Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Поваляев Анатолий Дмитриевич. Информационно-методологическое и инструментальное обеспечение мониторинга для управления региональной научно-технической системой : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.13.10 / Поваляев Анатолий Дмитриевич; [Место защиты: Кур. гос. техн. ун-т].- Курск, 2008.- 36 с.: ил. РГБ ОД, 9 08-5/1792

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Социально-экономический прогресс индустриально развитых государств в условиях глобальной информатизации основывается на постоянной оценке и интенсивном использовании накопленного передового научно-технического потенциала. На сегодняшний день развитие научно-технического потенциала и эффективное применение его результатов имеет первостепенное значение для регионов РФ, выступающих в современном политическом и правовом поле в роли основного системообразующего компонента государства. Системам социально-экономического управления разных уровней региона, и входящим в него образовательным, научным и/или производственным организациям, являющимся как создателями, так и пользователями научно-технических достижений и инноваций, требуется единая информационная среда. Управление научно-техническим потенциалом в регионах не может осуществляться без своевременной, полной и достоверной информации. Информационная поддержка мероприятий, выполняемых в целях достижения преимущественного социально-экономического состояния региона, осуществляется на основе систем мониторинга. Системы мониторинга, включающие в себя помещения, оборудование, вычислительную технику, финансовые, информационные, программные и телекоммуникационные ресурсы, а также кадровый состав, относятся к каноническому типу социально-экономических организаций, интегрированных в макросистему управления регионом и являющихся ее неотъемлемой частью. Основные функции систем мониторинга редуцируются к следующему списку: сбор, обработка, анализ, хранение и передача информации; подготовка моделей научно-технических объектов и отношений между ними; ведение информационных баз данных для обеспечения поддержки принятия и реализации управленческих решений; формирование единого информационного пространства системы мониторинга при совместимости информационных, программных и аппаратных средств вычислительной техники и телекоммуникаций.

В нашей стране на современном этапе создания региональных систем мониторинга научно-технического потенциала сложилась проблемная ситуация, сущность которой заключается в том, что исследования и разработки в разных регионах ведутся конфиденциально и разрозненно при явном отсутствии единой информационно-методологической платформы. Вместе с тем не нашли своего приемлемого для практики решения проблемы формализации и постановки задач структурной, функциональной и ресурсной оптимизации, разработки методов их решения, планирования и организационно-технического управления системами регионального мониторинга, создания распределенной базы данных и ее информационно-телекоммуникационной среды.

Приведенная проблемная ситуация приводит к постановке основной решаемой проблемы диссертационного исследования, которая заключается в создании объединенных единой концептуальной схемой математических моделей, информационно-методологического и инструментального обеспечения для анализа и синтеза структурно-функциональной организации региональных систем мониторинга в целях информационной подготовки принятия адекватных управленческих решений в распределенных социально-экономических и научно-технических системах регионов.

Актуальность и перспективность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разрешения возникших противоречий в области систем мониторинга научно-технического потенциала, возможностями создания новых эффективных и реорганизации уже существующих региональных систем мониторинга на основе современных информационных технологий, средств вычислительной техники и телекоммуникационных систем.

Работа выполнена в рамках одного из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета "Проблемно-ориентированные системы управления", серии НИР, выполненных по направлению «Инфраструктура научно-инновационной деятельности» по заказу Минобрнауки РФ: «Интеграция вузовской науки на межобластном уровне как основа развития научно-технического потенциала областей, входящих в Ассоциацию экономического взаимодействия «Черноземье» (Ассоциация «Черноземье») (№ ГР 01.200.117853), «Разработка системы мониторинга научно-технического потенциала региона» (№ ГР 01.20.0012575), «Анализ состояния научно-технической сферы областей «Черноземье» и разработка мер активизации научно-инновационной активности» (№ ГР 01.200.117676), «Научно-методические основы построения системы инновационного мониторинга научно-технического потенциала» (№ ГР 0120.0407233), «Концептуальные основы создания комплексной системы маркетингового обеспечения коммерциализации новых технологий» (№ ГР 0120.0505529) и ряда работ, выполненных по заказу Администрации Воронежской области, и Ассоциации экономического взаимодействия «Черноземье», в которых автор являлся научным руководителем (ответственным исполнителем).

