Прогнозно-аналитическое устройство для средне- и долгосрочного прогнозирования развития наркоситуации на территории региона

Прогнозно-аналитическим устройством средне- и долгосрочного прогнозирования обеспечена возможность пользователю построения средне- долгосрочного прогноза наркоситуации в регионе. Решена техническая задача, автоматизирования ряда регулярно осуществляемых операций на АРМ аналитика, осуществление построения различных сценариев развития наркоситуации в зависимости от показателей социально-экономического развития региона, повышение оперативности и качество аналитической обработки информации, повышение оперативности и обоснованности поддержки управленческих решений. Эта задача решена тем, что Прогнозно-аналитическое устройство средне- и долгосрочного прогнозирования, содержит

Подсистему выбора и аналитической обработки данных, реализующую методы прогнозирования показателей наркотизации общества на основе выбранного сценария социально-экономического развития региона;

Подсистему настроек параметров модели, которыми являются сценарные показатели социально-экономического, политического и психологического развития общества, обеспечивающую прогнозирование сценарных показателей посредством применения методов прогнозирования временных рядов; при этом

Каждая из подсистем связаны с блоком отображения и представления данных, блоком хранения параметров модели, связанным с блоком хранения информации,

Подсистема выбора и аналитической обработки данных включает в себя блок обработки пользовательских запросов, формирующий параметры прогнозирования на основе запросов пользователя, связанный с блоком вычисления моделируемых процессов.

Подсистема настроек параметров модели включает блок загрузки параметров модели, связанный с блоком контроля и отображения параметров модели.

Полезная модель относится к информационным технологиям, в частности к системам поддержки принятия управленческих решений, а именно к аналитической обработке, хранению и представлению информации пользователю.

Устройство предназначено для построения долгосрочного прогноза распространения наркомании на территории региона, изучение влияния основных социально-экономических, психологических и политических показателей на уровень развития наркомании в регионе, поддержка в выработке управленческих решений в области противодействия незаконному обороту наркотиков.

Известно прогнозно-аналитическое устройство для кратко- и среднесрочного прогнозирования социально-экономического развития региона по патенту на полезную модель RU 91452 U1, G06F 17/30, опубликованному 10.02.2010, выбранное в качестве аналога по своему функциональному назначению.

Известное устройство предназначено для построения кратко- и среднесрочного прогноза динамики показателей социально-экономического развития региона на основе методов регрессионного моделирования и прогнозирования временных рядов. Рассмотренное устройство имеет подсистему моделирования процессов социально-экономического развития региона, включающую блок ввода показателей социально-экономического развития региона, связанный с базой данных. Хранение показателей и построенных на основе данных по показателям моделей организовано в виде древовидной структуры. Устройство содержит блок расчета прогнозных значений указанного показателя на заданный период времени, связанный с блоком функции запроса статистических данных для запуска процесса прогнозирования конкретного социально-экономического показателя на заданный период времени, подключенным к базам статистических данных.

Однако рассмотренное устройство не удовлетворяет поставленным требованиям прогнозирования процесса наркотизации общества, имеющего высокую латентную составляющую и относительно небольшую ретроспективу. Указанные особенности процесса наркотизации населения делают неприменимым стандартные методы прогнозирования временных рядов в задаче прогнозирования показателей наркоситуации.

Известна информационно-аналитическая система лица, принимающего решения по социально-экономическому развитию государства по патенту RU 57919 U1, G05B 15/00, опубликованному 27.10.2006.

Известная система содержит блок прогнозирования, модуль прогнозирования, подключенный к блоку подготовки принятия решений, соединенному с блоком выбора методов воздействия по реализации принятого решения. Исходные данные прогнозирования хранятся в банке данных, состоящем из отдельных баз данных. Данное устройство позволяет осуществлять прогнозирование показателей социально-экономического развития государства в рамках построения прогнозных сценариев социально-экономического развития.

Рассмотренная система не удовлетворяет поставленным функциональным требованиям, поскольку не учитывает особенности скрытности некоторых социальных процессов, в частности наркомании.

Технической задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение надежности, за счет повышения оперативности аналитической обработки информации, повышение оперативности поддержки управленческих решений при прогнозировании развития наркотизации населения и противодействии незаконному обороту наркотиков.

Эта задача решена тем, что в прогнозно-аналитическом устройстве средне- и долгосрочного прогнозирования развития наркоситуации на территории региона содержащем подсистему выбора и аналитической обработки данных и подсистему настроек параметров модели, которые связаны с блоком отображения и представления данных, блоком хранения параметров модели, связанным с блоком хранения информации, подсистема выбора и аналитической обработки данных содержащая блок обработки пользовательских запросов, снабжена блоком вычисления моделируемых процессов, связанным с блоком обработки пользовательских запросов, а подсистема настроек параметров модели содержащая блок загрузки параметров модели, снабжена блоком контроля и отображения параметров модели, связанным с блоком загрузки параметров модели.

Указанное выполнение подсистем выбора и аналитической обработки данных и настроек параметров модели и обеспечивают решение технической задачи, а именно повышение надежности устройства.

