автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Метод конфликтно-оптимального управления в задаче проектирования интеллектуализированной информационно-управляющей системы гостиничного комплекса

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов»

На правах рукописи

COPO МАМ АДУ

МЕТОД КОНФЛИКТНО-ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ В ЗАДАЧЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛШИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ГОСТИНИЧНОГО КОМПЛЕКСА -

Специальность 05.13.10 — Управление в социальных и экономических системах (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0055531»°

9 ОКТ Z014

Москва 2014

005553115

Официальные оппоненты:

Работа выполнена на кафедре «Кибернетики и мехатроники» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов».

Научный руководитель: кандидат технических наук,

Карпунин Александр Александрович.

доктор технических наук, профессор, Александров Дмитрий Владимирович,

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», профессор кафедры ИБМ7 «Инновационное предпринимательство»,

доктор технических наук, профессор, Дивеев Асхат Ибрагимович,

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук», заведующий сектором «Проблемы кибернетики».

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего

профессионального образования Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики».

Защита состоится «17» ноября 2014г. в 12:30 часов на заседании диссертационного совета Д002.086.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Институт системного анализа Российской академии наук» (ИСА РАН) по адресу: 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 9, конференц-зал, 1-й этаж. Телефон: +74991355164.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСА РАН.

Электронные версии диссертации и автореферата размещены на официальном

сайте ИСА РАН http://www.isa.ru.

Электронная версия автореферата отправлена для размещения на официальном сайте ВАК Министерства образования и науки РФ по адресу геГеак®;mon.gov.ru «15» сентября 2014 года.

Отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба высылать по адресу 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 9, ИСА РАН, диссертационный совет.

Ведущая организация:

■ V X I к! 1 ицпчуим 1_»| »1 ^ииЧг 1 . —,

Автореферат разослан «{¡¿» Г^И^АО^ 2014

Ученый секретарь диссертационного совета Д002.086.02 д.т.н., профессор

Пропой А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Широкое развитие вычислительной техники и информационных технологий в последнее время привело к возможности создания информационно управляющих систем, обеспечивающих интеллектуальные формы управления в различных областях человеческой деятельности. Основная форма работы информационно-управляющих систем (ИУС) состоит в обработке текущей информации и принятии решений, направленных на достижение цели с оптимальными показателями качества управления. Во многих областях применения ИУС не позволяет использовать для процедур принятия решений формальные выводы или теоретически обоснованные алгоритмы. Основной причиной отсутствия возможности формализации вывода является наличие неопределенных входных данных и/или их неполнота. В этом случае возникает проблема принятия решения в условиях неопределенности. Данная проблема носит фундаментальный характер и является в общем случае нерешенной теоретической задачей.

В прикладных ИУС для решения задачи построения вывода на основе неопределенных данных в качестве одного из подходов используются экспертные системы (ЭС) как наиболее универсальные средства, позволяющие подключить к решению практических задач знания, опыт и интуицию человека-эксперта.

Применение технологии экспертных систем для создания интеллекту-ализированных ИУС не гарантирует наличия формальной процедуры создания такой системы. В каждом конкретном случае для каждого объекта или системы управления процесс построения ЭС носит творческий уникальный характер. ЭС, создаваемые разными разработчиками для информационного управления одного и того же сложного объекта, будут иметь различные структуру, информационное ядро и систему логического вывода.

Решению вопроса менеджмента предприятий гостиничного сектора посвящены работы Демурина В.Б., Кабушкина Н.И., Ковалева С.Н., Старчиковой Н.Г., Сысиной Ю.А., Ткачева Г.Г., Ушакова Р.Н., Фроловой Н.Л., Akinnuwesi В., Badawy О., Balashova O.A., Durodola O.D., Fleseriu A., Fleseriu С., Graham W„ Lee C.H., Mary A., Noone B.M., Oloyede S.A., Saunders I., Uzoka F.M.

