Meaning of an agent-based modelling in monitoring the implementation of the strategy of socio-economic development of the region
Table of contents
Share
Metrics
Meaning of an agent-based modelling in monitoring the implementation of the strategy of socio-economic development of the region
Annotation
PII
S265838870006691-3-1
DOI
10.33276/S265838870006691-3
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Elena Sushko 
Occupation: Leading Researcher
Affiliation: CEMI RAS
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovsky prospekt, 47
Valeriy Makarov
Occupation: Scientific Director
Affiliation: CEMI RAS
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovsky prospekt, 47
Albert Bakhtizin
Occupation: Director
Affiliation: CEMI RAS
Address: Russian Federation, Moscow, Nakhimovsky prospekt, 47
Edition
Abstract

The paper discusses the use of agent-based modeling in the preparation of management decisions. The capabilities of agent-based models with an interface that allows users to initiate various kinds of projects within the framework of the implementation of the Regional Development Strategy are shown. Examples are given of the agent-based models developed by the authors and intended for use in control systems of various socio-economic and socio-ecological-economic systems for experimental testing of planned decisions and assessing the consequences of their implementation.

Keywords
agent-based modelling, regional socio-economic systems, development strategy of the region, decision support systems, monitoring the implementation of the regional development strategy.
Received
16.09.2019
Date of publication
07.02.2020
Number of characters
13819
Number of purchasers
11
Views
233
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite Download pdf

