Устройство динамического моделирования социально-экономических оригиналов

Авторы патента:

7 G06F5/00 -

Полезная модель относится к системам отображения информации, используемой при динамическом моделировании социально-экономических оригиналов и может быть использована для анализа и управления информацией, рассчитываемой социально-экономической моделью (использован термин «оригинал», поскольку осуществляется моделирование действительно существующего объекта, параметры которого во времени изменяются и регистрируются в виде процессов). Технический результат - обеспечение отображения задаваемых и моделируемых параметров социально-экономического процесса при одновременной возможности их регулирования в процессе моделирования. Для этого устройство динамического моделирования социально-экономических оригиналов, которое включает блок задаваемых экономических параметров, связанный с ним блок расчета моделируемых экономических параметров и связанные с блоками задаваемых и моделируемых экономических параметров блок отображения в виде экрана монитора для вывода на него заданных и моделируемых экономических параметров с одновременным управлением этими параметрами, при этом блоки задаваемых и моделируемых параметров снабжены средствами для изменения этих параметров а блок расчета выполнен на основе системы нелинейных дифференциальных уравнений с нестационарной структурой и с количеством обратных связей, соизмеримых с количеством переменных.

Известно устройство для моделирования экономических систем, содержащее генератор тактовых импульсов, датчик чисел с равномерным распределением, блок сравнения, регистр памяти, счетчик импульсов и блок формирования функции распределения нелинейного преобразования случайного процесса(RU 2214626, 2003).

Известна система управления экономическим объектом, включающая субъект управления, объект управления, экономическую информационную систему и внешнюю среду, соединенные между собой потоками информации: с первого выхода объекта управления на первый вход субъекта управления, со второго выхода объекта управления на первый вход экономической информационной системы, с первого выхода экономической информационной системы на второй вход субъекта управления, с первого выхода субъекта управления на первый вход объекта управления, от второго выхода субъекта управления на второй вход экономической информационной системы, от второго выхода экономической информационной системы на второй вход объекта управления, с первого выхода внешней среды на третий вход субъекта управления, со второго выхода внешней среды на третий вход объекта управления, отличающаяся тем, что в нее введена имитационная система, на первый вход которой поступают данные с третьего выхода субъекта управления, на второй вход поступают данные с третьего выхода экономической информационной системы, а с выхода имитационной системы результаты

моделирования поданы на четвертый вход субъекта управления (RU 20011258782003).

Известно устройство, которое реализует математическую модель рыночной экономики в виде многоконтурной стохастической системы автоматического регулирования, в которой рыночный механизм представлен в виде инерционного звена обратной связи со случайными параметрами. Объектами регулирования являются производство, потребление, банки, внешняя торговля и другие элементы рыночной экономики. Динамические параметры всех элементов рыночной экономики определяются в процессе моделирования не параметрическими методами теории оптимальных статистических решений. В процессе моделирования определяются оптимальные значения сигналов управления экономикой (процентные ставки налогов, платы за кредиты, проценты на банковские вклады и др.), обеспечивающие наилучшие соотношения между выходными параметрами экономической системы (объемы и издержки производства, продаж, рыночные цены, соотношения между заработной платой и производительностью труда, влияние технического прогресса и т.д. (RU 93007745, 1994).

Недостатком вышеприведенных технических решений является то, что они не имеют приспособленной для экономического моделирования системы отображения моделируемых и задаваемых параметров социально-экономического объекта, а также используют элементы со случайными параметрами, что не позволяет повторить эксперимент с аналогичными результатами. Кроме того, в известных устройствах не определяется оптимальное значение сигналов управления при том, что в динамических нестационарных объектах оптимизационные задачи не могут быть поставлены.