В работе ставится и решается новая задача управления гостиничным комплексом (ГК) в условиях рынка гостиничных услуг развивающегося государства на примере Кот-д'Ивуар. Проектирование системы заключается в построении учетного ядра ИУС ГК с применением экспертной и математико-игровой моделирующей системы на платформе реляционной базы данных и баз знаний. Данная задача является весьма актуальной, поскольку в настоящее время, после выхода из затянувшегося политического кризиса, вопрос развития гостиничного сектора для привлечения в страну большего количества иностранных туристов является одной из приоритетных целей государства Кот-д'Ивуар. Кроме этого государство ставит целью разработать дешёвую и функциональную национальную ИУС ГК, чтобы уйти от

зависимости в обслуживании от крупных иностранных компаний, предлагающих хорошо зарекомендовавшие себя, но очень дорогие в обслуживании и сопровождении ИУС ГК.

Для прогноза деятельности ГК на предстоящем интервале времени необходимо наличие математической модели, описывающей динамику численности номеров ГК, находящихся в одном из возможных состояний. Наличие подобной прогнозирующей модели позволяет производить оптимизацию деятельности ГК на рынке гостиничных услуг в условиях противодействия других ГК.

Данная диссертационная работа нацелена на развитие методов теории оптимального управления многообъектными многокритериальными системами и применение полученных результатов к проектированию систем управления практически важного класса, в котором сочетаются вопросы принятия решений и управления, — ГК на рынке олигополии гостиничных услуг. Разработка методов и алгоритмов управления системами в конфликтной ситуации осуществляется на основе игровых подходов и стабильно-эффективных компромиссов.

Целью работы является разработка метода конфликтно-оптимального управления гостиничным комплексом на рынке олигополии гостиничных услуг в задаче проектирования интеллектуализированной информационно-управляющей системы гостиничного комплекса.

Методы исследования. В диссертационной работе используются методы классической и современной теории управления: методы теории оптимального управления многообъектными многокритериальными системами на основе стабильно-эффективных компромиссов, методы теории игр, методы системного анализа, исследования операций и принятия решений, методы имитационного моделирования.

Научная новизна работы:

1. разработана система продукционных правил для системы поддержки принятия решения при бронировании номера и размещении клиентов гостиничного комплекса;

2. в результате модификации модели товарного рынка олигополии сформирована модель взаимодействия гостиничных комплексов на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг;

3. сформированы математические модели статической Марковской цепи, а также динамической Марковской цепи в форме Колмогорова-Чепмена для описания состояния номерного фонда ГК на основе статистических данных;

4. исследовано существование гарантирующих решений в задаче оптимизации управления ГК на рынке олигополии.

Практическая ценность диссертационной работы:

1. сформирован облик ИУС управления ГК на основе модели функционирования в условиях государства Кот-д'Ивуар;

2. сформирована логическая структура базы данных учетного ядра ГК;

3. реализовано программное обеспечение учетного ядра системы управления базы данных ГК;

4. разработан алгоритм конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг;

5. разработано программное обеспечение для оптимизации управления ГК на рынке олигополии гостиничных услуг.

Реализация и внедренне результатов исследовании. Основные результаты, полученные в процессе выполнения диссертационной работы, теоретические и алгоритмические разработки, применяются в учебном процессе на кафедре Кибернетики и мехатроники ФГБОУ ВПО РУДЫ в рамках дисциплины «Системный анализ интеллектуальных систем управления», а также в группе гостиничных комплексов SITHO, действующих в государстве Кот-д'Ивуар.

Апробация диссертационной работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях:

• V международная научно-практическая конференция «Инженерные системы - 2012», Москва, РУДЫ, апрель 2012 г.;

• XX международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии - 2012», Крым, Судак, май 2012 г.;

• Международная научно-практическая конференция в Чехии «Инновационные информационные технологии», Чехия, Прага, апрель 2013 г.;

• VI международная научно-практическая конференция «Инженерные системы -2013», Москва, РУДН, апрель 2013 г.;

• VII международная научно-практическая конференция «Инженерные системы - 2014», Москва, РУДН, апрель 2014 г.

Публикации. Результаты диссертации отражены в 8 работах, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 4 статьи в сборниках трудов и тезисов международных конференций.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 151 странице, в том числе основного текста 115 страниц, 39 рисунков, 9 таблиц и 3 приложения. Список источников содержит 160 наименований, в том числе 48 на иностранном языке.

