Алтайский Краевой Инновационный Банк Данных
Министерство экономического развития Алтайского края
Управление инновационного развития и кластерной политики 
Алтайский Центр
Кластерного Развития
Инновации

Исследование закономерностей функционирования многоагентных систем принятия решений в региональных социальных и экономических процессах

Отношение к критическим технологиям:
-


Контактная информация

ФИО пользователя
Алгазин Геннадий Иванович


Почтовый адрес
,


ФИО руководителя проекта:
Алгазин Геннадий Иванович


Аннотация проекта

Постановка и описание научной или научно-технической проблемы, решаемой в рамках Проекта
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы исследования закономерностей функционирования иерархических систем и организаций с двумя и более центрами принятия решений на основе применения экономико-математических методов и математического моделирования. Актуальность проблемы заключается в важности объективного научного изучения потенциальных возможностей повышения эффективности региональных социальных и экономических систем, которые характеризуются сложной структурой зависимостей между их участниками, несовпадением экономических интересов, неполной и асимметричной информированностью центров принятия решений, включая решения государственных региональных и муниципальной органов власти. Исследование механизмов взаимодействия и закономерностей функционирования многоагентных систем принятия решений при несовпадении экономических интересов, неполной и асимметричной информированностью, в том числе организационно-экономических механизмов, использующих принципы самоорганизации в зависимости от степени совпадения или несовпадения экономических интересов их участников и способов информационного обмена; закономерностей формирования синергетического эффекта; выявления условий применимости принципов оптимальности решений по Нэшу, Парето и др. в реальных региональных социально-экономических процессах.


Современное состояние исследований в данной области науки, сравнение ожидаемых результатов с мировым
Современные исследования экономического взаимодействия в рыночной среде используют фундаментальные результаты таких научных школ и теорий как: неоклассическая школа (Е. Бем-Баверк, Л. Вальрас, С. Джевонс, А. Маршалл, К. Менгер, В. Парето, И. Фишер, Ф. Эджоурт и др.), из разработок которой задействована концепция о потребительской стоимости (полезности) благ, послужившая основой создания методик и моделей максимизации полезностей экономических агентов при реализации ими своих экономических интересов; школа рациональных ожиданий (Р. Барроу, Р. Лукас, Б. Маккалум, Э. Прескотт, Т. Сарджент, И. Уоллес и др.), внесшая фундаментальный вклад исследованиями риска и неопределенности в экономике, экономического равновесия, а также концепцией рационального поведения субъектов рыночной экономики; неоавстрийская экономическая школа (К. Менгер, Л. Мизес, Ф. фон Хайек и др.), развивавшая ценные для проводимых исследований идеи неполноты и асимметричности информации, а также рассматривавшая предпринимателя в качестве ведущего звена системных взимодействий; теория централизованной плановой экономики (В.В. Новоженов, Л.В. Канторович и др.), в рамках которой разработана концепция цен оптимального плана, выраженная формализовано в виде целевой функции и использованная в предлагаемых исследованиях; современная теория математического моделирования микроэкономики (А.Г. Гранберг, К.А. Багриновский, В.Л. Макаров, В.М. Полтерович, А.М. Рубинов и др.), оказавшая огромное влияние на становление данного исследования формализованным описанием экономического взаимодействия. При исследовании существенное значение отводится методам теории активных систем (В.Н. Бурков, Д.А. Новиков и др.) прежде всего для описания рыночного поведения агентов в интегрированных структурах и механизмов их стимулирования и контроля. В перечисленных научных школах и теориях не рассматривается многозвенные рыночные механизмы взаимодействия хозяйствующих субъектов, а также многосвязные системы с активными элементами, выступающими самостоятельными центрами принятии оптимальных решений. Формализованный же подход (имевший место в условиях плановой экономики) страдает отсутствием гибкости применительно к рыночным отношениям. На протяжении многих лет авторский коллектив проекта проводит теоретические и экспериментальные исследования по ряду актуальных проблем конфликтных социально-экономических систем, моделированию и конструированию эффективных компромиссов. В последнее время открылись возможности применения результатов этих исследований для углубленного анализа рыночных систем, состоящих из неоднородных элементов со сложной структурой зависимостей между ними, различными экономическими интересами и неполной асимметричной информированностью сторон. Теоретический уровень полученных результатов не уступает мировому, а в части моделирования многозвенных рыночных механизмов взаимодействия хозяйствующих субъектов, а также многосвязных систем с асимметрично информированными активными элементами, выступающими самостоятельными центрами принятия решений, превосходит зарубежные разработки в данной области науки.


