автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Методика формирования информационно-технологической структуры управления строительством

9 15-5/329

Международный межакадсмическнй союз

11а иранах рукописи

Грншов Сергеи Ллексапдроинч

мктодпка формирования информационно-! кхноло! ическоп структуры

управления строительством

Специальность: 05 02 22 - Организация протнодстна

.Диссертация

на соискание ученой стспспн кандидата технических наук и форме научною доклада

Москиа 2015 г.

Работа выполнена п ООО «Научно-исследовательский центр Академии транспорт;

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, лауреат премии Правительства РФ Спиридонов 'Эрнст Серафимович, доктор технических наук, профессор, лауреат Государственных премий Славпнский Зиновий Мнхялсвнч доктор технических наук Миронов Леоннд Алексеевич

Защита состоится «¿3, Об. ,2015 года на заседании диссертационного совета Д.011.024.МАИ 032 Высшей Межакадсмической аттестационной комиссии.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться и диссертационном совете Д.011.024.МАИ 032.

Автореферат раюслаи_

30,0<г. 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доюор технических наук, профессор

М.Д. Рукии

общая характеристика работы —- --------------

Актуальность работы

Транспорт, обеспечивающий совместно с энергокоммуникациями и связью материальные, энергетические и информационные потоки, создает необходимые условия существования современного общества, поступательного развития и эффективного размещения его производительных сил. Мировой и отечественный опыт свидетельствует, что уровень, характер и темпы взаимосвязанного развития этих составляющих инфраструктурного комплекса могут служить индикатором развития экономики страны и отдельных регионов. В России, в настоящие время, это индекс недостаточно высок.

Имеет место известный разрыв с развитием мировой транспортной системы, что в настоящее время осложняет как развитие научного потенциала и экономики, строительства и транспорта, так и внешние транспортные связи.

Не все обстоит благополучно и с методами организации, технологии и управления строительным комплексом и выбора научно обоснованных решений в области транспорта. Традиционные методы периода директивно - планового регулирования в строительном производстве не гибки, недостаточны и часто ошибочны.

Народное хозяйство России характеризуется сложной системой хозяйственных связей различных предприятий, расположенных на обширной территории и выпускающих один или несколько видов продукции. Эти связи реализуются в территориальном перемещении материальной продукции. Современные объемы производства колоссальны, и без разветвленного и мощного транспортного комплекса невозможно эффективное хозяйственное сотрудничество регионов и отдельных предприятий страны, т. е. научно производственное и экономическое единство государства.

Другая важная народнохозяйственная задача, в которой решается проблема транспорта, — это хозяйственное освоение новых регионов. Она особенно важна для северных и восточных территорий страны. Практика однозначно показывает приоритетность влияния транспортной инфраструктуры на сроки и затраты при хозяйственном освоении территорий.

С позиции ресурсоемкости строительства коммуникаций (инвестирование, строительных материалов, сокращению времени и др.) ведущее место в транспортном комплексе принадлежит: железным дорогам, автомагистралям, водным путям и т.д.

Важная народнохозяйственная задача, решаемая транспортом - это хозяйственное освоение новых или удаленных от центра регионов.

Как показывает опыт, принципы стратегии развития транспортной инфраструктуры реализуется через новое транспортное строительство или реконструкцию транспортных объектов. К сожалению, принятая ранее стратегия развития железнодорожного транспорта не учитывала возникающих на практике неопределенности производственных и политических ситуаций и связанных с ним рисков, т.е. не учитывала ущерба от стратегических и оперативных ошибок в управлении строительством.

Проблеме оценки надежности строительства и реконструкции транспортного объекта (ТО) с учетом риском риска не уделяется должного внимания. Нет должной методики формирования информационно - технологической структуры управления строительством для обеспечения с учетом риска при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации транспортных объектов.

Это послужило причиной необходимости анализа формирования и функционирования информационно - технологической структуры управления строительством, а также качества ведения работ и рисковых ситуаций в период строительство транспортных объектах, и разработки методики по учету их возведения. Учет риска позволяет не только предвидеть нештатные ситуации при проектировании, строительстве и реконструкции объектов, но и снизить потери расходования материальных и денежных средств на этапах жизненного цикла транспортных объектов, в частности железной дороги.

Цель исследования

Цель настоящей диссертации состоит в разработке новых методов сценарного логико-вероятностного моделирования формирования и функционирования информационно - технологической структуры управления строительством возведения или реконструкции транспортного объекта и оценки риска в финансовых и организационных системах. Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих задач:

{.Формализация среды для решения задач управления строительства или реконструкции транспортного объекта с учётом рисков.

2.Разработка алгоритмов идентификации событий и построения логико-вероятностной модели, формирования информационно технологической структуры управления строительством транспортного объекта.