Положения, выносимые на защиту:

1) модель взаимодействия гостиничных комплексов на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг на основе анализа маркетинговых исследований принятия решений клиентов при выборе ГК;

2) метод решения игровой задачи взаимодействия гостиничных комплексов на рынке олигополии на основе равновесия по Нэшу и компромиссной точки с получением стратегий игроков-ГК в форме «управляющих» параметров;

3) динамическая математическая модель прогноза состояния номерного фонда гостиничного комплекса на основе метода динамики средних;

4) структуры и программная реализация алгоритмов работы учетного ядра ГК и оптимизации управления ГК на рынке олигополии для использования в ИУС ГК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы: обоснована актуальность темы, сформулирована цель и поставлены задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость работы, кратко изложено содержание работы, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ структурных свойств, моделей взаимодействия, методов исследования и постановка задачи конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии гостиничных услуг в задаче проектирования интеллектуализированной ИУС ГК.

На основе анализа работы служб в предприятии гостиничного комплекса сформирована двухуровневая структура административно-управленческого аппарата ГК. В процессе работы с клиентом от первого момента его появления до момента его выселения из ГК определен цикл мероприятий, проводимых сотрудниками ГК.

В процессе системного анализа работы ГК установлена взаимосвязь управляющей и управляемой подсистем, а также место пользователя и используемого им интеллектуального интерфейса совместно с интеллектуализированной системой поддержки принятия решения (ИСППР) показаны на рис. 1 в виде функциональной схемы.

Рис. 1. Функциональная схема взаимодействия управляющей, управляемой систем ГК и пользователя с ИСППР

В соответствии с целью работы приводится постановка задачи конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии.

Вопросы оптимизации стратегии функционирования предприятий в сфере услуг в условиях конфликтного взаимодействия в настоящее время являются очень актуальными. Особенно ярко конфликтное взаимодействие проявляется на рынке олигополии, когда несколько крупных игроков практически полностью контролируют рынок услуги или товара.

На рис. 2 показана схема взаимодействия предприятий ГК на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг. Одним из ключевых элементов на данной схеме является маркетинговая служба ГК, изучающая спрос на услуги ГК и прогнозирующая загруженность ГК клиентами.

В работе сформирована модель рынка олигополии в сфере гостиничных услуг на основе анализа данных маркетинговых исследований по предпочтению клиентов при выборе того или иного ГК, а также приводится постановка задачи конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии на основе сформированного вектора критериев эффективности функционирования взаимодействующих ГК.

т Прибыль 1-го ГК т Прибыль 2-го ГК т Прибыль Л/-го ГК

Рис. 2. Взаимодействие ГК на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг

Варианты предпочтений клиентов на рынке гостиничных услуг при

5

выборе того или иного ГК описываются в виде долей ак е [О, 1], У]ак = 1:

к=\

а, - доля клиентов, выбирающих наиболее дешевый вариант номеров в данной категории ГК. например, в результате ознакомления с ценами на \¥еЬ-сайте ГК;

а2 - доля клиентов, выбирающих ГК в результате воздействия рекламной кампании;

а, — доля клиентов, выбирающих ГК, в который заезжает большее число клиентов («эффект вагона»);

а4 — доля клиентов, выбирающих более дорогой вариант номеров в данной категории ГК («эффект Веблена»);

а, - доля клиентов, выбирающих ГК, в который заезжает меньшее число клиентов («эффект сноба»).

Основная масса клиентов описывается долями а, и а2. Индексы коэффициентов а: поставлены в порядке уменьшения их значимости (индексы увеличиваются от большей значимости к меньшей). Существенным элементом является то, что при заполнении номеров одного ГК остальные клиенты в соответствии с долями ак заполняют номера других ГК.

В результате формируются численности клиентов Л/(,/=1,Л^, которые будут заселяться в соответствующие ГК с номерами / = 1,уУ. При этом, очевидно, количество клиентов в данной категории номеров ГК ограничено вместимостью ГК

Л/, <Л,,/ = Щ

Стоимости номеров в рассматриваемой категории для ГК являются варьируемыми параметрами, они обозначены соответственно ql=\,N, причем установлены следующие ограничения на их значения: Ч, е ['/гшш ' Ч/пик ] » ' = 1> N .