Известна система интеллектуального анализа данных, полученных при исследовании природных или социально-экономических объектов или явлений. При осуществлении способа преобразовывают с помощью устройства преобразовывают результаты оценки текущих значений измерительных параметров объекта или процесса в соответствующие информационные цветокодовые сигналы видимого спектра, в представлении информационных цветокодовых сигналов в виде цветокодовой матрицы-диаграммы, столбцы которой соответствуют одной пространственной координате, строки - другой, а

цвет ячеек - идентифицированным оценкам аномальных значений, и отображении на экране многоцветного видеомонитора. При этом в качестве эталона аномальных значений измерительного параметра используют минимальное или среднее, или среднестатистическое, или фоновое значение, в качестве результатов оценки аномальных значений используют положительные и отрицательные аномальные значения измерительного параметра (RU 2200345, 2002).

Недостатком этого технического решения является малая информативность получаемых на устройстве отображения данных, что снижает эффективность моделирования.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в обеспечении отображения задаваемых и моделируемых параметров социально-экономического процесса при одновременной возможности их регулирования в процессе моделирования.

Сущность полезной модели заключается в достижении указанного технического результата в устройстве динамического моделирования социально-экономических оригиналов, которое включает блок задаваемых экономических параметров, связанный с ним блок расчета моделируемых экономических параметров и связанные с блоками задаваемых и моделируемых экономических параметров блок отображения в виде экрана монитора для вывода на него заданных и моделируемых экономических параметров с одновременным управлением этими параметрами, при этом блоки задаваемых и моделируемых параметров снабжены средствами для изменения этих параметров а блок расчета выполнен на основе системы нелинейных дифференциальных уравнений с нестационарной структурой и с количеством обратных связей, соизмеримых с количеством переменных.

При моделировании доли и характера участия в экономической деятельности составляющих ее звеньев с подчиненностью метрополии блок расчета моделируемых экономических параметров содержит N блоков деятельности каждого из звеньев, каждый из которых включает средство определения степени независимости участника от метрополии, средство определения индекса значимости участника для метрополии - доли участника в экономике метрополии, средство учета характера деятельности участника,

при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения доли участника в экономике метрополии в виде цветного круга, диаметр которого соответствует индексу экономической значимости участника для метрополии, цвет - характеру деятельности участника, а высота по отношению к горизонтали - степени независимости участника от метрополии.

При моделировании импульсных финансовых и материальных поставок ресурсов блок расчета моделируемых параметров содержит блоки поставщиков ресурсов из их накопителей, блок потребителей ресурсов, включающий блок накопления поставляемых ресурсов и блок планирования поставок этих ресурсов по времени и по количеству, блок форс-мажорных обстоятельств, при этом блок отображения выполнен с возможностью графического отображения импульсного планирования поставок ресурсов по времени и по количеству и реализации импульсных поставок ресурсов в зависимости от наличия ресурсов у поставщиков, возможности оплаты за поставку ресурсов потребителем и форс-мажорных обстоятельств, мешающих поставкам, и отображения графика реальных поступлений ресурсов на графике планируемых поставок.

При моделировании управляющего параметра блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов непрерывного планирования на экране монитора с изменением уровня планируемого параметра, передачи этого уровня в блок расчета планируемых параметров с одновременным наблюдением результата реализации запланированных изменений.

При моделировании распределения бюджетных средств блок расчета моделируемых параметров содержит блоки расхода по статьям бюджета, блок суммирования статей расхода, блок доходов, ограничивающий сумму расходов, блок дефицита и блок согласования суммы статей расхода и доходов, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения содержания всех блоков на экране монитора в виде линейных диаграмм, длина которых соответствует величине расходов, дохода и дефицита соответственно, регулирования длины диаграмм статей расхода и дохода и согласования диаграммы суммы статей расхода с диаграммой дохода и отображения диаграммы дефицита при превышении суммы статей расхода над статьей дохода, установки постоянной величины некоторых статей расхода при постоянной сумме расходов, и введения потока прогнозируемого дохода.