Сущность полезной модели пояснена чертежом, где на фиг.1 показана блок-схема системы в целом и структура подсистем.

Устройство содержит блок отображения и представления данных 1, связанных с подсистемой выбора и аналитической обработки данных 2, которая включает в себя связанные последовательно блок обработки пользовательских запросов 3 и блок вычисления моделируемых процессов 4. Блок 1 связан с подсистемой настроек параметров модели 5, которая включает в себя связанные последовательно блок загрузки параметров модели 6 и блок контроля и отображения параметров модели 7. Подсистема 2 и подсистема 5 связаны с блоком хранения параметров модели 8, связанным с блоком хранения информации 9.

Прогнозно-аналитическое устройство для средне- и долгосрочного прогнозирования развития наркоситуации на территории региона реализовано по классической двухуровневой архитектуре распределенных информационных систем: клиентская часть и серверная часть как база данных на сервере СУБД.

Клиентская часть представляет собой ПК пользователей ПЭВМ Pentium IV 2,40 ГГц, ОЗУ 256 Мб, НЖД 40 Гб и реализуется функциями SAS.

Серверная часть представляет собой:

Сервер баз данных Sun Fire V440 с операционной системой Solaris, под управлением СУБД Oracle. Уровень базы данных представляет собой совокупность хранимых процедур, написанных на языке PL/SQL. Эти процедуры обеспечивают выборку информации из схемы базы данных по запросу сервера приложений.

В частности, устройство включает в себя (Фиг.1):

Блок отображения и представления данных (1), одна или более ЭВМ, включающих в себя процессор и предустановленные программные средства для отображения информации и осуществления диалога с пользователем. Назначением блока (1) является реализация пользовательского интерфейса и организации человеко-машинного взаимодействия.

Подсистема выбора и аналитической обработки данных (2), Одна или более ЭВМ, включающих в себя процессор и предустановленные программные средства для работы с подсистемой хранения данных и осуществления требуемых логических операций.

Блок обработки пользовательских запросов (3), в частности, управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и оперативную память, который принимает запросы пользователя, формализует их путем преобразования в параметры запросов, обрабатывает параметры запросов, формирует текст запросов и передает их на выполнение в блок вычисления моделируемых процессов. Данная программно-техническая структура устройства обеспечивает реализацию функциональных возможностей обработки запросов пользователей.

Блок вычисления моделируемых процессов (4), включающий в себя процессор и подсистему хранения данных, обеспечивает вычисления моделируемых процессов. Блок (4) реализует логику вычислений и математической модели развития наркоситуации на территории.

Подсистема настроек параметров модели (5) - управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и оперативную память, с предустановленным соответствующим программным обеспечением для выполнения комплекса программ, выполняющих настройку параметров.

Блок загрузки параметров модели (6), в частности, управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и оперативную память, с предустановленным соответствующим программным обеспечением. Блок (6) реализует передачу внешних значений параметров развития наркоситуации в математическую модель. Значения параметров сохраняются в блоке хранения параметров модели (8) после чего становятся доступны в блоке (4).

Блок контроля и отображения параметров модели (7) - управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и подсистему хранения данных, обеспечивает проверку прав доступа и предоставляет определенные полномочия лицу или группе лиц (прав доступа), а так же предустановленные программные средства для отображения информации. Назначение блока (7) состоит в предоставлении возможности контроля и дополнительной обработки входных параметров модели. Способ обработки и исследований входных параметров не влияет на выполнение модели развития наркоситуации.

Блок хранения параметров модели (8), в частности, управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и оперативную память, с предустановленным соответствующим программным обеспечением для выполнения соответствующих запросов с СУБД. Назначение блока (8) состоит в хранении входных параметров модели, которые не являются статистической и неизменной во времени информацией.

Блок хранения информации (9), в частности, управляющая ЭВМ, включающая в себя процессор и оперативную память, с предустановленным соответствующим программным обеспечением для долгосрочного хранения и структуризации данных, СУБД. Блок (9) реализует развернутое хранилище статистической информации о наркоситуации на рассматриваемой территории, а также социально-экономическом развитии территории. Реализация блока (9) может быть различной с точностью до хранимых данных.

Работа прогнозно-аналитического устройства для средне- и долгосрочного прогнозирования развития наркоситуации на территории региона заключается в выборе перечня сценарных показателей (6), выборе ретроспективных данных по сценарным показателям из базы банных (8), вычисления параметров прогнозной модели распространения наркомании (7), включающих вероятности смертности населения, вероятности наркотизации населения, вероятности рождаемости населения. В рамках функционирования данной подсистемы пользователю доступны функции выбор сценарных показателей, аналитическая обработка ретроспективных данных по сценарным показателям, формирование матрицы корреляции по сценарным показателям, вычисление главных компонент сценарных показателей, прогнозирование сценарных показателей стандартными методами, вычисление вероятностей смертности, рождаемости и наркотизации населения, сохранения вероятностей смертности, рождаемости и наркотизации населения как параметров модели. При работе с устройством необходимо осуществить выбор перечня сценарных показателей социально-экономического, политического и психологического состояния территории. При этом необходимо осуществить предварительный корреляционный анализ выбранных показателей. Построение сценария осуществляется пользователем на основе простого прогнозирования сценарных показателей, либо задания сценария развития экспертным путем. На основе данных о демографическом развитии региона и сценарии развития региона по выбранным показателям осуществляется вычисление вероятностей наркотизации населения и построение средне- и долгосрочного прогноза наркотизации территории. Вычисленные параметры прогнозной модели сохраняются для последующего использования в блоке хранения параметров модели (8). Построение сценариев социально-экономического развития региона осуществляется путем прогнозирования сценарных показателей в блоке вычисления моделируемых процессов (4), и дополнения пользовательских настроек в блоке обработки пользовательских запросов (3).