Минимальные стоимости д,тт, ¡ = \,М устанавливаются таким образом, чтобы компенсировать издержки, связанные с эксплуатацией номеров данной категории ГК (расходы на уборку номера, ремонт номера и др.) ТС,, / = 1, N

Ч,тт ~ТСп ('=17Л/. _

Максимальные стоимости номеров данной категории <7,,„ач,' = ЬЛ'

устанавливаются таким образом, чтобы стоимость номера не превышала стоимость номера категорией выше.

В процессе работы маркетинговой службы ГК еще одним варьируемым и оптимизируемым параметром является объем расходов на проведение рекламной кампании в прессе, а также сети Интернет. При воздействии на потенциальных клиентов ГК может потратить сумму /; е[о, ';тач], / =

Величина г1пах, / = устанавливается в результате принятия решения владельцем ГК при обосновании необходимости расходов маркетинговой службой.

Таким образом, «управляющие» параметры ГК имеют вид вектора

Ч, (1)

Всего в ГК / имеется / = 1,ЛГ сотрудников, средний уровень зарплаты каждого из них при этом равен Ц, / = Эти два значения будут влиять на размер прибыли ГК. Можно условно определить уровень расходов на оплату работы персонала, усреднив общее значение по всем категориям номеров С.

В качестве критерия эффективности функционирования ГК выбрана месячная прибыль, получаемая ГК при обслуживании клиентов в данной категории номеров

•Л = [туг(я,-тс,)-Х11 / = Щ (2)

где '/„ — количество дней в месяце;

С — количество рассматриваемых категорий номеров в ГК.

В результате расчета критериев эффективности (2) может быть определен коэффициент конкурентоспособности ГК на рынке олигополии

А',=

J,

(3)

Модель описывает статический вариант модели олигополии, в которой основная связь между состоянием и управлением имеет алгебраический вид.

В данной модели реализуется свойство эластичного спроса на основе предпочтений клиентов и условий, предоставляемых ГК.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей оценки состояния номерного фонда ГК, а также алгоритма конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии гостиничных услуг.

В качестве вершин г, в результате анализа операций, производимых с номером, были выбраны следующие состояния номера ГК: г, - «номер свободен»; г2 - «номер занят клиентом»;

г, - «номер освобожден клиентом, требуется уборка»; г4 - «в номере производятся ремонтные работы».

Результирующий вид графа состояния номера ГК представлен на рис. 3.

Существуют две основные формы представления Марковских цепей: Марковская цепь дискретного и непрерывного времени.

Матрица вероятностей перехода Р(, ) имеет вид

(4)

Поскольку вероятности перехода из состояния в состояние зависят от момента времени , то данная Марковская цепь является неоднородной.

р«,) 'и р(0 '11 р(',> '13 р«,> 14

0 р(',) ' 22 р(',) ' 71 рЧ,) '24

р(',| '31 р(',) 32 р(',1 34

р(',> 41 р«,> '42 р(',) '43 р(',) '44

Рис. 3. Граф состояния номера ГК

В соответствии с графом системы, представленным на рис. 3, получены уравнения для Марковской цепи дискретного времени

'РМ) = + + />(/„,) С; _ т) = РМ-^У + р2с,., + ЛСм 11 + Ш-,)''«5)

.Л С,) = Л К + АС,, + РЛ'.Ж* + РЛ'.^Р^-

Система уравнений (5) дополняется уравнением

(6)

4 = 1

На основе графа состояний системы, представленного на рис. 3, можно сформировать также Марковскую цепь непрерывного времени.

Аналогом вероятности перехода в случае непрерывного времени является плотность вероятности перехода ^¡(Г), определяемая по формуле

л'Д", (7)

¿г-м Д/

где А1 - малый интервал времени.