3.Постановка и решение многопараметрической задачи формирования множества, начальных и конечных состояний объекта управления строительством.

4.Разработка методики формирования и функционирования информационно -технологической структуры управления строительным транспортных объектов, с учетом рисков.

5. Формирования алгоритма информационного аспекта в системе структуры управления строительными процессами.

Предмет и объект исследования

За объект, рассматриваемый в работе, принят - строительный или реконструируемый транспортный объект, или группа объектов объеденных в единый комплекс, или строительное подразделение, порождающие проблемную ситуацию и избранное для изучения.

Предметами исследования являются:

- формирование н функционирование информационно - технологической структуры управления строительством 1ранспортпого объекта с учетом рисковых ситуаций.

- офаниченнямн при функционировании транспортного объекта с учетом рисков является реализация риска размеры потенциальных потерь до заданного уровня.

- формирования информационного аспекта в системе функционирования структуры управления строительным процессом.

- исследование функциональной модели управления строительными процессами и возведении транспортных объектов.

Научная новизна

Научная новизна работы состоит:

1) Оценка формирований н функционирования информационно-технологической структуры транспортного объекта с учетом возведения его при возникновении рисковых ситуаций.

2) Разработка рациональной функциональной модели управления строительными процессами при возведении транспортных объектов.

3) Разработка и структурирование информационною аспекта в системе структуры управление строительными процессами и объектами с уч&том рисковых ситуаций.

4) Разработка методики определение надежности при обосновании органнзационно-технологических решений, возведения или реконструкции транспортных объектов.

Практическая значимост ь

Методы, предложенные в диссертационной работе, могут быть использованы при формировании функционирования информационно-технологической структуры управлении строительством при возведении транспортных объектов. Предложим метод управлении рисками инвестиционными проектами при планировании возведения в строительных объектов и календарного составления графиков выполнения производст венных операциях.

С точки зрения практических приложений целью настоящей работы является возможность продемонстрировать один из подходов к систематическому созданию и использованию наборов стресс-сценариев календарного планирования в ведении строительных процессов, с учетом организационного воздействия процессов под влиянием внешних факторов.

Результаты, полученные в работе, имели следующие ияучно-нрактпческис приложения:

п программно-методическом комплексе решении управленческих задач компании. 2012г.

при оценке рисков инвестиционного проекта 2011 г.

при оценке рисков нннсстшшопного проекта банка «Вертикаль» г. Москва. 2004г.

при экспертизе уровня экономической безопасности Холдинга 2014г.

Л так же докладывались на конференциях "Безопасность движение поездов" 2012. 2013. 2014 года.

Докладывались на научной-практической конференции "Неделя пауки - 2013.2014г" «Паука МИИТа ТРАНСПОРТУ» Международная конференция lnnolrans(r. Ьсрлип. 2014г.) Выездная школа главных инженером ОАО "Ь'УТЭЛТРЛ! 1С" 2014г.

Глава I. Методика определении надежности оргяннзацнонно-гсхнологичсских решений.

1.1 Ныдо/) и обоснование надежности органтационно-технологических решении

Попятно, что при претворении в жизнь конкретного организационно технологического решения приходится сталкиваться со множеством помех, начиная с неритмичности поставок и кончая неблагоприятными погодными условиями. Для учета влияния этих факторов необходимо оцепить надежность принятого н зафиксированного, например, в линейной или сетевой модели организационно-технологического решения (OTP).

А. А. Гусаковым в ряде работ 114.19] показана необходимость оценки надежности каждого организационно-технологического решения в строительстве и сравнения се с заданным значением, которое зависит от многих обстоятельств, определяющих жесткость директивного срока и размеры последствии в случае ею несоблюдения. Аналогично, в исследованиях ЦПИИСа |15] из числа определенных в ГОСТ 27.004-85 [13] параметров в качестве показателя надежности была принята как наиболее подходящая «Вероятность выполнения технологической системой задания по объему выпуска», представляющая собой вероятность тою, что объем выпуска организационно-технологической системой годной продукции за рассматриваемый интервал времени будет не менее заданною. Но так как организациопно-техпологическая система строительного процесса отличается тем, что для сооружения объекта зребуемый объем строительно-монтажных работ должен быть выполнен обязательно, в исследованиях лаборатории верхнего строения пути ЦПИИСа 1985-1986 гг., выполненных при участии автора |15], используется показатель надежности «Вероятность выполнения задания в срок», которая определяется как вероятность того,

что интервал времени, затраченного на выпуск организационно-технологической системой заданного объема годной продукции, не превысит заданною значения.

