Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Имитационное моделирование объектов с хаотическими факторами

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Имитационный анализ и моделирование баланса сил государств мира с учетом хаотических факторов

Концепция мирового развития человечества в новом глобальном мире в настоящее время резко изменяется из-за наличия сильной взаимозависимости государств и их объектов, в том числе функций, а также появления новых межгосударственных и мировых центров управления определенными действиями или целями. Эти центры зачастую созданы недемократическим образом группой определенных стран мира.

История Земли и человечества развивается таким образом, что не далек период, когда будет создано несколько глобальных объединений государств на основе Новой Вестфальской формации [18]. Не будем описывать эту формацию мирового управления, а только покажем основные принципы и функции:

Баланс сил в глобальном мире.

Разнообразие традиций.

Мгновенные коммуникации к революционным политическим переменам.

Укрепление стремления к свободе.

Порядок без свободы.

Законы, которые закрепляют «каркас порядка».

Комплекс справедливых договоренностей и распределения власти в мировой структуре.

Примеры таких возможных объединений или центров показаны в табл. 4.7.

Таблица 4.7

Некоторые варианты глобальных объединений мира в будущем

США и Западная Европа (ЕС), Япония № 1

Страны БРИКС — Бразилия, Россия, Индия, Китай, ЮАР и др.

No 2

Около 1 млрд чел.

Около 3 млрд чел.

Обратим внимание на первый принцип, который, видимо, является основным — баланс сил в глобальном мире. Паритет сил по всем функциям мировых объединений стран образует общий баланс сил, который может позволить сохранять нормальные отношения с такими же объединениями. Но баланс сил объединений стран может быть достигнут при обеспечении пропорциональности сил по основным функциям объединений. Структура национальных интересов по функциям жизнедеятельности глобальных объединений государств показана на рис. 3.2. Данную структуру можно использовать для построения общей модели поставленной проблемы.

Общая имитационная модель проблемы требует учитывать следующие факторы: «необходимое разнообразие», в которое входят элементы, определяющие основные функции объединений: природа, климат, территория, политика, экономика, образование, наука и другие элементы или функции, в том числе хаотические факторы. В это образование также входит доступная величина энергии данного объединения, наличие ресурсов и др. факторы. Модель использует иерархическую целевую функцию управления, которая определяет требуемую пропорциональность основных факторов, действующих в новом глобальном обществе. Граница «необходимого разнообразия» должна иметь запас прочности по всем функциям.

Граница определяет величину факторов, из которых состоят данные функции жизнедеятельности определенного объединения, и задается, в основном, по финансовым показателям. Поэтому, для начала, рассмотрим более простую имитационную модель с учетом наличия финансовых показателей по основным функциям и определим требуемый паритет сил, который зависит от основных показателей данного объединения государств или группы государств, которые могут существовать без войны. Выберем, для примера, два крупных объединения государств: США, ЕС Европы, Япония — объединения № 1 и Китай, Индия, Россия, Иран — объединения № 2.

В качестве основных показателей функций возьмем данные 2014 г.: величину ВВП ($), численность населения R (чел.), социальное единство R/1 (/ — количество партий), годовой бюджет в ($), наличие полезных ископаемых НПИ (млрд куб. м. газа), военный бюджет (S), уровень НИОКР ($) от ВВП, площадь территории Т (кв. км), ядерный арсенал (шт.) (см. табл. 4.8 и табл. 4.9 ).

Имитационное исследование создает не только качественно новые возможности исследования глобальных систем или систем большой сложности и, в том числе, может оценивать паритет сил различных прогнозных мировых объединений стран.

Для этого рассмотрим принципы квазиоптимального управления на основе критерия пропорциональности. Критерий пропорциональности или баланс сил можно реализовать на нашей имитационной модели с учетом основных функций или показателей жизнедеятельности объединенных государств и действия на них хаотических факторов.

Целевые функции для глобальных объектов и их имитационных моделей, как правило, многокомпонентны и требуют определенной пропорциональности действий. Можно сказать, что имитационные модели могут управлять глобальными системами или объектами в форме квазиоптимальных решений по критерию относительной пропорциональности.

Обозначим через Hv Н2,..., Нп нормативы или показатели функций некоторой глобальной системы или объединений государств, где i — вид показателя, i = 1 ,п. Цель или норматив задает определенное числовое значение каждой функции. Введем также показатель фактической величины функции этой структуры в виде d{,d2 ..., dn> которая фиксирует реальную функцию или ее показатель. В этом случае показатель эффективности функции или показатель i системы можно задать в виде относительной степени или величины функции d( к доле норматива Н., т.е. Wi,

Величина W— это величина ^относительно величины норматива функции Нг Степень относительного недопотребления выражается в процентах или в долях единицы.