На основе графа состояния на рис. 3 сформированы уравнения динамики вероятностей по Колмогорову-Чепмену

Р2(/) = Л12(/)Р1(/) + Л32(ПР3(/) + Л42(/)Р4(/)-(Л23(/) + Л24(/)}Р2(();

(8)

Р3(/) = Л13(0РА0 + Л23и)Р2(/) + Л43(0Р4(0-(Л31(0 + Л12(0 + Л14а))Р3(г); Р4(0=ЛЫ(0Р1(/) + Л24(ПРА0 + Л34(0РА0-(Л4АГ) + Л42(/) + Л43(1))Р4(0.

По аналогии с Марковской цепью дискретного времени система уравнений (8) дополняется уравнением

= (9)

Умножая обе части системы уравнений Колмогорова-Чепмена (8) на количество номеров Р в данной категории Ск, можно получить описание динамики средних численностей номеров, находящихся в каждом из состояний в виде математического ожидания /»,(/), / = 1,и. «;,(') = Л3|(/)«/-(/) + Л4|(/)'»4(/)-(Я|2(/) + Л,3(Г) + Л|4(/))/",(/);

»;,(/) = Л12(/)л»1(/) + Я32(/)я1з(/) + Л42(/)л14(/)-(Лз(/) + ^4(/))/;12(/); ^

т3(1) = Л,з(/)от,(/) + Л23(1)т2и) + Л43(1)т4{1) - (Л,,(/) + ¿,(/) + Л34(0)ш3(/); т4(1) = Л,4(/)и;,(/) + Л24(1)т2(1) + Лз4(/)п/,(/) - (Л4|(/) + Л42(1) + Л43(1))т4(1). Система уравнений (10) дополняется уравнением

2>,(/)=«■ со

Зная начальные численности номеров, находящихся в каждом из состояний, можно произвести оценку динамики численности номеров на основе системы уравнений (10), (11) с применением численных методов моделирования.

Таким образом, моделирование численности номеров одной конкретной категории в каждом из состояний можно осуществлять на основе системы дифференциальных уравнений четвертого порядка и одного алгебраического уравнения связи.

На основе рассмотренных в главе подходов многокритериальной оптимизации формируется алгоритм конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии в сфере гостиничных услуг.

Алгоритм состоит из нескольких этапов.

Предварительный этап. Производится задание параметров и начальных условий для модели олигополии рынка гостиничных услуг.

Этап I. Заключается в том, что на области параметров О определяется равномерная «сеть» размерности Мк и густоты /. Узлы этой сети отображаются в пространство показателей Л, формируя таким образом ее вид, как это показано на рис. 4 (для наглядности изображен для N = 2).

Рис. 4. Отображение множества значений параметров на множество значений показателей

Этап 2. Формируется «идеальная точка» Л (рис. 46), а также примерная Парето-область (рис. 4а). Найденная «идеальная точка» в дальнейшем используется для выявления компромиссного решения при анализе множества решений.

Этап 3. Осуществляется вычисление гарантирующих решения для каждого из ГК. Равновесие по Нэшу определяется как пересечение множеств гарантирующих решений для каждого из ГК. В случае если полученные множества не имеют общих точек, равновесия по Нэшу не существует.

Этап 4. Определяется компромиссное решение на границе Парето, ближайшее к «идеальной» точке по мере Сапуквадзе

/

= р~

(12)

Этап 5. Осуществляется вывод оптимальных «управляющих» параметров ГК на рынке олигополии гостиничных услуг.

В третьей главе решались вопросы разработки системы поддержки принятия решения при бронировании номеров и размещении клиентов ГК.

В процессе системного анализа предметной области был выявлен состав ИУС ГК. На рис. 5 приводится общая функциональная схема взаимодействия компонент ИУС ГК.

Ключевым узлом СУБД является учетное ядро ГК. Клиент-серверная архитектура базы данных учетного ядра ГК позволяет реализовать большой набор операций, производимых различными категориями пользователей-операторов и администратора БД. База данных приведена к третьей нормальной форме. Логическая структура реляционной базы данных учетного ядра ГК состоит из 10 таблиц. Для каждой таблицы указаны внешние ключи и связи между таблицами, а также внутренние реквизиты. Разработаны версии следующих модулей: навигации для модели гостиницы, модели администрирования гостиницы, модели доступа.

Этап бронирования номера клиентом является определяющим для дальнейшего проживания клиента в ГК. Разработана функциональная схема алгоритма бронирования номера и размещения клиента в ГК, учитывающего штатные и нештатные ситуации, связанные с клиентами и состоянием номеров ГК.

