4.5. Структура модели

4.5.1. Определение входов и выходов

Структура модели транспортной системы определяет вид и харак­тер связи между входами (х и u) и выходами (у) модели системы независимо от конкретных значений параметров. Процесс определения структуры модели состоит из следующих стадий: определение входов и выходов; экспертное ранжирование входов и выходов; декомпози­ция модели; выбор структурных категорий модели.

Для определения структуры модели как преобразователя типа “черного ящика” со многими входами и выходами необходимо опре­делить, какие именно входы и выходы системы будут включены в ее модель. Для этого определяют все возможные показатели и из них выделяют наиболее существенные, т.е. такие, которые наиболее сильно влияют на осуществление целей транспортной системы.

Система связана со средой бесчисленным числом связей, опреде­ляющих ее состояние. При разработке модели должны быть выявлены наиболее сильные, существенные связи, получено минимальное число взаимодействий транспортной системы со средой. Однако, прежде чем это осуществить, необходимо перечислить все наблюдаемые связи. Их можно подразделить на три типа:

- неуправляемые, но контролируемые связи (х), характеризующие воздействие среды на транспортную систему (из них образуются неуправляемые входы);

- управляемые связи (и), с помощью которых можно целенаправ­ленно изменять состояние транспортной системы (из них образуются управляемые входы);

- информирующие связи (у), позволяющие определить состояние транспортной системы (из них образуются выходы системы).

Неуправляемые связи (х) должны удовлетворять следующим двум требованиям: они должны влиять на реализацию целей системы, эффективно и просто измеряться и контролироваться. Если параметр х₁ не измеряется, т.е. не существует методов его измерения или они слишком сложны или дороги, то эту связь нельзя учесть и она должна рассматриваться как случайная помеха .

Процесс отбора учитываемых факторов среды производится обычно экспертным методом, т.е. с привлечением специалистов (экс­пертов), хорошо знающих систему и среду.

Критериями отбора управляемых связей являются:

- воздействие связи на состояние объекта, т.е. возможность компен­сировать негативные изменения этого состояния, вызванные различ­ными факторами как среды, так и самого объекта;

- управляемость, т.е. возможность оперативно без существенных затрат изменять состояние каналов воздействия на объект. Управля­емые параметры определяются также экспертным путем.

Информационные связи должны удовлетворять двум требованиям - нести информацию о выполнении целей функционирования системы, надежно и оперативно контролироваться (измеряться).

Число выбранных параметров входов и выходов на этом этапе должно быть несколько больше, чем будет реализовано в системе. Такая избыточность необходима для осуществления эффективного отбора наиболее существенных факторов на следующем этапе.

4.5.2. Экспертное ранжирование входов и выходов

Так как модель не должна отражать абсолютно все стороны объек­та, т.е. не должна быть во всем адекватной системе, то из отобранных параметров необходимо выявить наиболее существенные. Для этого проводят их ранжирование, т.е. расположение факторов х в порядке их существенности. На первом месте стоит самый существенный, следом за ним менее существенный и т.д. Задача определения рангов решается экспертами и сводится к организации экспертного опроса, с тем чтобы получить искомые ранги и оценить их достоверность, т.е. согласованность экспертов.

Для этих целей применяются два метода - непосредственного ранжирования и парных сравнений. В первом случае эксперты сразу присваивают ранги факторам, которые им представлены для ранжи­рования, во втором - используется парное сравнение факторов, что упрощает задачу эксперта, но требует дальнейшей обработки резуль­татов для получения ранжированного ряда.

При назначении рангов эксперты должны соблюдать следующие условия:

- высказывать свое мнение независимо друг от друга, т.е. до ранжи­рования они не должны знать мнения других экспертов;

- сумма рангов, назначенных всем факторам, должна быть одина­кова;

- если эксперт какие-то q факторов считает эквивалентными или одинаковыми по важности, то он присваивает им один ранг. Этот ранг равен среднему из таких целых рангов, которые получились бы при условии, что эксперту удалось их проранжировать. Например, экви­валентность четырех факторов (q = 4), стоящих на третьем месте в ранжированном ряду, приводит к равенству их рангов: К₃ = К₄ = К₅ = = K₆ = (3 + 4+ 5 + 6)/4 = 4,5. В этом случае ранги могут быть дробными.

Для оценки результатов всякого опроса вводится критерий, характеризующий согласованность экспертов. Чем выше эта согла­сованность, тем в большей степени можно „верить" результатам опроса. Критерий согласованности W экспертов

(4.29)

где n - число рангов; K_i - ранг i-эксперта.

При W= 0 мнения экспертов полностью расходятся, а при W = 1 они высказываются единогласно. Чем более единодушны эксперты, тем более достоверными можно считать результаты ранжирования.

При методе парных сравнений эксперту предлагается проранжировать факторы попарно. При этом

(4.30)