При моделировании финансовых потоков моделируемого оригинала блок расчета параметров содержит последовательно соединенные блоки потока выручки, материальных затрат, налога на добавленную стоимость, налога с выручки, налогов на фонды, оплаты труда и начислений на фонд оплаты труда, налога на доход, возврата банку, налога с прибили, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде диаграммы, условно называемой «реки», в которую втекают и из которой вытекают ручьи, соответствующие всем моделируемым параметрам, при этом блоки налога на добавленную стоимость, налога с выручки, налогов на фонды, налога на доход и налога с прибыли и других издержек с регулируемыми ставками от конкретных оснований выполнены с возможностью регулирования этих ставок как путем введения соответствующих параметров в соответствующие блоки, так и непосредственно на экране блока отображения.

При моделировании параметрической зависимости выручки от предложения товара, блок расчета моделируемых параметров содержит блок моделируемого покупателя ресурсов, который включает блок потребностей и блок спроса, блок моделируемого поставщика ресурсов со средством изменения величины предложения, блок формирования рыночной цены ресурса, связанный с блоком потребностей, блоком предложений и блоком спроса, блок моделируемой выручки, который связан с блоком спроса и блоком формирования цены, блок пилообразного виртуального изменения предложения ресурса, который связан с блоком спроса через блок формирования переменных статических характеристик «предложение-выручка», при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде графика виртуальной зависимости выручки от предложения и регулирования управляемого параметра предложения.

При планировании расходов ресурсов блок расчета моделируемых экономических параметров содержит N блоков планирования этих параметров и блок их суммирования, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения каждого из параметров, изменяемых в процессе моделирования и их суммы.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема устройства динамического моделирования социально-экономических оригиналов; на фиг.2 - схема блока расчета для моделирования доли и характера участия в экономической деятельности составляющих ее звеньев с подчиненностью метрополии; на фиг.3 - экранные формы при моделировании доли и характера участия в экономической деятельности составляющих ее звеньев с подчиненностью метрополии; на фиг.4 - экранные формы при моделировании импульсных финансовых и материальных поставок ресурсов; на фиг.5 - экранные формы при моделирования управляющего параметра; на фиг.6 - экранные формы при моделировании распределения бюджетных средств; на фиг.7 - схема блока расчета для моделирования финансовых потоков; на фиг.8 - экранные формы при моделировании финансовых потоков; на фиг.9 - схема блока расчеты при моделировании параметрической зависимости выручки от предложения; на фиг.10 - экранные формы при моделировании параметрической зависимости выручки от предложения товара; на фиг.11 схема блока расчета при моделировании расходов ресурсов; на фиг.12 - результат моделирования расходов ресурсов.

Устройство динамического моделирования социально-экономических оригиналов содержит блок 1 задаваемых экономических параметров, связанный с ним блок 2 расчета моделируемых экономических параметров и связанные с блоками задаваемых 1 и моделируемых 2 экономических параметров блок 3 отображения. Блок 3 отображения выполнен в виде экрана монитора для вывода на него заданных и моделируемых экономических параметров с одновременным управлением этими параметрами. Блоки задаваемых 1 и моделируемых 2 параметров снабжены средствами 4 и 5 соответственно для изменения этих параметров. Блок 2 расчета функционирует на основе алгоритмов, реализуемых в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений с нестационарной структурой (т.е. структура уравнений при моделировании ежемоментно меняется аналогично изменениям, происходящим в оригинале), что реализуется за счет обратных связей, количество которых соизмеримо с количеством переменных.

При моделировании доли и характера участия в экономической деятельности составляющих ее звеньев с подчиненностью метрополии блок расчета 2 моделируемых экономических параметров содержит N блоков деятельности каждого из звеньев, каждый из которых включает средство 6 определения степени независимости участника от метрополии, средство 7 определения индекса значимости участника для метрополии - доли участника в экономике метрополии, средство 8 учета характера деятельности участника.

Блок отображения при этом выполнен с возможностью отображения доли участника в экономике метрополии в виде цветного круга 9, диаметр 10 которого соответствует индексу экономической значимости участника для метрополии, цвет - характеру деятельности участника, а высота 11 по отношению к горизонтали - степени независимости участника от метрополии.