Поэтому под надежностью производственной системы понимается вероят ность не превышения в результате ее функционирования директивного срока производства работ (1.1):

Н, = Р(Т < Т0)

Для оценки уровня надежности принятого и зафиксированного, например, в сетевой модели организационно-технологического решения в [16] разработана методика, в соответствии с которой методом Монте-Карло производится розыгрыш случайных продолжит ельност ей работ или комплексов работ, входящих в сетевой [рафик, и на нескольких десятках испытаний собирается статистика, включающая продолжительность критического пути и входящих в него работ. Укрупненная структура прог раммною комплекса статистических испытаний на модели приведена на рис. I, логика работы программного комплекса - на рис. 2.

Датчик спайных

(Вт*) I данных Д

Управление контрольными гонками

£_1

Иыт,<) данных

Главным модуль

Подготовка данных лля расчета сети

Бус|»ер сбора статистической информации

Накопление результатов расчета

(Расчет 1 I Статистическая 1

сегевой модели | | обработка |

Рис.1. Укрупненная структура программного комплекса статистических испытаний на модели.

\* ша llfKf.lOVA'll 1С41.НОГ 11.

начала рабо 1м ССЫЛКА

у

X» у vm Про.тлжн ТСЛШОСП.

начади раГины ссылки

Л* ума 11 рШОЛЖИ IT.tLII OCl 1. ссылка

начала (>:I4KMM

¿г

Рис. 2. Логика работы программною комплекса.

Основное содержание двух блоков разработанного программного комплекса представлено на рис. 3. 4.

Это позволяет сравнительно проста определить доверительный интервал, в который с заданной вероятностью попадет продолжительность строительства или реконструкции участка железнодорожного пути при претворении в жизнь принятого ОТР, и, соответственно, вероятность не превышения заданного срока производства работ. Она-то и явится мерой надежности принятого решения (рис. 5).

Нужно отметить, что разработанный в |16] программный комплекс по оценке надежности является универсальным и может использоваться при других законах распределения продолжительностей работ и продолжительностей критического пути.

Аналогичным образом организационно-технологическая надежность определяется в работе |14]: «На ранних стадиях проектирования целевой функцией проекта может служить вероятность завершения строительства в нормативный срок или нахождение стоимости, или трудоемкости в заданном интервале, то есть ОТН». Эта фундаментальная работа посвящена теоретическим аспектам формирования моделей для оценки качества проектов в рамках АСУ. Поэтому автор решал задачу формализации творческой деятельности проектировщика, используя теорему Геделя, представляя процесс творчества как переход от одной формальной системы к другой, более сильной, в которой «аксиомы первоначальной системы являлись бы теоремами и существовали бы решения прежде неразрешимых задач».

Рис. 3. Алгоритм накопления результатов для оценки надежности.

Распаковка буфера

Рис. 4. Извлечение результатов испытаний для опенки надежности 1.20 1,00 о.ао 0,60 0,40 0.20 ООО

Рис. 5. Определение надежности организационно технологическою

решения

Последовательная реализация этого подхода позволит создать модели проектной деятельности, обеспечивающие заданный уровень организанионно-технологичсской надежности, что зребует анализа большого количества проектов и строгого обоснования возможности распространить аккумулированный в них прошлый опыт в будущее. Однако, ограничив число формализованных процедур и отдав тем самым на откуп ЛИР окончательный выбор решения из небольшого их множества, построенною формально, мы получаем возможность оценивать надежность одного принятою и зафиксированного в сетевой модели решения.

Коротко порядок- определения надежности OTP можно сформулировать следующим образом:

1) для сетевой модели, в которой зафиксировано OTP, методом Моте-Карло набирается статистика по продолжительностям критического пути; после обработки статистики получаются значения математического ожидания тх и среднего квадратического отклонения ах:

2) с полученными значениямитх,<тх, строится функция распределения вероятности ф (х);

3) на ее область определения накладывается директивный или договорной срок строительства; в точке, соответствующей этому сроку, определяется ордината функции распределения вероятностей, которая и даст численное значение вероятности не превышения заданного директивною или договорного срока. Применительно к рассматриваемому случаю (рис, 2.5) она составляет 0,89.

Очень важным является вариатп сопоставления надежностей технологических процессов в том случае, если директивный или договорной сроки строительства не заданы. Для такого случая в |18] предложено производить сопоставление надежностей генетически подобных технологических процессов по величине коэффициента вариации. При этом технологические комплексы представляются в виде сетевых графов. Генерация случайных продолжительностей работ или их комплексов производится методом Монте-Карло в соответствии с известным методом фон Неймана по алгоритму, представленному на рис. 6,а.