В работе в качестве объекта исследования выступает региональная распределенная система мониторинга научно-технического потенциала, а предметом исследования являются существенные связи и закономерности функционирования объекта исследования для создания теоретических положений и инструментальных средств анализа и синтеза его эффективной структурно-функциональной организации.

Объектом мониторинга и его пользователями являются органы управления региона, научно-образовательные, научно-исследовательские и научно-технические организации, а также ведущие ученые региона.

Цель работы и задачи исследования. Целью работы является создание информационно-методологического и инструментального обеспечения процессов анализа и синтеза функциональных подсистем и системно-структурной организации эффективных распределенных систем мониторинга научно-технического потенциала, обеспечивающих принятие решений в социально-экономической и организационной подсистемах регионов.

Информационно-методологическое обеспечение по организации регионального мониторинга научно-технической сферы представляется в виде взаимоувязанного объединения моделей, методов решения оптимизационных задач, ее постановки с учетом специфических ограничений, и алгоритмизации процессов в них.

Инструментальное обеспечение включает в себя модели, базы данных, алгоритмические, программные и технические средства регионального мониторинга.

Для достижения поставленной цели требуют своего решения следующие основные задачи:

  1. Провести анализ состояния проблемы систем мониторинга распределенных организационно-технических типовых систем типового регионального масштаба.

  2. Определить организационно-технические и экономические пути повышения эффективности функционирования системы мониторинга научно-технических систем.

  3. Разработать обобщенную модель региональной научно-технической системы, учитывающую ограничения на общий объем наблюдений при принятии решений.

  4. Осуществить оптимизацию региональной системы мониторинга для обеспечения средне- и долгосрочного планирования наблюдений за состоянием распределенных научно-технических объектов при ограничениях на ресурсы.

  5. Осуществить постановку и алгоритмизацию решения задач оптимизации мониторинга, обеспечивающих актуализацию данных при принятии решений.

  6. Разработать концептуальную модель структурно-функциональной организации и обосновать внешнесистемные характеристики системы мониторинга для подготовки принятия решений по управлению научно-технической сферой типового региона.

  7. Разработать реализационные основы единой распределенной базы данных и ее телекоммуникационных компонент и организационно-технические инструменты реализации системы мониторинга.

Методы исследования. В работе использованы методы теорий: управления; принятия решений; статистической обработки данных; математического и имитационного моделирования; оптимизации и массового обслуживания; алгоритмов; графов, а также достижения теоретического и прикладного программирования.

Научная новизна. К результатам работы, отличающимся научной новизной, относятся:

  1. Информационно-методологическое обеспечение в виде объединенных единой концептуальной схемой моделей и эвристических методов, отличающихся учетом специфических ограничений на объем наблюдений и обеспечивающих кратко- и среднесрочное планирование в процессе сбора, обработки и подготовки информации, необходимой для принятия решений в распределенных объектах мониторинга. С этой целью впервые:

создана модель клиентской базы с учетом различных категорий клиентов, осуществлена постановка задачи оптимизации функционирования системы мониторинга, разработаны аналитико-эвристический метод ее решения и его алгоритмическая реализация;

осуществлена формализация и постановка задачи оптимизации своевременности мониторинга и разработаны эвристический метод и алгоритм решения, что предотвращает искажения исходных данных при принятии решений;

выполнена поставка задачи ресурсной оптимизации объектов мониторинга или его пользователей, разработан эвристический метод и алгоритм ее решения, отличающиеся учетом ограничений на совокупные ресурсы.

  1. Разработан не имеющий аналогов механизм использования функции распределения нагрузки; приведены результаты эксперимента и их интерпретация при исследовании влияния распределяющей функции входящего потока заявок на производительность системы мониторинга. При этом производительность систем мониторинга в зависимости от конкретных условий может достигать двукратного преимущества по отношению к аналогам.