При моделировании импульсных финансовых и материальных поставок ресурсов блок расчета моделируемых параметров содержит блоки 12 - 15 (в зависимости от ассортимента поставляемых ресурсов) поставщиков ресурсов из их накопителей, блок 16 потребителей ресурсов, включающий блок 17 накопления поставляемых ресурсов и блок 18 планирования поставок этих ресурсов по времени и по количеству, блок форс-мажорных обстоятельств, при этом блок отображения выполнен с возможностью графического отображения импульсного планирования поставок ресурсов по времени и по количеству и реализации импульсных поставок ресурсов в зависимости от наличия ресурсов у поставщиков, возможности оплаты за поставку ресурсов потребителем и форс-мажорных обстоятельств, мешающих поставкам, и отображения графика реальных поступлений ресурсов на графике планируемых поставок.

При моделировании распределения бюджетных средств блок расчета 2 моделируемых параметров содержит блоки расхода 19 по статьям бюджета, блок 20 суммирования статей расхода, блок 21 доходов, ограничивающий сумму расходов, блок 22 дефицита и блок 23 согласования суммы статей

расхода и доходов. Блок отображения выполнен с возможностью отображения содержания всех блоков на экране монитора в виде линейных диаграмм, длина которых соответствует величине расходов, дохода и дефицита соответственно, регулирования длины диаграмм статей расхода и дохода и согласования диаграммы суммы статей расхода с диаграммой дохода и отображения диаграммы дефицита при превышении суммы статей расхода над статьей дохода, установки постоянной величины некоторых статей расхода при постоянной сумме расходов, и введения потока прогнозируемого дохода.

При моделировании финансовых потоков моделируемого оригинала блок 2 расчета параметров содержит последовательно соединенные блоки потока выручки 23, материальных затрат 24, налога на добавленную стоимость 25, налога с выручки 26, налогов на фонды 27, оплаты труда и начислений на фонд оплаты труда 28, налога на доход 29, возврата банку 30, налога с прибили 31. Блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде диаграммы, условно называемой «реки» 32, в которую втекают и из которой вытекают ручьи 33-40, соответствующие всем моделируемым параметрам. Блоки налога на добавленную стоимость, налога с выручки, налогов на фонды, налога на доход и налога с прибыли и других издержек с регулируемыми ставками от конкретных оснований выполнены с возможностью регулирования этих ставок как путем введения соответствующих параметров в соответствующие блоки, так и непосредственно на экране блока отображения.

При моделировании параметрической зависимости выручки от предложения товара блок 2 расчета моделируемых параметров содержит блок 41 моделируемого покупателя ресурсов, который включает блок 42 потребностей и блок 43 спроса, блок 44 моделируемого поставщика ресурсов со средством изменения величины предложения, блок 45 формирования рыночной цены ресурса, связанный с блоком 42 потребностей, блоком предложений 44 и блоком 43 спроса, блок 46 моделируемой выручки, который связан с блоком 43 спроса и блоком 45 формирования цены, блок 47 пилообразного виртуального изменения предложения ресурса, который связан с блоком 43 спроса через блок 48 формирования переменных статических характеристик «предложение-выручка». Блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде графика виртуальной

зависимости выручки от предложения и регулирования управляемого параметра предложения.

При планировании расходов ресурсов блок 2 расчета моделируемых экономических параметров содержит N блоков 49 - 51 планирования этих параметров (в зависимости от количества параметров) и блок 52 их суммирования. Блок отображения выполнен с возможностью отображения каждого из параметров, изменяемых в процессе моделирования и их суммы.