РОЫП11ШСЛ ЮГО ЧИСЛА РЛП1РЫКЯЖН ГО РАПСЫВ>Ни Н« И1П1РЕИЛЕ (l.KJIU . J.KHW.I

6)

МЛ£ОР 1ТАПКЛНИ1 MfTfWIU MOint-MI'flO

i

глстлглшного равиомв»но н к ИНГИ

НАХОЖУ*ШЕ ПО НАЬРАИЩЙ CI ATHCIW

OIIWyVMBIMF ЮЭФФИЦЛ 1(ТА ПЛРИЛ1ЦМ

З/ОймГсДУЧАЙЮГО ЧИСЛА в МАТРИЦУ

Рис.6. Алгоритм фон Неймана

Для пропедсння статистических испытаний сетевой модели необходимо установить закон распределения вероятностей появления lex пли иных иродолжнтелыюетеп работ, входящих в сетевую модель, параметры этого закона. Т.к. в соответствии с |17), прннято, что распределение значений иродолжительностен работ подчиняется бег^-распределению с плотност ью:

P(t) = С * (t — t,„ln) * ({,„„, - t)2 (2.2)

где /- случайное значение продолжительности работы;

tmin-tmax " соответственно. минимальное п максимальное значения продолжительности работы;

С - нормировочный коэффициент. Из условия нормировки

Г

J РСОЛ = 1

'min

(2.3)

нормировочный коэффициенте определяется как

12

С =---

tynax t-min

(2.4)

В отличие от стандартного бета-распределения, определенного па интервале (0.1). используется вариант бета-распределения. определенного па интервале)t„,„|..tmar,l.

При определении границ интервала вводится вероятностный коэффициент, который определяется как

К (0 = г

t„

I- вероятная продолжительность работы t„ - нормативная продолжительность работы.

(2.5)

^(Опн'п .,,., ЕЕ, k(t) m K(4min = -—-■ "(.tJmajr - -~

(2.6)

Интервал продолжительностей работ является обобщенной характеристикой влияния случайных факторов па продолжительность отдельных работ в условиях конкретного строительства. Установлено, что предельные значения K(t)m„. /ЭДтчИннарнантны относительно условий строительства и составляют :

К(1)„„|,=0,85; K(t)nlilv=2.

После проведения нескольких десятков испытаний собирается статистика но иродолжитсльностям работ, на основе которой набирается статистика по продолжительности критического нуги и определяется надежность комплексного

технологического процесса по алгоритму, рнс. 16. Таким образом, сформирована методика сопоставления технологических процессов с целью формирования их кластеров с близкими значениями надежности.

1.2 Характеристика транспортного объекта. Математическое выражение его функционирования.

Строительство объектов па транспорте в зависимости от вида транспорта является сложным, или сосредоточенным на какой-либо территории, или рассредоточенным по линии сооружения железной или автомобильной дорог, строительства газопроводов, каналов и т.д.. Так как строительство или реконструкции дорог, ведется в природном среде, что является внешним фактором, которое постоянно изменяется, поэтому транспортный объект является сложным, вероятностно и не всегда можно определить факторы, которые в данный момент влияет на технологию, организации и управления, его возведения. Это заставило в работе рассматривать возведение транспортного объекта, а именно технологию и организацию веление стронтельно-монтажных работ, как сложную вероятностную систему, используя метод множества начальных и конечных состояний функционирования объекта. Математическое описание транспортного объекта, возводимого в сложной природной среде, можно представить следующем образом.

Вектор хо - начальное состояние объекта управления, соответствующее начальному моменту времени 10 - может быть однозначно заданным или принадлежать некоторому множеству Мо, т.е. хо(1п)€Мп, которое называется множеством начальных состояний ОУ. Это множество состоять из одной точки хо, но может быть более обширным и содержать более одной точки.

Целью управления траектории поведения рассматриваемого ОУ является его перевод из начального хо(1о)СМ<косгоп\тя в конечное х/О/) СМ/ , которое называется множеством конечных состояний объекта. Момент времени I/ (конечный момент процесса управления 11>1о) может быть заранее заданным или же определяется в процессе решения задачи (это должно быть четко оговорено в постановке задачи). Итак, мы хотим перевести объект из множества Мп во множество М/.

Перевод объекта из Мп в М/ можег быть выполнен неединственным способом, при помощи различных допускаемых управлений (геометрия траектории). В этом случае появляется возможность для оптимизации управляемого процесса, т.е. можно решать задачу о переводе объекта М0 в М/ «наилучшим способом».

Критерий качества управления. Рассмотрим пару (х(1), и(1), 10 < 1 < //, где и(1) -допустимое управление; х(!) - отвечающая этому управлению траектория с начальным условием х(10) = хоС М0, т.е. х(1) - решение задачи Коши: х - / (I, х. и(0). и(1) !•'(!,х), х(10) ; х„, причем выполняется условие х(1/) Л/,.