To download PDF you should sign in

1 В последние годы в нашей стране возросла активность регионов в сфере стратегического планирования, что свидетельствует о том, что руководители субъектов Федерации в полной мере ощутили ответственность за состояние дел в своих регионах и стремятся управлять этим состоянием, используя передовой мировой опыт. Так, в США, Канаде и во многих других странах, начиная с 70-х годов прошлого века, широко и успешно применяется стратегическое планирование развития регионов [1, 2], под которым понимается «систематический подход к формированию будущего… и определению местным сообществом перспективных направлений развития, а также целей и стратегий, необходимых для достижения выбранных направлений» [1].
2 Регион как объект управления является сложной системой, включающей множество разнородных экономических акторов (агентов), начиная от объектов микроуровня, таких как физические и юридические лица (люди и организации), и заканчивая объектами мезоуровня, например, муниципальными образованиями на территории региона или же отраслями народного хозяйства. Причем, все эти экономические агенты обладают свойством активности, то есть способны в ответ на изменения внешних условий целенаправленно изменять свои состояния, руководствуясь собственными интересами и предпочтениями. Таким образом, регион является классическим примером большой (активной в терминологии В.Н. Буркова [3]) системы, и управление его развитием должно учитывать самостоятельность элементов этой системы в достижении ими своих частных целей. Фактически, стратегические планы должны быть планами согласованными, то есть такими, выполнять которые при заданной системе стимулирования акторам выгодно. В противном случае эти планы могут остаться благими намерениями, которые не удастся претворить в жизнь.
3 В реализацию региональной Стратегии вовлечены различные экономические агенты, такие как предприятия (организации) и их работники, органы исполнительной и законодательной власти, внешние инвесторы и т.д. Каждый такой агент обладает набором собственных возможностей (ресурсов) и собственных целей, и все они должны быть учтены и сбалансированы для наилучшего достижения общих целей. Для поиска компромиссного решения этой непростой задачи, позволяющего создать согласованные стратегические планы, применяются различные методы. Например, в работах [3, 4] представлен обзор соответствующих механизмов согласования интересов различных акторов, применяемых в теории активных систем.
4 Одним из самых известных методов согласования интересов отдельных подсистем для достижения общих стратегических целей является метод, называемый сбалансированной системой показателей (ССП или “Balanced ScoreCard” (BSC) [5, 6]). Он используется в мировой практике корпоративного управления и помогает отслеживать не только значения отдельных показателей, но и их взаимодействие и сбалансированность (принцип сбалансированности не допускает манипулирования одной группой показателей за счет других). С использованием ССП устанавливают связи между успешной реализацией отдельных управляющих воздействий (проектов) и продвижением к достижению стратегических целей корпорации. Этот метод был также применен авторами для построения системы мониторинга реализации Стратегии социально-экономического развития Ивановской области [7, 8]. Для чего потребовалось:
5
  1. Учесть все основные типы агентов, участвующих в реализации Стратегии, а также объектов управления программы ее реализации и формализовать систему целей для агентов каждого типа, то есть разработать систему показателей, характеризующих указанные цели;
  2. Разработать правила, по которым будет оцениваться степень достижения собственных целей агентами разных типов;
  3. Разработать механизм соотнесения (согласования) целей агентов разных уровней иерархии, притом, что цели агентов верхнего уровня несводимы к целям агентов нижестоящего уровня;
  4. Разработать систему агрегирования целевых показателей для агентов каждого типа с учетом различной значимости (приоритетности) как целевых показателей, так и самих целей;
  5. Разработать систему оценки значимости проектов, направленных на реализацию Стратегии, в соответствии с их влиянием на достижение ее целей, причем эта система должна позволять ранжировать проекты для компоновки такого их набора, который был бы оптимальным с точки зрения эффективности использования имеющихся ресурсов;
  6. Создать единую информационную систему поддержки решений, способную своевременно обеспечивать агентов каждого уровня достоверной и полной информацией для оценки результатов их деятельности и принятия новых управленческих решений в пределах их полномочий (в теории активных систем это соответствует принципу открытого управления [3, с. 28]).
6 Отмеченные выше механизмы согласования интересов направлены на обеспечение внутренней устойчивости системы в процессе управления. Однако на состояние такой большой системы как регион влияет множество внешних факторов – экономических, экологических и политических, изменения которых могут быть непредсказуемы и неподвластны на уровне региона. Причем, эти изменения могут не только требовать корректировки программы реализации Стратегии, но и влиять на критерии оценки успешности ее реализации. В то же время социально-экономическое развитие региона невозможно без разработки и реализации стратегических планов, рассчитанных на достаточно долгосрочный период. Очевидно, что успешность реализации таких планов требует организации эффективной обратной связи, учитывающей изменения как внутри региона, так и во внешней для него среде. То есть, организации непрерывного мониторинга социально-экономического состояния при текущей системе критериев его оценки.
7 Кроме того, принятие стратегических решений должно опираться на рассмотрение нескольких вариантов программы их реализации и оценки последствий этих решений при различных сценариях изменения внешней среды. Все это подводит к выводу о необходимости использования моделей в процессе принятия стратегических решений, направленных на развитие реально существующих социально-экономических систем, а также в процессе мониторинга реализации этих решений. Моделей достаточно реалистичных, позволяющих в ходе экспериментов моделировать реализацию различных вариантов решений и оценивать их последствия для выбора наиболее целесообразных (или эффективных) в свете используемых критериев. И особая роль здесь отводится агент-ориентированным моделям (АОМ), создаваемым как искусственное общество.