В процессе функционирования устройства вычисляются социально-экономические процессы и состояния, отражающие моделируемый оригинал, в различные моменты времени в зависимости от задаваемых параметров как в начальный момент времени, так и в процессе моделирования, что позволяет:

- выполнять управления без остановки моделирования непрерывно меняющейся (динамической) моделью нестационарного по своей структуре оригинала (реального объекта) такими же средствами (но только виртуальными), какие имеет оригинал в своем составе;

- прогнозировать процессы и состояния параметров модели, которые возникнут в результате заданных изменений (принятых управленческих решений или изменений внешней среды);

- проводить анализ полученных прогнозов с целью выявления момента и условий возникновения первопричин получающихся результатов, а также распознавания цепей прямых и обратных связей, по которым транслируются и усиливаются первопричины;

- находить стратегии управления динамической моделью, с целью нейтрализации отрицательных результатов, полученных в ходе прогнозирования, или уменьшения их интенсивности;

- автоматически сохранять баланс отрицательных и положительных обратных связей при непрерывном изменении структуры динамической модели;

- сопоставлять (сравнивать) прогнозируемые потери и приобретения моделируемого оригинала на всем интервале времени прогнозирования;

- наблюдать на экране монитора ЭВМ прогнозируемые процессы в координатах времени и состоянии.

Устройство ориентирована, в основном, на прогнозирование процессов и состояний у социально-экономических объектов (моделируемых оригиналов). Для выполнения этих задач в интерфейс устройства включены специально разработанные для этого визуальные элементы управления и наблюдения за результатами прогнозирования - средства отображения.

Устройство позволяет пользователю незнакомому со способами создания машиноориентированных программ для ЭВМ, синтезировать (программировать на ЭВМ) математические динамические модели любой сложности в короткое время (число моделируемых переменных при этом доходит до десятков и сотен тысяч, а количество учитываемых положительных и отрицательных обратных связей сопоставимо с числом переменных) путем формирования из имеющегося набора операторов необходимого алгоритма преобразования параметров модели.

Для выполнения этого программирования устройство содержит в блоке расчета:

- библиотеку операторов преобразования входящих (в каждый оператор) сигналов в выходящие из него;

- библиотеку типовых алгоритмов;

- библиотеку элементов или фрагментов экранов (фрагмент экрана, в дальнейшем фрагмент) управления моделью на мониторе ЭВМ или элементов (фрагментов) наблюдения на мониторе ЭВМ за выполняемым управлением и результатом прогнозирования (средства отображения), состоящую как из «стандартных» (известных) способов отражения на мониторе ЭВМ результатов вычислений, так и оригинальных способов, охарактеризованных в полезной модели, управления наблюдения;

- специальную технологию программирования динамической модели путем заведения в ЭВМ операторов из библиотеки операторов, отражающих формализованное описание оригинала;

- специальную технологию «сборки» экранов, на которых размещаются фрагменты экранов, взятые из библиотеки фрагментов.

Устройство динамического моделирования социально-экономических оригиналов отражает математическое описание моделируемого оригинала и позволяет:

- решать системы нелинейных дифференциальных уравнений с нестационарной структурой и наблюдением за результатами решения на экране монитора;

- изменять параметры модели «ручным управлением», что облегчает технологию компоновки модели и позволяет выполнять все запрограммированные варианты управления динамической моделью без остановки процесса прогнозирования (виртуальное время продолжительности прогнозирования устанавливается пользователем устройства);

- автоматически обнаруживать ошибки заведения математического описания в ЭВМ;

- указывать причину деления на «ноль» в операторе деления;

- присваивать каждому оператору числовое «имя» (номер), а также переименовывать номера операторов и копировать отдельные операторы и их группы под другими именами, уничтожать ранее заведенные в модель.