Рассмотрим так же функционал J ("(!, х(1), и(1))Ж, где /"(I, х, и) - известная

функция своих аргументов; и, таким образом, каждой паре (х(I), и(1), 1ц< I < I/ ставится в соответствие число /

Этот функционал называется кризерисм качества управления. Он может иметь физический или другой смысл в зависимости от функции / ": энергетические, экономические затраты, время перехода из М„ в И/. Конкретный выбор функционала J в прикладных задачах производится руководителем, исходя из требовании, предъявляемых к рассматриваемому ОУ (объекту). В случае/" " I получаем J I/ 1а. и

функционал имеет физический смысл времени перехода объекта из Мо в М/.

Пашен целью является минимизация функционала J, характеризующего качество процесса управления. Мы описали выше основные элементы, типичные для математической задачи оптимального управления, и переходим к ее постановке.

Пусть управление подчинено ограничению [U(t)] < I.

Рассмотри задачу о переводе объекта из начального положения а при начальной скорости Ь по траектории управления поведения объект а в положении у 0 с нулевой скоростью за счет выбора управления U(t) и за кротчайшее время.

Пологая у xt ,у= Х2 , U и2, перейдем от дифференциального уравнения второго порядка у' u(t) к следующей системе дифференциальных уравнений: х = х2, х2 и2.

Фазовым пространством служит фазовая плоскость ди, X}. Множество начальных состояний Mi, {ф} состоит из одной точки ф . множество конечных состояний Mi {ф) - начало координат, д- = (х,х2) базовый вектор, область управления, V =

{и и/ О, / и2/< ]} - отрезок.

Таким образом, мы получили линейную задачу быстродействия в стандартной форме.

Итак. /; 2, 1„ -О, А - fy, U = (х, О, |*| < 1), М„ ¡х°). М, {0|;.v" ф , то есть

xl х:, х/(0) = а, х2(0) Ъ.х,(1,) 0, x2(h) О,

х2 и2, \и2\ < 1, и = (и,/иг) U Iи|и2|< I). h~* min.

Область управления U имеет форму отрезка (рис.7).

Не вдаваясь в сложные математические выкладки принципы максимума Потрягина и учитывая, что строгое математическое обоснование алгоритма решения данных стандартных задач широко опубликованы, а программы их решения на ЭВМ приводятся в литературе, покажем графически лишь характер конечного результата (рис.8).

Задача попадания в начало координат достаточно сложна: движение происходит по кривым (параболам), имеющим точки перегиба; причем попасть в начало координат из точек, не лежащих на линии ЛОВ (включающей управления), не возможно.

1

о{ V д|

Т-. Л/0 = {V0}

-1 Л/, = {0}

Рис. 7. Область управления.

Выпишем готовые формулы для оптимального управления и2(1) и оптимальной траектории (в случаех" ф выше линии ЛОВ): и2(1) -/, если 0 <1 < т (а.Ь) и и2(1) + /, если г(а.Ь) < / < Т(а.Ь). т(а,Ь) 1/2 + Ь2, Т(а,Ь)= Ь < 2 ^/а + 1/2 + Ь2

оптимальное время

а I Ы + |( I — в) иг (Э) (УЭ

о

1

Ь I ¡иг (в) ¿5

, О < I <, Т(а,/))

Рис. 8. График конечного решения

Из рис.8 видно, что оптимальное управление и 2 = И(х) = и(х/, X;) = -1, если точка дг лежит выше линии АО В или на АО или и2 = и(х) II(х 1X2) = +/, если точка дг" лежит ниже линии АОВ или на ВО.

Для реализации управляемою движения объекта к конечному состоянию необходимо проведение обработки статистических данных в векторном пространстве времени для нахождения текущих значений фазового вектора х (х/, Хг). Приведенные выше экономико-математические управленческие модели реализуются в оценке деятельности строительных организаций и разработке организационных структур управления ими.

Процедура выработки и оценки организационных и управленческих решений строительства транспортных объектов выражается логической моделью следующего вида (рис.3).

Формирование цепи оценки ~}

Выбор метода декомпозиции Л управления

г

(Классификация свойств объекта ] ("Формирование системы критериев)

Выбор и построение оценочных шкап

3

Выбор метода определения приоритетов критерия!

('Выбор метода саерки показателей^ критериев

^ Г

С Выбор базы оценки и методов Л (определения базовых показателей)

("Организация оценки управления

1'нс. 9. Структурная схема выработки и оценки организационных и управленческих

решений.

(По степениЛ / обобщения I I*

По юменкпэ|у

По

(назначению

( Ло»омагнэированныс )

—... ^Неавтоматизированные J

(

Математические

Лингвистические

Г Оценивающие I I вибрирующие 1

J

То способах исмольэова| иия

^ Универсальные |

^ Характерные |

^ Специфические ^

^ Интегральные ^ ^ Комплексные | Простые

Рис. 10. Оценочные критерии выработки организационных и управленческих решении при строительстве транспортных объектов.