Показатель степени недопотребления еще не является целевой функцией, это только один показатель. Вполне разумно потребовать, чтобы показатель недопотребления был одинаковым для всех функций глобальной системы, т.к. это будет справедливо по отношению к установленным нормативам #( и может определить баланс сил объединений. Для этого введем условие равенства относительного недопотребления для всех функций, а именно:

Это условие является уже целевой функцией, которую можно назвать целевой функцией пропорционального развития данного объединения. Когда эта целевая функция имеется для одного или другого объединения, то можно определить отличие одного объединения от другого по основным функциям или показателям и, фактически, определить их баланс сил.

Однако на каждое объединение действуют определенные хаотические факторы и их множество. Выберем некоторые из них, которые можно назвать искусственными (тайные и ошибочные) хаотические факторы. Тайные факторы определяются следующим образом: Сх разрушение материальных объектов и других материальных ценностей государства, С2 разрушение моральных ценностей, С3 наличие и попытки гражданской войны, С4 создание хаоса, С5 деградация государственности, С6 смена власти за счет изменения массового сознания и точечного силового воздействия, С7 кибервойна и информационная война, С8 информационные способы внедрения тайных хаотических факторов.

Ошибочные факторы объединения государств могут быть в основном такими: С9 объединение систем, С10 фактор коррупции и т.д. [26].

Существуют также способы защиты от хаотических факторов. Ниже приведены основные способы: управлять глобальной системой аккуратно и мягко — противофазный — %2против фазы (на 180 градусов) от хаотического фактора; разделить глобальную систему на локальные части, — х3; перестройка структуры — х4; централизация — более жесткое управление глобальными системами — антикоррупция — менять принципы полномочий управленцев — х6.

С учетом этих факторов можно записать квазиоптимальную пропорциональную функцию объединений в форме:

где (Cj) — множество значений хаотических факторов,./ = 7...р;

X,— множество способов защиты от хаотических факторов, l = l...z,

Sj — критерий важности функции.

Критериальные показатели баланса сил в табл. 4.10 показывают отличия показателей данных объединений. Для определения величины Hi используются максимальные для данных объединений функции (см. табл. 4.8,4.9).

Будем рассматривать только объединение № 2, в котором мы можем находиться (см. табл. 4.10) по отношению к объединению № 1. Баланс сил между объединениями может быть установлен при достижении объединением № 2 величины коэффициентов: для ВВП — 0,77, годовому бюджету — 0,26, бюджету на оборону — 0,442 и бюджету на НИОКР — 0,17.

Потери объединения № 2 ВВП из-за хаотических факторов и наличие способов защиты составляет 9,08 трлн $. Величина общего бюджета меньше величины бюджета объединения № 1 на 8528 млрд $, а бюджет обороны меньше на 461,2 млрд $ и бюджет НИОКР меньше на 813 млрд $. О чем это говорит? Это говорит о том, что по данным функциям объединение № 2 уступает объединению № 1.

Основные показатели баланса сил объединения № 1

Страны

ВВП (трлн $)

R (чел. 2014 г.)

R/I

социальное

единство

Годовой бюджет 2014 г. млрд $**

нпи

(млрд м3 газа)

Бюджет 2014 г. на оборону* млрд $

Бюджет на НИОКР*

млрд $

Т (км2)

Ядерный

арсенал

(штук)

США

17,4

321-106

156-106

3650,526

687

610

450

9,6-108

7530

ЕС

17,6

501-106

83,5-106

5753,020

138

170

360

3,8-108

290

Япония

4,63

126-106

80-106

2160

1

45,8

166

0,04-108

-

Общий уровень

39,63

948-106

319,5-106

11 563,546

826

825,8

976

13,44-108

7820

* По данным SIPRI 2014 г. ** По данным ЦРУ 2014 г.

Таблица 4.9

Основные показатели баланса сил объединения № 2

Страны

ВВП

(трлн $)

R (чел. 2014 г.)