  2. Выполнена постановка и алгоритмизация решения задач оптимизации мониторинга с использованием метода штрафных функций, обеспечивающих получение своевременных, достоверных и полных данных для принятия решений. В результате своевременность мониторинга, являясь управляемым параметром, приводится к допустимому интервалу времени с нулевым отклонением от его нижней границы. С другой стороны, своевременность мониторинга не приводит к существенным потерям пользователей при отклонениях от верхней границы.

  3. Создана математическая модель информационно-телекоммуникационной среды как многоканальной системы массового обслуживания, впервые содержащей механизм равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими каналами с неоднородными интенсивностями обслуживания путем введения распределяющей функции специального вида, обеспечивающей измерение характеристик системы массового обслуживания и оптимизацию работы сети и позволяющей осуществлять имитационное моделирование для получения параметров и функциональных зависимостей, необходимых для принятия адекватных решений.

  4. Разработана концептуальная модель системы информационной поддержки принятия решений, отличительной особенностью которой является использование: интеграции информационного пространства в рамках типового научно-технического объекта мониторинга, а также использование не имеющего аналогов механизма распределения входящего потока данных между серверами системы мониторинга, обеспечивающего равномерность нагрузки между каналами; многоканальности и неоднородности интенсивности обслуживания, что в совокупности позволяет создать единое информационное пространство региона на основе единой распределенной базы данных для принятия адекватных решений.

  5. Сформирован и обоснован пакет объектов информационного покрытия, представляющих интерес с точки зрения создания и реализации информационно-телекоммуникационных компонент единой распределенной базы данных научно-технических, образовательных и инновационных проектов, ведущих ученых региона и потенциальных субъектов-пользователей, а также комплекс специфических мероприятий, реализация которых обеспечивает решение задач оперативного мониторинга.

  6. Реализована имеющая новые существенные связи и закономерности функционирования организация системы мониторинга научно-технической сферой региона, особенностью которой являются: наличие структурно-функциональных компонентов многоканальной системы связи и массового обслуживания разнородных заявок; устройства распределения данных между серверами информационной системы, обеспечивающие качество внешнесистемных характеристик системы и повышение эффективности получения и обработки информации для принятия решений пользователями и органами управления социально-экономической системы региона. Основное преимущество предлагаемой структурно-функциональной организации заключается в том, что система не требует изменения базовых структур и функций ее участников и создается на основе существующих центров новых информационных технологий при решении задач оптимизации трафика действующими в регионе провайдерами.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный комплекс оптимизационных моделей и инструментальных средств позволяет:

обеспечить эффективное управление региональной научно-технической сферой на основе организации рационального мониторинга и информационных технологий;

осуществлять объективный анализ эффективности функционирования распределенных научно-технических объектов.

Результаты вычислительного эксперимента по исследованию влияния распределительной функции входящего потока заявок на производительность информационно-телекоммуникационной системы открывают реальные возможности увеличения производительности системы мониторинга при рациональном подборе значения регулирующего параметра.

Разработана концептуальная структура телекоммуникационной подсистемы системы мониторинга, типовые процедуры обработки данных и взаимодействия их с базой данных; организационные, информационные и телекоммуникационные принципы интеграции разрозненных объектов в единую систему на уровне региона, как типовые проектные решения телекоммуникационной интеграции распределенной корпоративной системы на уровне высшего учебного заведения, города, области и региона, которые являются развитием действующей инфраструктуры локальных научно-образовательных сетей вузов Центрально-Черноземного региона. Типовые решения при дальнейшем развитии могут быть адаптированы под конкретные научные, образовательные и промышленные организации городов региона.

Проектная реализация информационных компонент концепции позволила осуществить полномасштабный мониторинг научно-исследовательской, образовательной и инновационной деятельности ученых региона, проведенный при выполнении НИР по заказу Администрации Воронежской области и Ассоциации «Черноземье».

Положения, выносимые на защиту:

  1. Информационно-методологическое обеспечение в виде моделей, методов решения оптимизационных задач, их постановки и алгоритмизации для принятия решений по организации регионального мониторинга научно-технической сферы и реализации кратко- и среднесрочного планирования в процессе получения информации с учетом специфических ограничений на общий объем наблюдений и размерность объектов мониторинга.