Практика показывает, что качество результата регулирования строительно!) системы, реализуемых организационных и управленческих решении достигается обычно за счет гибкости, эластичности, возможности перестройки или корректировки системы. Оно может быть определено количественно. Критерии оценивающие результат с позиций эффективности организационных и управленческих действий классифицированы и представлены на рис. 10.

Большое влияние на принимаемые управленческие решения оказывает неопределенность исходных данных и неопределенность возможных исходов результат выбора той или иной альтернативы, на которые влияют состояния среды. На основе анализа сделан выбор аксиоматических декомпозиционных методов теории полезности для решения многокритериальных недетерминированных слабоструктуризованных задач индивидуального выбора при обосновании организационных и управленческих решений строительства железных дорог. Эти методы позволяют решать управленческие задачи с учетом альтернатив с использованием шкал порядковых критериев. Выбранные методы требуют большого объема количественной экспертной информации о замещениях на множестве критериев и последствиях альтернатив, причем наиболее сложные для лица, принимающего решение, операции - сравнение и оценка многомерных исходов и количественная оценка вероятности.

Методика расчета включает этапы:

- декомпозицию совместного условного распределения критериальных оценок. Построение интегральных функций условных распределений значений ]-тых частных критериев эффективност и при выборе ¡-той альтернативы;

- проверку справедливости аксиом теории полезности в условиях неопределенности;

- декомпозицию многомерной функции ожидаемой полезности;

- определение базового варианта значений шкалирующих коэффициентов;

- расчет значений многомерной функции ожидаемой полезности для сравниваемых

альтернатив при базовом варианте значений шкалирующих коэффициентов;

- построение диафрагм «единичный квадрат» и сравнительной диаграммы

ожидаемой многомерной полезности альтернатив;

- принятие решения руководителем;

- проверку чувствительности принимаемого решения;

- аналт результатов пропсркн и принятие окончательною решения (выбор одной наилучшей альтернативы или сужение исходного множества альтернатив).

Глобальным критерием при выработке организационных и управленческих решений является ожидаемая полетность альтернативы. Целевая функция записывается в виде

т т

I А; Н) (д,) = Е к) (ГУ)/(Г/Л7) (1г, ,

М >1

где и, (х,) - многомерная ожидаемая полезность /-той альтернативы; / = I.....н;

/¡, шкалирующий коэффициент, отражающий рант н диапазон значений 7-того частного критерия;

и,(х,) - одномерная ожидаемая полезность /-той альтернативы по у-тому частному критерию эффективности, / /. т:

н/г,) - одномерная функция полезности частного критерия эффективности /?,;

/ функция плотности условного распределения Ф (г/х^ значений /-того критерия нрн

выборе /-той альтернативы

Представленное математическое описание объектов строительства позволяет учитывать вероятностные факторы, влияющие на реальный объект. Данная модель позволяет более объективно оцепить степень функционирование объекта и вывить стохастические факторы, влияющие па возведение его, и более HpaBHJH.no разработать технологию и организацию ведение строительно-монтажных работ и создать информационную базу для системы управление строительством (ИТСУ СПО).

Гдаиа 2 Моделирование технологических строительных процессов и их функциональное математическое описание.

2. / Определение вероятностей состоянии и переходов систем

Перспективной и труднодостижимой цслыо управления любой технической или технологической системой является прогнозирование поведения системы. Задача моделирования такого поведения па сегодняшнем уровне знаний очень сложна. Она

1ах , ша

лежит в области комплексных ресурсных задач, требует математического анализа в сочетании с неформальной экспертнзон|2, 7].

Модель обязательно должна отражать качество проблемной ситуации, выявлять ее существенные, системообразующие связи и взаимодействия. Это значит, что при рассмотрении любых объектов должна быть построена и осмыслена целостная картина всех наиболее существенных аспектов выработки решений. Важность этого требования для решения комплексных транспортных проблем подчеркивается в трудах Н. П. Бусленко, А. А. Гусакова, Н. Н. Моисеева, Г. С. Переселеикова, Э. С. Спиридонова, А. А. Цернаита, Т. В. Шепитько и других авторов. Чтобы выполнить эти требования, создаются новые, более мощные средства моделирования проблемных ситуаций и технологии поддержки принятия решений. Например, подход, предложенный Э. П. Григорьевым, состоит в переходе от манипулирования отдельными единицами описаний, извлекаемыми из банков информации, к использованию специальной анапитико-синтезнрующей процедуры и программных средств, позволяющих системно воспроизводить комплексные процессы, и рассматривать их в развитии, как живую систему при помощи специализированной программы-оболочки ГРИАКС (генерирование решений итерациями анализа— концептуального синтеза).

Пользователь получает возможности:

расширить множество рассматриваемых объектов и ситуаций;

мобилизовать арсенал концепций и гипотез о преобразовании реальности;

включить неформальную логику обоснований в процесс принятия решений.