Новизна подхода в решении обозначенной проблемы
Получены новые в отечественной и зарубежной науке результаты, заключающиеся в развитии математических методов моделирования и анализа механизмов принятия решений, в том числе для многоуровневых рыночных структур, включающих более чем один центр принятия решений. Новыми аспектами математического моделирования выступают введение агрегированного информационного пространства взаимодействия центра и агентов в процессе принятия решений, использование методов системного компромисса и декомпозиционных процедур автономизации зон ответственности.


Описание области применения результатов научно-исследовательской работы
Региональные социальные и экономические системы, которые характеризуются сложной структурой зависимостей между их участниками, несовпадением экономических интересов, неполной и асимметричной информированностью центров принятия решений, включая решения государственных региональных и муниципальной органов власти.


Имеющийся у коллектива научный задел по предлагаемому проекту, полученные ранее результаты, разработ
1. Разработан метод декомпозиции многосвязных стохастических систем с асимметрией информированности ее элементов. Впервые выполнена формализация различного уровня информированности в многоагентных системах принятия решений и предложен прием фиктивного выравнивая информированности элементов для целей декомпозиции системы. Выполнено доказательство оптимальности декомпозиционной процедуры. Эти результаты позволяют проводить исследование процессов управления в социальных и экономических системах в условиях реальной информированности ее элементов. 2. Исследованы процессы эволюционного развития и ряд закономерностей в порядке чередования базовых механизмов управления, различных по уровню централизации и самоорганизации. Правильное межуровневое разделение глобальной задачи управления в иерархической организации позволяет понять, сконструировать и получить систему децентрализованного управления с высоким синергетическим эффектом. Результаты показывают, что свойство целостности системы – эмерджентность, синергетический эффект, гомеостазис возникают не случайно, а в соответствии с системными законами. Это подтверждает высокую значимость теории системной организации и ее применимость при реализации проекта. 3. Предложен комплекс декомпозиционных моделей сложных систем с активными агентами, стимулирование которых осуществляется по показателям конечных результатов. Исследованы механизмы стимулирования агентов и предложены методы декомпозиции соответствующих моделей управления. Проведены исследования механизмов координации решений. Использование указанных моделей позволяет выделить и провести исследование оптимальных решений в широком классе региональных социальных и экономических процессах. 4. Предложены методы декомпозиции сложных нелинейных моделей управления и синтез механизмов принятия и реализации оптимальных решений. Построены композиционно-блочные модели иерархических систем, в рамках которой разработан единый подход к построению иерархических алгоритмов решения задач большой размерности. Рассмотрены два способа организации сбора данных для координирующего центра, использование которых позволяет обобщить методы Данцига-Вульфа, Корнаи-Липтака и предложить новые механизмы функционирования иерархических систем. Эти исследования позволяют конструировать итеративные схемы информационного обмена в иерархических системах в процессе принятия и в процессе реализации решений. 5. Разработан принципиально новый класс математических моделей для исследования конфликтов в социально-экономических системах с несовпадающими интересами и неполной, асимметричной информированностью участников о множествах выбора решений. На его основе при конструировании эффективных компромиссов впервые реализованы в качестве стратегий участников обмен информацией и распределение управляющих переменных. 6. Разработаны модели согласованного выбора участниками уровней информационного взаимодействия между собой как для систем с неравноправными участниками, когда интересы подсистем подчинены интересам центра, так и для частных случаев систем с равноправными, экономически самостоятельными участниками. 7. На модельных примерах показана возможность практического применения математических моделей системного компромисса для организации рыночных систем. Исследования показали, что введены в рассмотрение новые механизмы, имеющие не только теоретическое, но и практическое значение для изучения возможностей углубления сотрудничества при разрешении конфликтов. 8. Проведен сравнительный анализ эффективности поиска компромиссов по предложенным механизмам (более 400 парных сравнений) и ряду известным теоретико-игровым моделям. Показано, что введение в модель новых аспектов по расширению сферы сотрудничества предоставляет участникам дополнительные возможности выбора и конструирования более эффективных компромиссов. 9. С использованием информационных технологий системного компромисса, а также модели «нащупывания» равновесия П. Самуэльсона реализован новый механизм регулирования спроса и предложения на товарных рынках с торговыми посредниками. Проведены исследования свойств механизма (существования решения, сходимости, устойчивости) для важного частного случая модели рынка, являющейся обобщением для рынка с посредником модели установления равновесной цены Эванса. 10. Разработана модель рационального поведения посредника на конкурентных товарных рынках. На основе анализа условий Куна-Таккера показано, что в ряде важных случаев данной модели объем спроса потребителей равен объему предложения производителей. С использованием итерационного процесса Эрроу-Гурвица предложен новый механизм взаимодействия экономических агентов товарных рынков. 11. Разработаны математические модели, дающие возможность изучения поведения экономических систем с новыми участниками – торговыми посредниками. С их применением на формальном уровне представлены модели экономических систем с посредниками, являющиеся модификациями моделей общего равновесия Л. Вальраса, равновесия с фиксированными доходами В.М Полтеровича и модели В.Л. Макарова. Показано, что субъекты экономики имеют значительно больше стратегий по выбору равновесных (компромиссных) состояний, чем в моделях-прототипах.


