В рамках конференции SAEC-2022 состоялся круглый стол «Моделирование в технических и социально-экономических системах»
Тематика круглого стола включала в себя обсуждение актуальных проблем применения инструментария цифрового моделирования для поддержки принятия решений в различных сферах экономики и промышленности.
13-14 октября в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого состоялась XXVI Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (SAEC-2022), собравшая более 250 очных и онлайн-участников.
Мероприятие организовано Высшей школой киберфизических систем и управления Института компьютерных наук и технологий СПбПУ и Южным федеральным университетом (Ростов-на-Дону, Таганрог). Основная цель конференции — представление и обсуждение новых результатов научных исследований и практических достижений в области теории систем, системного анализа и теории управления.
Почетный председатель программного комитета конференции — научный руководитель СПбПУ академик РАН Ю.С. Васильев. Сопредседатели — д-р техн. наук, проф. В.Н. Козлов и д-р экон. наук, проф. В.Н. Волкова. Ученые секретари конференции — канд. техн. наук, доц. С.В. Широкова, канд. экон. наук, доц. А.В. Логинова.
В ходе конференции ученые из разных городов России, а также Беларуси, Боснии и Герцеговины, Бразилии, Вьетнама, Ирака, Китая, Кореи, Монголии, Сирии и других стран представили широкий спектр работ по развитию и практическому применению разнообразных концепций, опирающихся на исходные понятия системных представлений. Разносторонний и глубокий доклад «Системный анализ управления наукой, образованием, разрешением конфликтов» представил д-р техн. наук, профессор, завотделом Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН Г.Г. Малинецкий.
14 октября в рамках конференции две лаборатории Центра НТИ СПбПУ «Промышленные системы потоковой обработки данных» (ПСПОД) и «Цифровое моделирование индустриальных систем» (ЦМИС) провели совместный круглый стол «Моделирование в технических и социально-экономических системах», который также является частью деятельности данных подразделений по выполнению стратегического проекта «Цифровая трансформация промышленности» программы «Приоритет-2030», реализуемой в СПбПУ.
Тематика круглого стола включала в себя обсуждение актуальных проблем применения инструментария цифрового моделирования для поддержки принятия решений в различных сферах экономики и промышленности. Участники круглого стола поделились опытом создания и использования цифровых моделей при решении задач прогнозирования и проектирования в нефтегазовом деле, машиностроении, медицине, туризме и социальной сфере.
Круглый стол состоялся 14 октября в очном формате. Модератором выступил заведующий Лабораторией «Цифровое моделирование индустриальных систем» Центра НТИ СПбПУ Алексей Гинцяк.
Заседание открыла Дарья Федяевская, лаборант Лаборатории ЦМИС Центра НТИ СПбПУ, с докладом «Комплексное моделирование процессов нефтедобычи: аналитический обзор», соавторы — младший научный сотрудник Лаборатории ЦМИС Александра Петряева и заведующий Лабораторией Алексей Гинцяк.
Докладчик представила обзор инструментов моделирования процессов нефтедобычи, который также является аналитической базой для разработки многоуровневой модели нефтедобычи. Моделирование применяется для отработки возможных сценариев процесса нефтедобычи, отладки работы конструкций, технологического учета и прогнозирования балансовой прибыли, и для использования полученных результатов в качестве основы для принятия управленческих решений. В ходе исследования было проанализировано 27 источников, на основании которых была произведена классификация и систематизация на базе таких признаков, как уровень моделирования (насос, скважина, пласт, месторождение, глобальная модель), тип модели (детерминированная, прогнозная), инструмент построения модели (математическое моделирование, в том числе аналитическое модели, геологическое и гидродинамическое моделирование, машинное обучение, статистические методы, а также гибридные модели), многоуровневость решения (возможность принятия управленческих решений на разных уровнях моделирования), апробация на реальном месторождении, задачи моделирования.
Далее два доклада представили партнеры Лаборатории ПСПОД – научные сотрудники ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора.
В докладе Юлии Новиковой, старшего научного сотрудника, и.о. руководителя Отдела исследований среды обитания и здоровья населения в Арктической зоне РФ, был описан алгоритм интегральной оценки качества питьевой воды по показателям химической безвредности. Соавтор доклада – Надежда Тихонова, младший научный сотрудник Отдел исследований среды обитания и здоровья населения в Арктической зоне Российской Федерации ФБУН «СЗНЦ».
Юлия Александровна перечислила приоритетные факторы риска для здоровья населения России в данном контексте и раскрыла содержание этапов интегральной оценки питьевой воды.
Докладчик также отметила, что анализ практики применения данной методологии диктует необходимость разработки специфических подходов к оценке риска, корректировки нормативно-методических документов, разработку модели расчета риска с определением минимально необходимого количества исследований, минимально обязательного перечня учитываемых при расчете канцерогенного риска, неканцерогенного риска и риска ольфакторно-рефлекторных эффектов показателей, приемлемого значения интегрального показателя. Особенно это важно при реализации мероприятий по повышению качества воды, выбора перспективных технологий водоподготовки с учетом методологии оценки риска здоровью населения.