В процессе принятия решений моделируется эффект внесения устойчивых структур организованности ресурс потоков в хаотично-неопределенные условия исходной проблемной ситуации. Реализуется технология синтеза альтернативных вариантов (гипотез) в целостные решения, управляющие динамикой ситуации, за счет чего усиливается логика обоснований принимаемых решений.

Очевидно, что для приведения законов управления технологическими процессами и системами в соответствие законам самоорганизации живых социотехническнх систем придется улавливать не только наблюдаемые процессы макромира, но и моделировать преобразования, которые происходят в "невидимых" его сферах.

В связи с тем, что переход от исходного состояния к конечному всегда характеризуется ненулевыми начальными условиями и связан с затратами ресурсов, изменением стоимости и ценности будущего изделия, этот переход подчиняется Марковским законам случайных процессов теории автоматического регулирования. А. Н. Колмогоров, Т. А. Сарымсаков, Г.. Б. Дынкпи и ряд других исследователей показали, что переходной процесс сопровождается изменением во времени координат динамической системы при ее переходе из одного установившегося режима в другой, независимо от поведения процесса до исходного ненулевого момента времени начала перехода [9].

В ряде работ показано, что переход может произойти под влиянием комплекса воздействий, связанных, в частности, со строительством и функционированием участка

железнодорожной лшпш. При этом каждая динамическая система меняет состояние, структуру и параметры 11) ].

Для поэтапного построения модели управления процесс представляют в виде многовариантпоп поэтапной последовательности событий и комбинаций возможных состоянии в которых может находиться система [4].

Для каждого состояния задаются возможные переходы в другие состояния п определяются переходные вероятности 11, 3].

Переходы и соответствующие им переходные вероятности определяются как внешними факторами (отказ элементов, погодное климатические воздействия, нарушение финансирования, снабжения и т. д.), так и внутренним строением системы, производительностью труда, качеством техники, дисциплиной и т. п.). После этого процесс представляют в виде графа состояний (рис. II ).

Рис. 11. Граф перехода от состояния Sl I к состоянию SP

Теоретически этот подход можно применить для анализа сколь угодно сложных реальных систем. Однако, применение метода связано с необходимостью выполнения весьма трудоемких вычислительных операций.

При пуассоновских потоках переход процесса из состояния S.B состояние Sjia время Ate точност ью до бесконечно малых высших порядков происходит с вероятностью?, y(At) = A(JAt,

где A,j - плотность вероятности перехода [ 11.

Для определения вероят ности нахождения системы в некотором текущем состоянии Si-в момент времени I используют систему дифференциальных уравнений Л. II. Колмогорова, построенных по определенному правилу. В левой части уравнения стоит производная вероятности состояния Si а в правой сумма произведений вероя тностей состояний, связанных с состоянием Si и соответствующих переходных вероятностей. Г-спи процесс направлен из состояния Si, то соответст вующий член суммы имеет отрицательное значение и наоборот.

Рассмотрим применение этою подхода на примере математическою описания технологии послойного возведения насыпи железнодорожного земляного полотна. Технология возведения железнодорожной насыпи представляет собой совокупность процессов:

контроля качества уплотнения предыдущего (нижележащего, подстилающего) слоя грунта,

отсыпки текущего (очередного) слоя,

укатки очередного слоя несколькими проходами катка.

Из практики строительства известно, что качество дорожной насыпи в текущий момент времени I окажется неудовлетворительным в случаях:

завышения толщины отсыпаемого слоя,

недостаточности количества проходов катка,

неудовлетворительного качества уплотнения нижележащего слоя грунта.

Все статистические данные для расчета берутся из полевого журнала грунта-нспытательной лаборатории.

Как известно, время стабилизации земляных сооружений диктуется не средним значением коэффициента уплотнения, а его локальными минимумами. Предположим, что проектное значение коэффициента уплотнения КУПР>1. К моменту завершения отсыпки минимальная достигнутая величина коэффициента уплотнения КУД<1.

Специфической особенностью процесса является невозможность последующего вмешательства в него с целью корректировки результата и устранения брака в связи с тем, что недостаточно уплотненные слои насыпи к моменту обнаружения брака будут засыпаны новыми слоями (рунта. В этом случае стабилизация земляного сооружения будет идти за счет самоуплотнения грунта на протяжении многих лет. За период стабилизации прирост' степени уплотнения составит

ДКу = Купр — Куд = — Куд.

Обозначим через Я] интенсивность отказов, связанных с неудовлетворительным качеством уплотнения очередного слоя фунта. Очевидно, что частота отказов при уплотнении некоторого сечения слоя будет тем выше, чем сильнее завышена толщина слоя Ii и тем ниже, чем больше проходов п совершит грунт уплотнитель, то есть

Л] = h/n см/проход

Обозначим через Л2 интенсивность отказов технологии, связанных с неудовлетворительным качеством уплотнения нижележащего слоя грунта.