Перечень основных публикаций и публичных выступлений, в которых отражены достигнутые результаты научно-исследовательских работ по проекту
-


Перечень международных, федеральных, региональных и муниципальных конкурсов, в которых проект был признан победителем
-


Текущая стадия разработки проекта
Научно-исследовательская работа


Патентная чистота научно-технического задела, его защищенность
Данный вопрос не рассматривался


Тип научно-исследовательской работы
Поисковые проблемно-ориентированные исследования


Описание основных ожидаемых научных результатов
п. 1. Исследование особенностей вертикально интегрированных структур принятия решений в экономике и разработка методических основ моделирования и анализа механизмов принятия решений, в том числе для многоуровневых рыночных структур, включающих более чем один центр принятия решений. К концу 2008 года предусмотрено провести следующие работы: – разработать комплекс математических моделей систем с многими центрами принятия решений и методов их декомпозиции; – разработать методические основы применения комплекса математических моделей для обоснования оптимальных решений и анализа функционирования различных типов ролевых систем в социальных и экономической сферах. – разработать комплекс математических моделей компромиссного урегулирования товарных рынков с посредниками с использованием стратегий обмена информацией и распределения управляющих переменных. п.2. Классификация многоагентных региональных социальных и экономических систем и исследование особенностей принятия решений и их координации. К концу 2008 года предусмотрены следующие работы: – провести обоснование принципов классификации базовых иерархических систем в региональных социальных и экономических процессах. – исследовать особенности выделенных представителей многоуровневых региональных рыночных структур и их взаимодействия с органами государственной и муниципальной власти; – провести классификацию, моделирование и анализ системного функционирования систем принятия решений на уровне региона, включающих более чем одно промежуточное звено. п.3. Разработка и исследование математических моделей, отражающих особенности принятия решений и стабилизации ролевого поведения их участников. К концу 2008 года предусмотрены следующие работы: – осуществить выявление источников неопределенности и видов риска, влияющих на процесс реализации решений на рынке промышленных и сельскохозяйственных товаров; – провести исследование внутрисистемных координирующих цен как индикаторов риска и механизма передачи системной информации. Все ожидаемые результаты являются новыми.