8 Агент-ориентированный подход – это построение системы «снизу вверх», базирующееся на описании в модели самостоятельных агентов, обладающих набором индивидуальных свойств, а также условий существования этих агентов и правил поведения, которым агенты подчиняются. В АОМ могут создаваться целые популяции агентов большой численности, причем агентов достаточно реалистичных, обладающих внутренней мотивацией, памятью, процедурами принятия решений и различающихся конкретными значениями индивидуальных характеристик. Что и позволяет воссоздавать в модели сложную структуру реально существующего общества с учетом разнообразия его членов и получать в искусственной среде аналог моделируемого общества. Агенты в АОМ действуют самостоятельно, преследуя собственные цели и учитывая изменения внешней среды, что в свою очередь приводит к изменению общего состояния всей системы. Таким образом, в АОМ причинно-следственные связи между действиями отдельных агентов по достижению ими собственных целей с одной стороны, и состоянием всей системы и достижением общих целей с другой, воспроизводятся в ходе имитации происходящих в обществе процессов.
9 Выстроенная подобным образом АОМ может служить полигоном для постановки самых разнообразных компьютерных экспериментов по апробации планируемых управляющих воздействий в рамках реализации региональной Стратегии. Такие воздействия носят комплексный, проектный характер. Поэтому ключевым вопросом при принятии решения по корректировке программы реализации Стратегии является вопрос о запуске какого-либо нового проекта из числа предложенных к рассмотрению. Для принятия подобного решения необходимо, во-первых, оценить реализуемость этих проектов при существующих ресурсных и прочих ограничениях, а во-вторых, иметь возможность ранжировать проекты как по степени их воздействия в случае реализации на решение наиболее приоритетных (на момент принятия решения) проблем, так и по эффективности использования ресурсов. Использование АОМ, хотя и не обеспечивает оптимизации плана мероприятий, однако позволяет в ходе многочисленных компьютерных экспериментов находить приемлемые компромиссные решения. Кроме того, использование АОМ как искусственного общества, позволяет также учитывать прочие результаты, помимо выраженных в изменении целевых показателей. Например, оценить региональный социально-экономический эффект реализации проекта, включающий вторичную, мультипликативную составляющую, что несомненно является необходимым элементом оценки эффективности проектов Стратегии.
10 Примерами разработанных за последние годы в ЦЭМИ РАН АОМ, предназначенных для апробации разного рода проектов в процессе разработки Стратегий и мониторинга их реализации, могут служить:
11
  • Модель стран Евразии [9], настроенная на планирование реализации большого инфраструктурного проекта (на примере «Нового Шелкового пути»). В модели присутствуют агенты двух типов: а) страны, способные лоббировать реализацию привлекательных для них проектов, и б) люди-жители этих стран, создающие семьи, рождающие детей и выбирающие вид деятельности и место жительства. Взаимодействие агентов этих двух уровней реализуется следующим образом. Страна создает условия для жизни и работы агентов (ВВП на душу населения, рабочие места и уровень заработной платы в различных отраслях на территории административных единиц, уровень безопасности, и т.д.). Модель позволяет пользователю рассмотреть и оценить демографические и экономические последствия для различных стран выбора того или иного варианта маршрута прохождения «Нового Шелкового пути». Считается, что каждая страна, через которую проходит один из маршрутов, заинтересована в реализации именно этого варианта проекта. Привлекательность для страны того или иного маршрута также увеличивается благодаря его безопасности, а участие в нем страны, с которой есть антагонизм, эту привлекательность снижает. На окончательный выбор агентом-страной оказывают влияние не только собственные интересы, но и оценка этого маршрута такими объединениями, как Евросоюз и НАТО, если страна в эти союзы входит. После выбора странами маршрута прохождения «Нового Шелкового пути» наступает этап его реализации, что вызывает появление новых рабочих мест и миграцию агентов-людей. В качестве оцениваемых «решений» в экспериментах выступают варианты маршрутов. Таким образом, в этой АОМ расширяется понятие параметров модели, в качестве которых могут выступать проекты как достаточно сложные структуры, включающие разнородные группы переменных.
  • Социо-эколого-экономическая модель региона [10], настроенная на экономическое регулирование экологией региона для снижения уровней выбросов вредных веществ в окружающую среду. В рамках данной АОМ объединены нескольких частных моделей – природной среды региона, социально-демографической структуры его населения, а также структуры его экономики. Модель разрабатывается таким образом, чтобы имитировать взаимосвязи происходящих в этих сферах процессов. В модели имитируются выбросы вредных веществ в окружающую среду в результате деятельности человека и дальнейшее распространение загрязняющих веществ в различных средах. Соответственно, среди критериев, по которым оценивается благополучие региона в целом и муниципальных образований в его составе, содержатся и экологические показатели. Конструкция модели призвана имитировать не только влияние деятельности людей на экономику и экологию региона, но и обратное влияние условий существования людей на их здоровье, работоспособность и поведение. Эта конструкция была апробирована на примере управления уровнем загрязнения атмосферы региона с помощью системы торговли квотами на выбросы от стационарных источников (связанных с примышленными предприятиями). В экспериментах позволялось варьировать штрафные санкции за загрязнение природной среды и квоты на выбросы для предприятий региона и подбирать такое их сочетание, которое обеспечивало бы снижение экологической нагрузки. В настоящее время подход, реализованный в модели, обобщается таким образом, чтобы позволять имитировать любые механизмы эколого-экономического регулирования. То есть, вводится обобщенный параметр АОМ «механизм регулирования», аналогичный проекту.
12 В заключение следует отметить, что, по мнению авторов, агент-ориентированные модели с интерфейсом, позволяющим пользователям инициировать различного рода проекты и отслеживать последствия их реализации, являются полезным инструментом, как на этапе формирования Стратегии, так и в системе мониторинга на этапе ее реализации. Ведь АОМ позволяет «проигрывать» различные варианты реализации Стратегии (различные комбинации проектов). Что, в свою очередь, позволяет ставить рациональные цели, а также своевременно вносить коррективы в план мероприятий по их достижению, соответствующие изменениям во внешней по отношению к региону среде.