R/I

социальное

единство

Годовой бюджет 2014 г. млрд $**

НПИ

(млрд м3 газа)

Бюджет 2014 г. на оборону* млрд $

Бюджет на НИОКР*

млрд $

Т (км2)

Ядерный

арсенал

(штук)

Китай

18,1

1372-106

1203-106

2292

117,1

216,1

100

9,5-108

250

Индия

7,4

1276-106

396-106

205,3

33,7

50,0

11

3,3-108

100

Россия

3,75

146106

93-106

440,1

668,1

84,5

38,42

17-108

8000

Иран

1,3

79-106

79-106

103

166,6

14,0

13

1,6-108

-

Общий уровень

30,55

2873-106

177 МО6

3040,4

985,5

364,6

162,42

31,4-108

8350

По данным SIPRI 2014 г. * По данным ЦРУ 2014 г.

Критериальные показатели баланса сил

Показатели

ВВП

(трлн $)

R (чел. 2014 г.)

R/I

социальное

единство

Годовой бюджет 2014 г. млрд $

нпи

(млрд м3 газа)

Бюджет 2014 г. на оборону млрд $

Бюджет на НИОКР

млрд $

Т (км2)

Ядерный

арсенал

(штук)

Максимальная величина по всем показателям объединения

39,63

2873-106

177 МО6

11 563,546

985,5

825,8

976

31,4108

8350

Отличия показателя объединений от максимального

9,08

1925106

1451,5106

8523

159,5

461,2

813

20,96-108

820

Критерий

пропорциональности объединения № 1

1

0,33

0,18

1

0,84

1

1

0,42

0,9

Критерий

пропорциональности объединения № 2

0,77

1

1

0,26

1

0,442

0,17

1

1

Критерий Ж,(/) объединения № 1 с коэффициентом важности Sj

0,1

0,099

0,018

0,1

0,042

0,15

0,1

0,0585

0,045

Критерий fV2(t) объединения № 2 с коэффициентом важности St

0,077

0,3

0,1

0,026

0,05

0,0221

0,017

0,15

0,05

На основе соотношения W(t) построена структурная имитационная модель (рис. 4.6), в которую введены тайные и ошибочные хаотические факторы. Тайные факторы С2,3,4,5,6,7,8 действуют на функцию dv а ошибочные с9 и с10 на функции d4, d6, d7. Эксперты оценивают воздействие хаотических факторов, влияющих на уменьшение реальной величины функции dt, для каждой соответствующей функции. Величина функций тайных факторов, влияющих на объединение № 2, оценивается 0,1, а сумма ошибочных факторов с9 и с|0 на функции d4, d6, d7 равны 0,2; 0,1; 0,2.

Способы борьбы с хаотическими факторами 5 и 6 применимы для функций d4, de, d1 и составляют по величине 0,1 и 0,1, которые действуют на объединение № 2.

Для того чтобы определить важность функций критерия применяют коэффициенты важности 5., которые также задают эксперты.

Коэффициенты важности 5,. для объединений определяются от доли единицы и равны 5, = 0,1, S2 = 0,3, S3 = 0,1, S4 = 0,1, S5 = 0,05, S6= 0,1, ^7 = 0,15,^8 = 0,05.

Общую функцию недопотребления для каждого объединения стран можно вычислить с учетом важности Si по всем функциям, т.е.:

Общие балансы сил двух объединений равны Wxo6{t) = 0,7125 и (0 = 0,792.

Данные, полученные от имитационной модели, можно оценить в форме примера, т.к. данные по величине функций взяты из интернета и могут быть неточными и данные экспертов могут отличаться. Структура данной модели может применяться для более точных данных. Естественно, в статье показана имитационная модель управления объединениями с одним уровнем, где анализируются основные функции объединений. Более точно баланс сил можно определить при введении дополнительных уровней управления. Данная имитационная модель может применяться для определения баланса сил основных мировых объединений.

Структурная имитационная модель функций мировых объединений для определения баланса сил

Рис. 4.6. Структурная имитационная модель функций мировых объединений для определения баланса сил

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

  • 1. Что такое турбулентность процессов?
  • 2. Какие принципы управления глобальными системами с наличием хаотических факторов?
  • 3. Способы имитационного управления глобальных систем?
  • 4. Какие существуют универсальные имитационные модели (УИМ)?
  • 5. Что такое многокритериальный подход и условия заданного компромисса?
  • 6. Понятие квазиоптимального критерия управления глобальными системами?
  • 7. Какие хаотические факторы и их формы существуют для бюджета России?
  • 8. Расскажите, какова система имитационного моделирования многоуровневой системы с учетом наличия хаотических факторов?
  • 9. Приведите пример имитационного моделирования промышленных объединений с учетом хаотических факторов.
  • 10. Что такое имитационный анализ моделирования баланса сил государств мира с учетом хаотических факторов?
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>