Ожидаемая научная, научно-техническая продукция
1) С применением моделей системного компромисса проведено исследование возможностей и построение новых механизмов урегулирования конфликтов в многоагентных социально-экономических системах, включающих более чем один центр принятия решений (товарных рынков с посредниками, корпоративных производственных систем). 2) Проведен анализ известных в теории иерархических систем процедур обоснования решений и сформулирован обобщенный принцип системной оптимальности решений – устойчивые парето-оптимальные решения. Проведена разработка базовых математических моделей обоснования таких решений и показано, что устойчивость (стабильность) решений и заинтересованность участников системы в их реализации достигается специальными организационно-экономическими и административными механизмами, в том числе с использованием процедур контроля. В ряде случаев экономической основой стабилизации решений могут использоваться уступки и побочные платежи центра и агентов. Эффективно применение систем стимулирования агентов, направленного на получение высоких конечных результатов. 3) Проведено построение комплекса новых механизмов финансирования франчайзинговой деятельности в четырехагентных системах «потребители-франчайзи-франчайзер-инвесторы», включающего: механизмы самофинансирования фирм-франчайзи, механизмы формирования доходов фирм-франчайзи, механизмы финансирования головной фирмой-франчайзером, механизмы возврата инвестиций франчайзеру, механизмы финансирования инвесторами, механизмы возврата инвестиций инвесторам. 4) Осуществлена постановка задачи синтеза оптимальных механизмов финансирования франчайзинга и оценки их эффективности, а также проведено её решение на важных частных модельных примерах, имеющих прикладную значимость. 5) Разработаны модель и механизмы достижения равновесия в многоагентной экономической системе, в которой, посреднические звенья, активно взаимодействуя с другими экономическими агентами по установлению цен и объемов рыночных сделок, могут существенно влиять на процессы согласования интересов сторон и распределения доходов, формируемых в системе. Среди этих механизмов следует выделить механизмы рационального поведения посредника на конкурентном товарном рынке, в которых посредник, осуществляя координацию товарных потоков путем назначении цен спроса и цен предложения, стремится к достижению состояния равновесия рынка таким образом, что локально-оптимальные решения задач потребителей и производителей являются одновременно для него оптимальными. 6) Разработана методика проведения модельных исследований структурных вариантов функционирования многоагентной торговой системы, отличающихся правилами распределения приоритетов между хозяйствующими субъектами товарного рынка (потребителями, посредниками, производителями) в выборе управлений (цен спроса и предложения, объемов рыночных сделок). Проведены сравнительный анализ эффективности и ранжирование структурных вариантов по получаемой экономической выгоде субъектами товарного рынка и по эластичности спроса по цене. 7) Разработана методика компьютерного моделирования и проведения численных экспериментов по формированию прибыли предприятия-посредника от разовых торговых сделок по конкретным товарам в многоагентных системах в условиях отсутствия классического рыночного равновесия. Базовой является модель прибыли посредника от торговой сделки по конкретному товару, как результата взаимодействия и принятия решений в трехзвенных (производитель, посредник, потребитель) иерархических системах. Апробация методики на ряде промышленных предприятий-посредников Алтайского края показала, что ее применение дает возможность построения надежных моделей для оценки и прогноза их прибыли. 8) Разработана экономико-математическая модель изменения состояния многоагентного товарного рынка с торговыми посредниками при изменении дохода потребителей, учитывающая ориентацию рыночных отношений на имеющийся спрос; рассмотрены важные частные случаи применения данной модели. Представлены также некоторые возможности применения современной компьютерной графики в изучении поведения товарных рынков с посредниками, проиллюстрированные на этой модели. 9) Предложено использовать две математические модели для информационного отображения региональных социально-экономических систем: общую информационную модель и совокупность пользовательских моделей, форма и содержание которых определяется характером решаемой задачи. Представлены способы построения общей информационной модели. Дается оценка точности модельного представления объектов в различных условиях их наблюдения. Результаты исследования позволяют провести согласование противоречивых требований между точностью описания и простотой пользовательской модели, которая допускала бы наглядное представление закономерностей моделируемого процесса


Срок реализации Проекта (месяцев)
24


Необходимый объем финансирования (тыс. руб.)
300000


Ключевые слова

-


Графические, презентационные, текстовые и иные материалы к проекту

-