References

1. Khonkastl L. Buduschee lyubogo soobschestva zavisit ot namerenij i ustremlenij zhitelej: Strategicheskoe planirovanie dlya uspeshnogo ehkonomicheskogo razvitiya // Strategicheskoe planirovanie ehkonomicheskogo razvitiya: 35 let kanadskogo opyta / Pod red. B. S. Zhikharevicha. – SPb.: MTsSEhI «Leont'evskij tsentr». – 2004.

2. Kvint V. L. Kontseptsiya strategirovaniya. T. I. — SPb.: SZIU RANKhiGS, 2019. — 132 s.

3. Burkov V.N., Novikov D.A. Teoriya aktivnykh sistem: sostoyanie i perspektivy. – M.: Sinteg. – 1999. – 128 s.

4. Burkov, V.N. Mekhanizmy upravleniya ehkologo-ehkonomicheskimi sistemami [Tekst] / V.N. Burkov, D.A. Novikov, A.V. Schepkin. Pod red. akademika S.N. Vasil'eva. – M. : Izdatel'stvo fiziko-matematicheskoj literatury. – 2008.

5. Kaplan R., Norton D. Sbalansirovannaya sistema pokazatelej. Ot strategii k dejstviyu. – M.: Olimp-Biznes. – 2003. – 304 s.

6. Rampersad Kh.K. Universal'naya sistema pokazatelej deyatel'nosti: Kak dostigat' rezul'tatov, sokhranyaya tselostnost'. – M.: Al'pina Biznes Buks. – 2004.

7. Sushko E.D. Nauchno-metodologicheskie osnovy monitoringa realizatsii strategii sotsial'no-ehkonomicheskogo razvitiya Ivanovskoj oblasti // Rossiya: Tendentsii i perspektivy razvitiya. Ezhegodnik. Vyp.4 Chast' II. Redkoll: Pivovarov Yu.S. (otv.red.) i dr.- M.: INION RAN, 2009. S. 480-482.

8. Zakon Ivanovskoj oblasti ot 11 marta 2010 goda N 22-OZ «O strategii sotsial'no-ehkonomicheskogo razvitiya Ivanovskoj oblasti do 2020 goda».

9. Makarov V.L., Bakhtizin A.R., Sushko E.D., Ageeva A.F. Agent-orientirovannaya model' Evrazii i imitatsiya realizatsii krupnykh infrastrukturnykh proektov // Ehkonomika regiona. – 2018. – T. 4. – S. 1102-1116.

10. Makarov V.L., Bakhtizin A.R., Sushko E.D. Regulirovanie promyshlennykh vybrosov na osnove agent-orientirovannogo podkhoda // Ehkonomicheskie i sotsial'nye peremeny: fakty, tendentsii, prognoz. – 2017. – №6. – S. 42-58.