Формализация сети муниципальных образований для решения задач прогнозирования социально-экономического развития

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Кибернетика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Часть III
УПРАВЛЕНИЕ В СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
УДК 004. 67
Аль-Катабери А.С., Камаев В. А., Щербаков М. В.
ФОРМАЛИЗАЦИЯ СЕТИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ1
Волгоградский государственный технический университет, Россия
aiman. qataberi@gmail. com, cad@vstu. ru
Рассматривается способ формализации сети муниципальных образований как систем самоуправления для анализа и прогнозирования социально-экономических показателей. Предлагается подход к представлению сети объектов в виде иерархии гиперграфов. Рассмотрена процедура формирования системы гиперкубов из формализованного представления для дальнейшего анализа и прогнозирования социально-экономического показателя в системах интеллектуальной обработки данных.
Ключевые слова: объекты самоуправления, прогнозирование социально-экономического развития, гиперграф, гиперкуб, OLAP.
Al-Qatabery Aiman, Kamaev V.A., Shcherbakov M. V.
AN APPROACH FOR FORMALIAZATION OF MUNITIPALITIES NETWORK IN TASK OF SOCIO-
ECONOMICAL DEVELOPMENT FORECASTING
Volgograd State Technical University
The approach for formalization of the government systems is considered as a framework to analysis and forecasting of socio-economic indicators. This approach allows expert to the represent the network of the objects in a hierarchical hypergraphs. A procedure for creating of hypercubes from hierarchical hypergraphs is suggested for further analysis and forecasting of socioeconomic indicator in business intelligent system.
Key words: government system, socio-economic indicators forecasting, hypergraph, hypercube.
Введение
Для решения задачи прогнозирования социально-экономического развития объектов самоуправления в первую очередь решается задача накопления информации об индикаторах в формате OLTP. Для дальнейшего анализа достаточно большого объема информации, целесообразно использовать OLAP способ организации данных. В этом случае возникает проблема формирования хранилища данных с OLAP базой данных и трансформации структуры данных из OLTP. Современные системы интеллектуального анализа данных в бизнес приложениях, интегрированные с системой управления базой данных (СУБД) позволяют осуществлять синтез структуры данных в формате OLAP по-
средством соответствующих механизмов. Однако, решение о формировании измерений, мер и иерархий принимает аналитик — пользователь. Таким образом, пользователь с низкой квалификацией аналитика и пользователя интеллектуальных систем для бизнеса может некорректно осуществить формирование гиперкубов, что в дальнейшем негативно скажется на производительности процедуры формирования хранилища данных и последующей обработки информации. Таким образом, важной задачей является интеграция процесса сбора первичной информации в удобном для пользователя виде, процесса хранения и анализа информации для формирования управляющих решений.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект N° 10−07−97 008-р_поволжье_а)
В частности при решении задачи прогнозирования социально — экономического развития объекта (предприятия, муниципальные образования, органы территориального общественного самоуправления и другие) важно интегрировать все процессы в единое информационное пространство.
В статье рассматривается подход организации и трансформирования данных для первичного ввода информации и последующей обработки, включающий в себя формализацию объекта в виде гиперграфа и формирование структуры данных в виде системы гиперкубов.
Представление сети исследуемых объектов в виде гиперграфа
Рассмотрим процедуру формализации исследуемых субъектов в виде гиперграфа. Гиперграфом называется пара Г = (V, Щ, где V —
непустое множество объектов некоторой природы, называемых вершинами гиперграфа, а Е -семейство непустых (необязательно различных) подмножеств множества V, называемых ребрами гиперграфа. Важно, что гиперграф обобщает понятие графа, когда ребрами могут быть не только двухэлементные, но и любые подмножества вершин. Если рассмотреть текущее описание объекта самоуправления в виде паспорта, то систему муниципальных образований можно представить в виде гиперграфа верхнего уровня
Г0 = V0, Е0^, вершинами которого являются
муниципальные образования (МО). Ребра могут отражать, например, принадлежность поселений к районным центрам. Таким образом, гиперграф Г0 представляет собой верхний уровень описания сети муниципальных образований. Вершины V0 — можно представить в виде гиперграфа
1-го уровня Г1 = {у}, Е1^, где каждая вершина
представляет собой характеристику социальноэкономического состояния МО определенного типа. Ребра характеризуют связи между параметрами. Связи могут быть установлены в процессе анализа паспортов МО, одна связь охватывает группу параметров.
Отметим, что представление социальноэкономического объекта в виде иерархии гиперграфов является понятным для пользователя с точки зрения представления уровней формализации объекта. Кроме этого, возможна привязка объектов к карте, для визуализации информации.
Процедура синтеза системы гиперкубов
Для решения задачи прогнозирования показателей параметров необходимо предварительно сформировать OLAP представление в виде совокупности гиперкубов вида Gk = (D, M'-'-j, где D —
множество измерений, M — множество мер гиперкуба. Одной из мер, является анализируемый социально-экономический параметр. Формирование системы гиперкубов осуществляется с помощью процедур P на основании построенного гиперграфа Г0. Процедура формирования гиперкуба Pj для анализа параметра Vj представима в формализованном виде Pj:Г0, Vj^j ^ G j. Рассмотрим алгоритм реализации процедуры.
Шаг 1. Выбрать вершину 1-го уровня Vj,
для которой необходимо построить модель прогнозирования и добавить во множество D гиперкуба Gt j атрибут — внешний ключ на
вершину V 1j и атрибут меры V 1j. Добавить во множество D гиперкуба Gj атрибут, характеризующий временные отсчеты, в которые производятся измерения.