В режиме обработки пользовательских запросов (3) осуществляется экспертная коррекция сценария социально-экономического развития региона. В режиме прогнозирования наркоситуации (4) осуществляется прогнозирование численности и состава населения региона, численности и состава наркозависимых, а также потребителей наркотических средств. На основе построенного сценария социально-экономического развития региона и определенных параметров прогнозной модели, загружаемых из блока хранения параметров модели (8), осуществляется прогнозирование наркотизации общества на заданный период в блоке вычисления моделируемых процессов (4) и представления результатов моделирования в блоке отображения и представления данных (1).

Блок (4) реализует математическую модель развития наркоситуации в регионе. Данная модель является Марковской моделью, и ее работа записывается в виде матричного уравнения P_i+1=F_iP _i+W_i, где W_i - сальдо миграции в период i, F₁ - матрица следующей структуры:

где первая строка содержит вероятности рождения ребенка у лиц каждого возраста, а на диагонали вероятности лиц каждого возраста до n-1 дожить до следующего возраста.

В работе модели рассматриваются следующие процессы:

Динамика населения с иммунитетом к наркомании I _i+1=F₂I_i+F₃P_i , где F₂ - матрица структуры F₁ для группы населения I, F₃ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями перехода населения каждого возраста в группу I.

Динамика лиц, состоящих на учете с диагнозом синдрома зависимости от наркотических веществ, Y_i+1 =F₄Y_i+F₅P_i-F ₆Y_i, где F_^ - матрица структуры F, для группы населения Y, F₅, - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями перехода населения каждого возраста в группу Y, F₆ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями быть привлеченными к уголовной ответственности для лиц из группы У. Динамика лиц, принимающих психоактивные вещества и не состоящих на учете Х_i+1 =F₇X_i+F₈P_i-F ₉X_i-F₁₀X_i, где F₇ - матрица структуры F, для группы населения X, F₈ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями перехода населения каждого возраста в группу X, F₉ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями быть привлеченными к уголовной ответственности для лиц из группы X, F₁₀ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями встать на учет как наркозависимые для лиц из группы Х.

Динамика лиц, распространяющих наркотические вещества, D_i+1=F₁₁D_i+F₁₂ P_i-F₁₃D_i, где Г₁₁ - матрица структуры F₁ для группы населения D, F ₁₂ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями перехода населения каждого возраста в группу D, F₁₃ - диагональная матрица, элементы которой являются вероятностями для лиц из группы D быть привлеченными к уголовной ответственности.

Данная модель управляется таблицами F₁F₁₃, содержащими

вероятностные оценки событий перехода между группами населения, для их заполнения используются экспертные оценки, основанные на значениях ключевых показателей.

Графическое представление данных доступно в виде диаграмм, графиков, и в табличном виде. При этом все перечисленные объекты являются интерактивными (динамичными), что позволяет изменять визуализацию данных в зависимости от налагаемых фильтров. При необходимости отображаемые данные выводятся на печать, а также, в случае необходимости, экспортируются в формате электронных таблиц (Excel) или HTML.

Пользователь работает с единым пользовательским интерфейсом, через который осуществляется доступ в основные подсистемы программного модуля.

Таким образом, из описания работы системы показано, что пользователю обеспечена возможность построения средне- долгосрочного прогноза наркоситуации в регионе. Решена техническая задача, автоматизирования регулярно осуществляемых операций на АРМ аналитика, осуществление построения различных сценариев развития наркоситуации в зависимости от показателей социально-экономического развития региона, повышения оперативности и качества аналитической обработки информации, повышения оперативности и обоснованности поддержки управленческих решений, в результате повышена надежность устройства.

Прогнозно-аналитическое устройство средне- и долгосрочного прогнозирования, содержащее подсистему выбора и аналитической обработки данных и подсистему настроек параметров модели, которые связаны с блоком отображения и представления данных, блоком хранения параметров модели, связанным с блоком хранения информации, отличающееся тем, что подсистема выбора и аналитической обработки данных, содержащая блок обработки пользовательских запросов, снабжена блоком вычисления моделируемых процессов, связанным с блоком обработки пользовательских запросов, а подсистема настроек параметров модели, содержащая блок загрузки параметров модели, снабжена блоком контроля и отображения параметров модели, который связан с блоком загрузки параметров модели.