Ролевой ввод

Другие

источники —►!

информации

▼ ▼

Переменные

состояния ГК,

модели и начальные

условия

□

Цель развития

Критерии функционирования

Добавление и изменение стратегий

База данных (учетное ядро)

Сервер

База знаний стратегий управления ГК

Выбор стратегии управления ГК

Встроенные в бизнес-процессы индикаторы

Система имитационного моделирования и управления ГК

База знаний оперативных решеннн по управлению ГК

Отчетность ГК с ролевым доступом 1

Персонал ГК

Продукционные правила

Целевые переменные,

значении показателен качества

Оперативные и стратегические

планы деятельности и отчеты

Рис. 5. Состав ИУС ГК

К штатным ситуациям относится уборка номера после выселения предыдущего постояльца. В этом случае требуется небольшой срок ожидания перед возможным заселением клиента. Обычно это время строго нормировано, однако если выезжает большая группа постояльцев, то возможно увеличение срока ожидания.

Состояние каждого номера / ГК может быть описано следующим набором параметров: .=[#„, Нп,..., Я,„], где индекс п обозначает количество вариантов выполняемых технических работ, например, Нп -уборка номера, Нп — замена перегоревшей лампочки, Нп - устранение течи водопроводного крана, /7,4 - ремонт дверного замка и т.д., причем Н1к имеет смысл целочисленной переменной, описывающей количество действий данного типа, которое необходимо выполнить техническому сотруднику ГК. В штатном режиме значение элементов вектора Н, кроме Нл (уборка номера) равны нулю. Исключением является необходимость проведения запланированных технических работ. Время начала выполнения соответствующих работ в номере /, назначенных администратором ГК, имеет вид вектора Т01=\Тт,Т0П,...,ТШп], где, например, Топ - назначенное время начала уборки номера, Топ - назначенное время замены перегоревшей лампочки и т.д. Планируемое время завершения технических работ, оцениваемое администратором совместно с техническим работником, имеет вид вектора ТК/=\ТЮ],ТЮ2,...,ТЮП\. При появлении неисправности в номере / технический специалист производит оценку времени, затрачиваемого на устранение подобной неисправности, администратор вносит это значение в базу данных.

Одним из ключевых параметров номера / является его состояние, заселен он клиентом или свободен. Причем для удобства работы состояние занятости номера удобно описывать при помощи значения Тв, - времени, оставшегося до выезда клиента из номера. Если номер свободен, то Г№ =0.

Если Тт * 0 и в векторе Н1 появляется ненулевой элемент Нй > 0 при к > 1, это означает, что в номере произошла поломка и появилась нештатная ситуация. Необходимо, чтобы алгоритм учитывал наличие подобных ситуаций и предлагал те или иные варианты их решения, например, предложить переселить клиента в другой номер или даже, при отсутствии других свободных номеров, помочь с переселением в другую гостиницу.

Время ожидания клиента до его возможного заселения в номер / определяется на основе значений ТКГ До тех пор, пока все технические работы не будут завершены, заселение невозможно. В исключительном случае, по согласованию с клиентом, завершение ремонтных работ может быть выполнено после его въезда в номер. Подобные условия на основании значений векторов Я,,ГА7 и параметра Тш хранятся в виде системы продукционных правил в формируемой базе знаний системы поддержки принятия решений.

В качестве основы для реализации разрабатываемой ИСППР выбрана интегрированная платформа Gensym G2 Corp. В среде Gensym G2 Corp состояние D номера / принимает следующие значения: « F»— номер свободен (Free); «О» - номер занят (Occupied);

«СВ » - номер забронирован с подтверждением (Confirmed Booking); «BNC»- номер забронирован без подтверждения (Booking is Not Confirmed); « NC » - номер в состоянии ожидания уборки (Need for Cleaning); « NR» - в номере требуется проведение ремонта (Need for Repair).

Класс Creance показывает различные состояния комнат в каждой категории различным цветом. Например, на рис. 6 показаны различными цветами: зеленый — свободный номер туристического класса, серый -занятый номер класса люкс, розовый - комфортный номер, в котором требуется ремонт, синий - номер, у которого бронирование подтверждено, красный - номер категории стандартный, бронирование не подтверждено.