Шаг 2. Определить множество вершин {v.} гиперграфа Г0, которые включают вершины такого же типа как и Vij1, и множество
j
ребер {e0 }, охватывающих вершины {V. }. Если существует вершина VA, включающая вершину типа Vi1j, но не охватываемая никаким ребром из {e0 }, то создать ребро Е°А, вклю-
Т7−0 Т7О
чающее только вершину VA и включить ЕА
в Iе." }.
Шаг 3. Для каждого ребра Е°А из {е.} выбрать вершину Vk0.
Шаг 3.1. Для каждой вершины Vk выбрать множество ребер 1-го уровня еь }, охватывающих вершины типа Vi1j.
Шаг 3.2. Для каждого ребра ElkB из множества е]іЬ } добавить во множество D гиперкуба Gij атрибуты — внешние ключи и меры вершин
Vlc, охватываемых ребром Е^, если такие атрибуты не существуют в D.
Шаг 3.3. Перейти на шаг 3. 1, если выбраны
770
не все вершины охватываемые ЕА.
Шаг 4. Перейти на шаг 4, если не выбраны все ребра из Ед }.
Рассмотрим пример формирования гиперкуба для прогнозирования рождаемости в муниципальных образованиях, при условии, что набор вершин гиперграфов 1-го уровня одинаков. Пусть имеется гиперграф Г0 у которого, V0 = У-0,У20,Уз0,У40,У50,У60}, где у0 — МО г. Ду-бовка, У20 — М О Горнобалыклейское сельское поселение, У30 — М О Горноводяновское сельское поселение, У40 — М О Горнопролейское сельское поселение, У50 — МО г. Даниловка, У60 — МО Крас-нинское сельское поселение. Так можно выделить 2 ребра: Е0 = УДУ^У0}, Е^ = }.
Каждая вершина гиперграфа соответствует показателю, например, У10 == Уи, У/2, У/3, У/4 }, где У111 — родившиеся (чел.), У112 — умершие
(чел.), У113 — расходы местного бюджета на здравоохранение, физическую культуру и спорт (руб.), У11,4 — расходы местного бюджета на социальную политику (руб.). В нашем примере: Е11,1 = |У11, У13, У14}. Гиперграф ы, соответствующие описанию представлены на рис. 1.
де гиперграфа. Ребро E. включает районные центры
Рис 2. Структура сущностей гиперкуба, полученная после выполнения процедуры
В результате функционирования процедуры Ри для анализируемой вершины V11 получится структура сущностей, отображенная на рис. 2.
Заключение
В статье предлагается методика автоматического формирования системы гиперкубов для дальнейшего интеллектуального анализа данных, в частности, при решении задачи прогнозирования социально-экономических
параметров муниципальных образований. Методика полностью формализована и результатом ее выполнения является генерация скрипта создания системы таблиц типа звезда и заполнения данных в новые таблицы. Создание новых таблиц целесообразно осуществлять только один раз (при условии неизменности структуры гиперграфов Г0- Г'-), дальнейшее пополнение информации возможно по расписанию. Отметим, что указанный подход в формализации социально-экономических объектов в виде гиперграфа позволяет реализовывать несколько уровней иерархии описания объектов. Например, если вершина Vjj гиперграфа Г1 является составной, то
можно выделить гиперграф Г 2, описывающий атрибуты и взаимосвязи между атрибутами для вершины V. В этом случае процедуру Pk можно рассматривать как рекурсивную, при анализе показателей k-го уровня (к & gt- 1).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Камаев В. А., Щербаков М. В., Аль-Катабери А. С. Анализ социально-экономического развития муниципальных образований на примере Волгоградской области с использованием моделей data mining // Изв. ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычисли-
тельной техники и информатики в технических системах»: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. — Волгоград, 2010. Т. 6. № 8. С. 103−106.
2. Щербаков М. В., Яновский Т. А., Бребельс А., Щербакова Н. Л. Методика выявления потенциала энергосбережения на основе интеллектуального анализа данных // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2011. № 2. С. 51−55.
3. Специфика применения интеллектуальных моделей анализа данных для повышения энергетической эффективности / М. В. Щербаков, Н. Л. Щербакова, Д. П. Панченко, А. Бребельс, А. П. Тюков, М. А. Аль-Гунаид // Изв. ВолгГТУ. Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах». Вып. 9: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. — Волгоград, 2010. — № 11. — С. 72−76.
4. Щербаков, М. В., Камаев, В. А. Концепция информационной системы муниципальных образований и инвестиционных площадок / В. А. Камаев, М. В. Щербаков,
А. С. Аль-Катабери // Электронная культура. Преодоление информационного неравенства: матер. междунар. конф., 2−5 июня 2008 г. / Астраханский гос. ун-т [и др.]. -Астрахань, 2008. — С. 127−130.
5. Щербаков, М. В. Формализация процесса социально-экономического развития муниципальных образований в виде распределенной модели / М. В. Щербаков, А. С. Аль-Катабери // Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2009»: матер. междунар. науч. конф. (1114 мая 2009 г.) / Астраханский гос. ун-т [и др.]. — Астрахань, 2009. — С. 87−88.
6. Щербаков, М. В. Формализация информации о социально-экономическом развитии муниципальных образований для решения задач управления / М. В. Щербаков, А. С. Аль-Катабери // XII Международная конференция «Проблемы управления и моделирования в сложных системах», 22−24 июня 2009 г. тезисы докл. / РАН — Самара, 2009. — С. 532−535.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой