстве действующая система групповой поддержки решений функционировала в институте "Моспроект 3" Главмосархитектуры (19981991гг.), а также в Администрации Президента Российской Федерации (в 1992-1993 гг., в виде прототипа "Ситуационной комнаты"). Разработанные автором системы аннотированы в справочнике по программному обеспечению "Российский Софт '98/99" -М.: 1998 г. с/133-134

На реально действующей системе решались задачи анализа ряда государственных программ, моделировалась ситуация в одной из горячих точек страны, анализировались варианты размещения заводов крупнопанельного домостроения в Северозападном регионе и др.

В 1996 году разработанная автором исследования "Аналитическая система прогнозирования рейтингов" функционировала в опытном режиме поддержки решений в одном из федеральных ситуационных центров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жирков, Олег Александрович, 2004 год

1. Под ред. Копнина П.В. Логика научного исследования. М."НАУКА", Институт философии, 1965, 359 с.

2. Фролов Ю.Н. Государственное планирование науки. М ."МЫСЛЬ", 1998, 190 с.

3. Дородницын A.A. Информатика: предмет и задачи.- В сб. Кибернетика. -М.: Наука, 1986. С.22-28.

4. Зенкин A.A. Когнитивная компьютерная графика. М.Наука,1991.187 с.5. .Статистический анализ данных на компьютере. Под ред. В.Э.Фигурнова-М.: ИНФРА-МД998. 528 с.

5. В.Дюк, А.Самойленко, «Data mining: учебный курс» СПб: Питер, 2001.-368 с.7. .Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях. В кн. Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: Мир 1975. с. 87-131.

6. Dubois D., Prade Н. Fuzzy sets and system: N.Y.: Academic Press, 1980. 213 p.

7. Григорьев Э.П., Жирков O.A. Инновационная технология коллективного принятия решений // 1990. НОВИНТЕХ. Новые компьютерные технологии. 1990 №1,- С. 42-44

8. Е.Р. Grigoriev & O.A. Zhirkov. INVARIATRON televideocomputer system // Thesis in report: Proceedings of the 2-nd European Conference on "Computer Supported Cooperative Work." ECSCW'91, Amsterdam, Netherlands, 24-27 September, 1991-P. 351

9. Григорьев Э.П., Жирков O.A., Орфеев Ю.В. и др. Телевидеокомпьютерные средства проектированиея и управления в строительстве // Под. ред. Э.П. Григорьева. — М.: Стройиздат, 1993-С. 252-327

10. Жирков О. А., Родовниченко A.C. Интеллектуализация геоинформационных систем для групповой поддержки решений // Международная научно-практическая конференция "Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика", М.: 16-18 декабря, 1997 — С.227-228

11. Жирков O.A., Исаев И.В., Логиневский В.Е. Вопросы разработки геоаналитической системы оценки политической ситуации // Социология власти РАГС, - М.:1998, № 4-5, - С.104-111

12. Гребениченко С.Ф., Жирков O.A., Исаев И.В. Проблемы создания информационно-аналитических систем "Регионы России" // Социология власти М.:1998 № 2-3 - С.166-180

13. Григорьев A.B., Жирков O.A., Исаев И.В. Визуализация данных опроса общественного мнения и результатов и результатов их кластеризации.// "Социология власти" информационно-аналитический бюллетень, РАГС, М.: 1999, № 2-3, - С.112-117

14. Жирков O.A., Тихомиров М.М.: Технологии презентации аналитических докладов в ситуационном центре // Проблемы информатизации. Научно-практический журнал, М.: 1999, № 2 - С. 16-22

15. Жирков O.A. Интерактивно-аналитические системы групповой поддержки решений // 3-я Всероссийская конференция "Антикризисное управление. Аналитические и экспертные службы" ВИНИТИ, Выпуск 10, М.: 27-29 ноября, 2000 - С. 21-23

16. Жирков О. А. Интеграция систем при групповой поддержке решений // Международная научно-практическая конференция "Анализ систем на рубеже тысячелетий: теория и практика"- М.: 3-4 июля, 2001 -С.92-100

17. Жирков O.A. Интерактивно-аналитические системы групповой поддержки решений // Научно-практическая конференция "Ситуационные центры проблемы и решения. Взгляд экспертов" -М.: 30-31 октября, 2002 - С 57-58

18. Жирков OA. Визуализация в интерактивно-аналитических системах групповой поддержки решений // Информационно-аналитичекие системы и средства поддержки организационного управления. М.: 18-19 декабря 2002 - С. 226-231

19. Баяхчева С.Л., Жирков О.А. Анализ геополитической ситуации с использованием систем групповой поддержки решений // Труды Первой Всероссийской конференции "Геополитическое будущее России" М.: 2003 - С. 19-23

20. А.В. Крянев, Г .В. Лукин Математические методы обработки неопределенных данных. М. Физматлит 2003, 213стр.

21. Eom S.B. Desicion support systems research: reference disciplines and a cumulative tradition // The International Journal of Management Science, 23, 5, October 1995, p. 511-523.