  2. Математическая модель информационно-телекоммуникационной среды как многоканальной системы массового обслуживания, обеспечивающая измерение ее характеристик и оптимизацию функционирования и учитывающая параллельность каналов, неоднородность интенсивностей обслуживания и механизм равномерного распределения нагрузки между каналами системы путем введения распределительной функции специального вида. Обобщенный алгоритм модели оптимизации регионального мониторинга.

  3. Концептуальная модель системы информационной поддержки принятия решений, обеспечивающая интеграцию информационного пространства и повышение эффективности получения и обработки информации для управления научно-технической сферой региона.

  4. Инструментальное обеспечение системы мониторинга в виде алгоритмических средств решения задач оптимизации и структурно-функциональная организация системы мониторинга регионального уровня, содержащая новые существенные связи и функциональные подсистемы, реализованные на основе существующих аппаратных платформ вычислительной техники и телекоммуникаций, с единой распределенной базой данных, выступающей в роли интегратора информационного пространства для множества пользователей.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертации реализованы в Воронежском государственном техническом университете, Ассоциации «Черноземье», Региональном научно-координационном центре "Ренакорд" (Воронежское представительство Федерального фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере) и других организациях и органах управления в форме методов, методик и технологий регионального научно-технического мониторинга и инструментов его рационализации.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика конструирования и обеспечения надежности и качества электронной аппаратуры и приборов» (Москва, 1984); конференции «Реализация региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района» (Воронеж, 1997); Международной научно-практической конференции «Управление инновационно-инвестиционными процессами на основе вовлечения в хозяйственный оборот интеллектуальной собственности и качеством подготовки специалистов в регионах России» (Орел, 2002); Международной научно-практической конференции «Социально-экономическое развитие регионов: реальность и перспективы» (Воронеж, 2003); VIII - IX Международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации» (Воронеж, 2003, 2004); IV Международной научно-практической конференции «Финансовые проблемы РФ и пути их решения: теория и практика» (Санкт-Петербург, 2003); Международной конференции «Современные сложные системы управления» (Воронеж, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Наука и инновационные технологии для регионального развития» (Пенза, 2003); Международной научно-практической конференции «Единое информационное пространство 2004» (Днепропетровск, Украина, 2004); Международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2004); Международной научно-практической конференции «Составляющие научно-технического прогресса» (Тамбов, 2005); VIII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» (Москва, 2005), Международной конференции и Российской научной школы «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий Инноватика 2004 - 2007» (Москва-Сочи, 2004 – 2007).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 44 научных работах, приведенных в конце автореферата, в том числе одной монографии, 13 – в изданиях, рекомендованных ВАК России, и в 5 отчетах о НИР, прошедших государственную регистрацию во ВНТИЦ.

В работах, опубликованных в соавторстве, личный вклад автора состоит в следующем: [1, 2, 17, 21, 23, 25, 27, 41, 44] - методология и эвристические методы планирования мониторинговых исследований научно-технического потенциала и оптимальное управление распределенными организационно-экономическими системами; [3, 26, 29, 30] – технология и механизмы управления качеством в распределенной организационно-экономической системе; [4, 11, 13, 19, 33] - постановка и алгоритмизация решения задачи оптимизации своевременности мониторинга, предотвращающая искажение исходных данных в подсистеме принятия решений; [6, 7, 12, 37, 38] - алгоритмы ресурсной оптимизации регионального мониторинга, учитывающие ограничения на совокупные ресурсы; [5, 10, 16, 24, 42] - концепция информационно-телекоммуникационной интеграции информационного пространства в рамках единой корпоративной системы; [8, 9, 40, 43] - механизм распределения входящего потока данных между серверами информационной системы; [15, 22, 34, 35, 36] - модель информационно-телекоммуникационной системы и ее компонент в статике и динамике функционирования; структура информационного обеспечения системы управления сведениями о научно-педагогических коллективах, образовательных и научно-исследовательских учреждениях, ведущих ученых региона, уникальном технологическом и аналитическом оборудовании, законченных научно-исследовательских проектах, основных научных направлениях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы из 214 наименований. Основная часть работы изложена на 244 страницах, содержит 19 таблиц и 76 рисунков.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net