Для рассмотренных состояний номеров сформирована система продукционных правил для работы в штатных и нештатных ситуациях. Пример продукционного правила, связанного с бронированием номера.

Если состояние номера D. забронировано без подтверждения и время ТВ1 ожидания находится в диапазоне от 30 до 60 минут, то статус состояния номера D. «Забронирован» отображать цветом «красный» и статус X, время ожидания клиента «Длительное время».

ЦЬ CREANCE Г^ПГШНЕВД

--VIP-ROOMS

STANDARD-ROOMS

Рис. 6. Состояние номеров в ОепБут С2 Продукционная модель имеет следующий вид:

1¥ы = [(£> =ВЫС) л (ТВ1 е[30;60]дшя)]->[(Ц = СЛ) л (ЛГ, = ЯТУ)].

Пример продукционного правила, описывающего состояния клиентов ГК в их взаимосвязи с номерным фондом.

Если номер свободен (клиент выехал) и требуется уборка номера /', других свободных номеров в данной категории нет и время, оставшееся до завершения уборки номера меньше получаса, то предложить клиенту подождать.

[(Гд, = 0) л (у/л (/ *./) л (С(У) - С(/)) л * 0)) а (//„ = 1)л (Гв1 - / < ЗО.шш)] -

—> [5( = "Предложить подождать"], где С(/') - категория номера /, / - текущее время.

Реализация системы продукционных правил в ИСППР позволит формировать подсказку варианта решения для оператора МУС ГК.

В четвертой главе приводятся практические результаты применения разработанных методов оптимизации управления ВМЛА при конфликтном взаимодействии гостиничных комплексов на рынке олигополии. Выполняется многофакторный анализ условий применения алгоритма и разработанного программного обеспечения.

Для сформированного модельного примера взаимодействия двух ГК на рынке дуополии проводится анализ получаемого решения на основе сетевого разбиения пространства «управляющих» параметров, к которым относятся стоимость номера в рассматриваемой категории и затраты на рекламу ГК для привлечения клиентов, вычисления множества допустимых вариантов на пространстве критериев эффективности, выявления в нем идеальной точки, границы Парето, поиска гарантирующего решения для каждого из ГК в форме равновесия по Нэшу, а также определения наиболее эффективного компромиссного решения для каждого из ГК на основе близости к идеальной точке. Результаты выполненного анализа для рассматриваемого модельного примера дуополии ГК представлены на рис. 7.

14 12 10

8

у

6 4 2 0 -2

0 5 10 15 20

хю4

Рис. 7. Анализ множества вариантов решений для ГК на рынке дуополии

На рис. 7 синим цветом показаны возможные варианты решения в зависимости от выбранных ГК узлов сети «управляющих» параметров. Красной звездой показана идеальная точка, черными кружками показаны варианты решений, формирующие границу Парето, зелеными кружками и фиолетовыми прямоугольниками показаны варианты решения, эффективные для каждого из ГК, отклонение по одному из параметров от которых невыгодно для самого ГК, голубым треугольником показано компромиссное решение для обоих ГК. наиболее близкое по расстоянию к идеальной точке на основе (12). Поиск компромиссного решения может быть обоснован тем фактом, что в условиях модельного примера не существует равновесие по Нэшу, поэтому ГК не могут гарантировать какую-либо величину прибыли вне зависимости от управления другого ГК.

Рассмотрено влияние спроса на услуги ГК на существование гарантирующего решения. Выявлен факт, что независимо от количества клиентов в случае ненасыщенного спроса равновесие по Нэшу в рассматриваемой задаче не существует. Гарантирующее решение может быть найдено лишь в вырожденном случае задачи, когда спрос на услуги ГК превышает предложение мест в ГК. В этом случае все места в ГК будут заняты независимо от выбранных управляющих параметров ГК. В этом

варианте также идеальная точка совпадает с компромиссным решением, поэтому в случае если ГК вступают в договорные отношения, они могут выйти на максимум прибыли при условии согласования своих действий и строгому им следованию.