1. Устройство динамического моделирования социально-экономических оригиналов, характеризующееся тем, что оно включает блок задаваемых экономических параметров, связанный с ним блок расчета моделируемых экономических параметров и связанные с блоками задаваемых и моделируемых экономических параметров блок отображения в виде экрана монитора для вывода на него заданных и моделируемых экономических параметров с одновременным управлением этими параметрами, при этом блоки задаваемых и моделируемых параметров снабжены средствами для изменения этих параметров, а блок расчета выполнен на основе системы нелинейных дифференциальных уравнений с нестационарной структурой и с количеством обратных связей, соизмеримых с количеством переменных.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании доли и характера участия в экономической деятельности ее составляющих с подчиненностью составляющих метрополии блок расчета моделируемых экономических параметров содержит блоки деятельности каждой из составляющих, каждый из которых включает средство определения степени независимости составляющей от метрополии, средство определения индекса значимости составляющей для метрополии - доли составляющей в экономике метрополии, средство учета характера деятельности участника, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения доли составляющей в экономике метрополии в виде цветного круга, диаметр которого соответствует индексу экономической значимости составляющей для метрополии, цвет - характеру деятельности составляющей, а высота по отношению к горизонтали - степени независимости составляющей от метрополии.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании импульсных финансовых и материальных поставок ресурсов блок расчета моделируемых параметров содержит блоки поставщиков ресурсов из их накопителей, блок потребителей ресурсов, включающий блок накопления поставляемых ресурсов и блок планирования поставок этих ресурсов по времени и по количеству, блок форс-мажорных обстоятельств, при этом блок отображения выполнен с возможностью графического отображения импульсного планирования поставок ресурсов по времени и по количеству и реализации импульсных поставок ресурсов в зависимости от наличия ресурсов у поставщиков, возможности оплаты за поставку ресурсов потребителем и форс-мажорных обстоятельств, мешающих поставкам, и отображения графика реальных поступлений ресурсов на графике планируемых поставок.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании управляющего параметра блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов непрерывного планирования на экране монитора с изменением уровня планируемого параметра, передачи этого уровня в блок расчета планируемых параметров с одновременным наблюдением результата реализации запланированных изменений.

5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании распределения бюджетных средств блок расчета моделируемых параметров содержит блоки расхода по статьям бюджета, блок суммирования статей расхода, блок доходов, ограничивающий сумму расходов, блок дефицита и блок согласования суммы статей расхода и доходов, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения содержания всех блоков на экране монитора в виде линейных диаграмм, длина которых соответствует величине расходов, дохода и дефицита соответственно, регулирования длины диаграмм статей расхода и дохода и согласования диаграммы суммы статей расхода с диаграммой дохода и отображения диаграммы дефицита при превышении суммы статей расхода над статьей дохода, установки постоянной величины некоторых статей расхода при постоянной сумме расходов, и введения потока прогнозируемого дохода.

6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании финансовых потоков моделируемого оригинала блок расчета параметров содержит последовательно соединенные блоки потока выручки, материальных затрат, налога на добавленную стоимость, налога с выручки, налогов на фонды, оплаты труда и начислений на фонд оплаты труда, налога на доход, возврата банку, налога с прибыли, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде диаграммы, условно называемой “реки”, в которую втекают и из которой вытекают ручьи, соответствующие всем моделируемым параметрам, при этом блоки налога на добавленную стоимость, налога с выручки, налогов на фонды, налога на доход и налога с прибыли и других издержек с регулируемыми ставками от конкретных оснований выполнены с возможностью регулирования этих ставок как путем введения соответствующих параметров в соответствующие блоки, так и непосредственно на экране блока отображения.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при моделировании параметрической зависимости выручки от предложения товара, блок расчета моделируемых параметров содержит блок моделируемого покупателя ресурсов, который включает блок потребностей и блок спроса, блок моделируемого поставщика ресурсов со средством изменения величины предложения, блок формирования рыночной цены ресурса, связанный с блоком потребностей, блоком предложений и блоком спроса, блок моделируемой выручки, который связан с блоком спроса и блоком формирования цены, блок пилообразного виртуального изменения предложения ресурса, который связан с блоком спроса через блок формирования переменных статических характеристик “предложение-выручка”, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения результатов моделирования в виде графика виртуальной зависимости выручки от предложения и регулирования управляемого параметра предложения.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что при планировании расходов ресурсов блок расчета моделируемых экономических параметров содержит блоки планирования этих параметров и блок их суммирования, при этом блок отображения выполнен с возможностью отображения каждого из параметров, изменяемых в процессе моделирования и их суммы.