Старший научный сотрудник Отдела исследований среды обитания и здоровья населения в Арктической зоне Российской Федерации ФБУН «СЗНЦ» Владимир Федоров в своем докладе рассмотрел перспективные подходы к автоматизированному сбору, анализу и визуализации данных о факторах среды обитания и здоровья населения.
Для комплексной оценки влияния различных факторов на состояние здоровья населения критически важно иметь структурированные данные мониторинга за длительный период, значительный территориальный охват и регулярность их обновления. Традиционно одной из проблем является сложность обработки больших данных, особенно привязанных к значительной территории. Применение геоинформационных систем позволяет отчасти решить эти проблемы, однако, для автоматизации процессов сбора и анализа данных требуется создание онлайн сервисов, сочетающих в себе инструменты загрузки данных, их первичной обработки и интеграции в картографическое приложение с функциями анализа больших данных.
Одним из таких онлайн сервисов является разработанный силами ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» и Лабораторией «Промышленные системы потоковой обработки данных» Центр НТИ СПбПУ Геопортал «Санитарно-эпидемиологическое благополучие население Российской Арктики». Геопортал охватывает всю территорию Арктической зоны России и содержит периодически дополняемые сведения о результатах мониторинга атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы, продуктов питания в населенных пунктах, а также данные о социально-экономических, медико-демографических показателях и состоянии здоровья населения. Инструменты анализа данных, привязанных к карте, позволяют визуализировать проблемные территории, проводить их ранжирование по интересующим показателям, формировать выборки данных для экспорта в табличном или графическом виде.
Доклад заведующего Лабораторией ЦМИС Алексея Гинцяка в соавторстве с младшим научным сотрудником данного подразделения Жанной Бурлуцкой «Моделирование процессов социального обеспечения жилыми помещениями детей-сирот» был посвящен анализу применения имитационного моделирования в социальной сфере, где модель может быть основой для принятия управленческих решений, предоставляя возможности по оценке факторов, влияющих на реализацию деятельности в структурно сложной социально-экономической среде. В докладе были рассмотрены существующие подходы к имитационному моделированию социальных процессов с акцентом на сценарное моделирование результатов распределения финансирования. Полученные результаты были использованы для подбора инструментов моделирования процесса обеспечения жилыми помещениями лиц из числа детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, осуществляемого департаментом по социальной политике мэрии города Новосибирска в области. В результате была разработана имитационная модель, описывающая динамику изменения очереди на получение жилых помещений с применением инструментов дискретно-событийного подхода.
Игорь Кухоткин, техник Лаборатории ЦМИС, представил доклад о цифровых платформах анализа и прогнозирования инновационного развития регионов. Соавторами доклада стали младший научный сотрудник ЦМИС Жанна Бурлуцкая, заведующий Лабораторией ЦМИС Алексей Гинцяк и сотрудники Лаборатории ПСПОД – программист Даниил Егоров, техник Денис Жидков.
Докладчик рассказал о разработке функциональных и технических требований к цифровой платформе анализа и прогнозирования инновационного развития регионов. Он представил результаты анализа существующих web-приложений с точки визуализации статистической информации об инновационном, социальном и экономическом развитии регионов, а также функциональных возможностей для интерактивного взаимодействия пользователя с платформой. На основании анализа существующих решений были разработаны требования к функциональным возможностям разрабатываемой платформы, ее структуре и техническим особенностям клиентской части, а также были определены инструменты для реализации серверной части, включающей систему управления базами данных. Разрабатываемая цифровая платформа предоставит возможность для дескриптивной аналитики социально-экономического и инновационного положения региона, необходимой для принятия обоснованных управленческих решений по развитию региональных инновационных систем.
Далее Алексей Гинцяк и Жанна Бурлуцкая выступили с докладом о методах цифрового моделирования для поддержки принятия решений в туристической отрасли.
Представленный кейс раскрывает тему перспектив цифрового моделирования для поддержки принятия решений в туристической отрасли. В рамках проекта Лаборатории ЦМИС по моделированию туристических процессов были разработаны: модель данных туристической отрасли, верхнеуровневая модель влияния характеристик туристического потока на уровень благосостояния граждан с применением инструментов системной динамики, а также методика применения производственных функций для анализа финансовых потоков туристической отрасли. Полученные результаты обеспечили аналитическую основу для принятия обоснованных управленческих решений на различных уровнях управления туристическими процессами.
В завершение работы круглого стола состоялся доклад Капитона Поспелова, студента Высшей школы киберфизических систем и управления Института компьютерных наук и технологий СПбПУ «Подходы к моделированию человеческого поведения в социотехнических и социально-экономических системах».
Докладчик поднял вопрос о необходимости формализации подходов к моделированию социального аспекта социотехнических и социально-экономических систем, в частности о классификации человеческого поведения для решения задач моделирования, а также о формулировке правил такой классификации. Исследователь представил описание пяти основных типов человеческого поведения и общие правила отнесения реальных действий людей к данному типу, а также принципы, предлагаемые к соблюдению при моделировании этого типа поведения. На основании предложенной классификации докладчик выделил направления перспективных исследований в области моделирования социотехнических и социально-экономических систем, которые могут способствовать повышению соответствия моделей реальным системам.