В заключении отражены основные результаты работы.

В приложения отдельно вынесены справочные материалы и листинги разработанного программного обеспечения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Сформирована структура информационно-управляющей системы ГК, обладающая полнотой относительно функциональных свойств и взаимосвязи входящих в ее состав элементов.

• Разработана логическая структура учетного ядра системы управления базы данных ГК, приведенная к третьей нормальной форме.

• Реализованы программные управляющие интерфейсы учетного ядра системы управления базы данных ГК.

• Проведен системный анализ процедуры бронирования номера ГК и размещения клиентов, в результате чего сформирована система продукционных правил для проектируемой ИСППР в помощь оператору ГК.

• Система продукционных правил в задаче бронирования номеров и размещения клиентов ГК реализована в интегрированной среде СепБут а Соф.

• На основе анализа состояний номерного фонда ГК построена модель графа состояний, описывающая взаимосвязь состояний.

• На основе введенного графа состояний номерного фонда сформированы математические модели статической и динамической Марковских цепей для учета загруженности номеров ГК на прогнозируемом интервале времени.

• На основе существующих моделей олигополии товарного рынка предложена математическая модель рынка олигополии гостиничных услуг на основе анализа предпочтений клиентов при выборе ГК.

• На основе введенной модели рынка олигополии разработан алгоритм конфликтно-оптимального управления противодействующих ГК.

• Проведена разработка в математическом пакета МаМаЬ программного обеспечения, реализующего алгоритм конфликтно-оптимального управления ГК на рынке олигополии гостиничных услуг.

• На модельных примерах рассмотрены вопросы существования гарантирующих управлений в задаче оптимизации управления ГК на рынке олигополии в условиях противодействия других ГК.

• Многофакторный анализ решенных задач позволяет сделать вывод о работоспособности разработанных алгоритмов и возможности их использования для оптимизации деятельности предприятий ГК.

По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, 4 из них - в

журналах, входящих в список рекомендованных изданий ВАК РФ:

1. Карпунин А.А., Соро Мамаду. Модель состояния номеров гостиничного комплекса на основе аппарата Марковских цепей // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 3 (53). — 8 с. URL: http://www.science-education.ru/pdf/2014/3/66. pdf.

2. Карпунин А.А., Соро Мамаду. Модель конфликтно-оптимального взаимодействия гостиничных комплексов на рынке олигополии // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. — 2014. — № 9. — 22 с. (в печати).

3. Соро Мамаду, Карпунин А.А. Система поддержки принятия решения при бронировании и размещении клиентов гостиничного комплекса на основе интегрированной среды Gensym G2 corporation // Вестник РУДН. Инженерные исследования. — 2014. —№ 3. — С. 27 — 37.

4. Соро Мамаду, Внуков А.А. Управление гостиничными бизнес-процессами с применением реляционного подхода // Вестник РУДН. Инженерные исследования. — 2013. — № 3. — С. 39 — 52.

и 4 опубликованы в сборниках трудов международных конференций и

школы-семинара:

5. Соро Мамаду, Внуков А.А. Интеллектуальная система управления движением эскалатора // Инженерные системы - 2013: Труды VI международной научно-практической конференции. — М.: РУДН, 2013, —С. 112-118.

6. Соро Мамаду, Внуков А.А. Моделирование экспертной системы управления движением интеллектуального эскалатора // Инновационные информационные технологии: Материалы международной научно-практической конференции в Чехии. Том 2. — М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. — С. 515 - 523.

7. Соро Мамаду, Внуков А.А. Построение информационной системы для гостиничного комплекса на платформе ЦФТ-Банк // Новые информационные технологии - 2012: Тезисы докладов XX международной студенческой школы-семинара. — М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2012, —С. 279-281.

8. Соро Мамаду, Внуков А.А. Разработка информационной системы для гостиничного комплекса на платформе ЦФТ-Банк // Инженерные системы - 2012: Тезисы V международной научно-практической конференции. — М.: РУДН, 2012. — С. 44.

Подписано в печать: 22.09.2014 Объем: 0,7 п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 406 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, пр-т Вернадского, д. 39 (495) 363-78-90; wwvv.reglet.ru