22. Yoyngblood G. Expanded cinema. New Yourk, E. P. Dutton & Со.,1970,419 р.

23. Трахтенгерц Э.А. Возможности и реализация компьютерных систем поддержки принятия решений // Известия РАН. Теория и способы управления. 2001. №3. С. 86-113.

24. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка переговоров при согласовании управленческих решений. М. СИНТЕГ. 2003. 272 с.

25. Turban Е. Decisión support and expert systems. Maxwell Macmillan. New York. 1990, p. 50.

26. Моисеев H.H. Предисловие к книге Орловского С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М. Наука. 1981. С. 5-19.

27. Ларичев О.И. Некоторые проблемы искусственного интеллекта. Сборник трудов ВНИИСИ. 1990. №10. С. 3-9.

28. Катулеев А.Н., и др. Современный синтез критериев в задачах принятия решений. М.: Радио и связь, 1992. - 119 с.

29. Трахтенгерц Э.А. Субъективность в компьютерной поддержке управленческих решений. М. СИНТЕГ. 2002.250 с.

30. Шершаков В.М. Исследование и разработка методов и программных систем поддержки принятия решений в чрезвычайных ситуациях, связанных с радиоактивным заражением окружающей среды. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. М. ИПУ. 2001. 184 с.

31. Цыганков В.Д. Нейрокомпьютер и мозг. М.: "Синтег", 2003, 189 с.

32. Панкова JI.A., Трахтенгерц Э.А. Субъективность в интеллектуальном анализе данных. М.: "СИНТЕГ" 2003,

33. Беленький А.Г. Федосеева И.Н. Прогнозирование состояния динамических сложных систем в условиях неопределенности. М.: ВЦ РАН. 1999. 231 с.

34. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М. СИНТЕГ. 1998. 376 с.

35. Трахтенгерц Э.А. Анализ ведения деловых переговоров с помощью компьютерных систем поддержки принятия групповых решений. Известия РАН. Теория и системы управления. 2002. №6. С. 98-123.

36. Fabella R.V. Generalized sharing, membership size and Pareto efficiency in teams/Theory and Decision. №48, 2000. P. 47-60.

37. Thiessen E.M., Loucks D.P., Stedinger J.R. Computer -assisted negotiations of water resources conflicts // Group Decisions and Negotiation. 1998. №7. P.109 129.

38. Курносов Ю.В., П.Ю. Конотопов. Аналитика. Методология, технология и организация информационно-аналитической работы // -М.: РУСАКИ, 2004. -512 с.

39. Ларичев О.И., Мошкович Е.М. Качествественные методы принятия решений // М.: Наука.Физматгиз, 1996 207 с.

40. Шемакин Ю.И., Романов А.А. Компьютерная семантика // М.:Научно образовательный цент "Школа Китайгородской", 1996 -342 с.

41. Абдикеев Н.М. Проектирование интеллектуальных систем в экономике // М.: "Экзамен" 526 с.

42. Флешман Б.С. Основы системологии.-М.: Радио и связь, 1982.386 с.

43. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения-М.: «Советское радио», 1971, 520 с.

44. Саати Т. Принятие решений. М.: Радио и связь, 1993. - 308 с.

45. Девид Г. Метод парных сравнений- М.: Статистика, 1978.-188 с.

46. Рефлексивные процессы М.: Ассоциация прикладной эргономики, 1994, 67 с.

47. Российский софт. Справочник по программному обеспечению. М.: Центр интеллектуальных систем "Метод", 1998,152 с.

48. Гультяев А.К., Машин В.А. Проектирование и дизайн пользовательского интерфейса М.: "Корона принт", 2000, 349 с.

49. Рейтман У. Познание и мышление. М.: "МИР", 1968, 399 с.

50. Богданов А.А. Тектология. М.: "ФИНАНСЫ", 2003, 496 с.

51. Тарасов В.Б. От многоагантных систем к интеллектуальным организациям. М.: "Эдиториал УРСС", 2002, 348 с.

52. Бабурин В.JI., Мазуров Ю.Л. Географические основы управления. М.: "ДЕЛО", 2000, 286 с.

53. Военная инженерная психология. М.: "Министерство обороны". 1970, 394 с.

54. Никитов В.А., Орлов Е.И., Старовойтов A.B., Савин Г.И. Информационное обеспечение государственного управления. М.: "Славянский диалог", 2000, 415 с.

55. Крянев A.B., Лукин Г.В. Математические методы обработки неопределенных данных. М.: "ФИЗМАТЛИТ", 2003,213 с.

56. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: "Финансы и стстистика", 1998, 285 с.

57. Черемных C.B. и др. Структурный анализ систем: IDEF — технологии. М.: "Финансы и статистика", 2001, 203 с.

58. Федулов Ю.Г., Юсов А.Б., Матвеев A.A. Исследование социально-экономических и политических процессов с помощью когнитивных моделей. М.: "Издательство РАГС", 2004, 58 с.