В случаях систематического недоупло71тнения текущих (очередных, в данном случае - верхних) слоев грунта интенсивность отказов Х2 увеличится на величину Дэ.

В предположении, что стабилизация наступи! через 10 лет, средняя интенсивность восстановления качест ва

<2 = 0,1(1 - Куд) 1/год

Для определения вероятности возникновения брака надо рассмотреть технологию как систему массового обслуживания, имеющую состояния:

80 - все процессы в момент I достигают результата.

81- недоуплотнение в момент I верхнего слоя грунта вследствие завышенной толщины слоя или недостаточного количества проходов фунт уплотнителя.

82- состояние, когда в момент I одновременно завышена толщина слоя и занижено число проходов грунт уплотнителя,

83- снижение плотности основания (подстилающего слоя) в момент / превысило допустимый предел.

11ереходные вероятности системы.

из состояния .8о за время ¿{система перейдет в состояние 81 с вероятностью Д£, если будет завышена толщина слоя или занижено число проходов грунтоуплотнителя:

с вероятностью А, ¿¿система за время ¿¿перейдет из состояния 81 в состояние 82:, если в момент I одновременно будет завышена толщина слоя и занижено число проходов грунт уплотнителя;

с вероятностью 2Л2 ¿¿система за время ¿¿перейдет из состояния 8о в состояние 83,если снижение плотности основания (подстилающего слоя) в момент 1 превысит допустимый предел при удовлетворительном качестве уплотнения верхнего слоя;

с вероятностью (Д2 + ^з) ¿(система перейдет из состояния 81 в состояние 83,если снижение плотности подстилающего слоя превысит допустимый предел при неудовлетворительном качестве уплотнения верхнею слоя.

Ориентированный граф четырех состояний и возможные переходы системы показаны на рис.12

ХГН

Рис. 12. Граф состояний и возможные переходы системы.

Для этого фафа система дифференциальных уравнений А. Н. Колмогорова, определяющих вероятность каждого состояния системы в текущий момент времени I. имеет вид:

¿Л

<*Р0

= -2(Д, + Я2)Р0(О

-^ = 2Д1РоСО-(Д1+Я2+Д3)Р1(0

ЛРЪ

С1Р2

=

-^ = 2Д2Р0(0 + (Яж + Дэ)Р,(0 Р0СО + Л(О + Я2(О + РэСО = 1

(1.1)

После того, как составлены дифференциальные уравнения для каждого состояния процесса, определяют вероятности нахождения процесса в каждом из состояний в момент времени 1 при заданных начальных ненулевых условиях с учетом того, что сумма вероятностей всех состояний процесса равна единице. Решением системы дифференциальных уравнений, с учетом принятых начальных условий, является система функций:

Ро(0 =

(Л1+дг+дд)1 2Я е~2<'11+'12)< Р,(0 = 2Яге _ 1

Р2(0 =

Я?

А] + Л2 — Ад

(Я, + Я2 - Я3)(Я! + Я2) (Я, + Я2 - Я3)(Я, + Я2 + Д3)

д2е-(Я1+Л2)( +---

(Я! + Я2 - Я3ХЯ1 + Я2 + Яз)

Р0(0 = 1-[Р0(0 + Р1(0 + Р2(0]

(1.2)

Эта методика моделирования описывает взаимосвязанные явления в их гармоничном единстве, взаимодействии и взаимозависимости. Она, по-видимому, может иметь широкий диапазон применения для описания различных технологических процессов. Чтобы в этом убедиться попытаемся на примере из другой области описать принципиально иной процесс при помощи той же модели. Речь пойдет о назначении межремонтного периода для совмещенных крыш. Задача решалась В. М. Калининым [8].

Совмещенная невентилируемая крыша представляет собой стандартную конструкцию, состоящую из защитного слоя рубероида, рулонного ковра, цемешно-песчаной стяжки, теплоизоляции и паронзоляцни, объединенными с железобетонной плитой.

Ремонт производят при разрушении всех слоев кровельного ковра или при утрате теплоизоляционным слоем своих свойств. Предположим, что средний срок службы защитного слоя рубероида п рулонного ковра равен шести годам, тспло-паронзоляцин

— 10 юлам. Тогда интенсивность возникновения неисправностей и накопления дефектов в любом гидроизоляционном копре равна величине, обратной среднему сроку его служб).), т. е.А, = 1/6 = 0.167 1/год. Возникновение и накопление дефектов в тепло паронзоляционпом слое при нормальном функционировании всех остальных элементов конструкции происходит с интенсивностью

Л2 = 0.1 1/год. а в случае разрушения защитного слоя рубероида или рулонного ковра увеличивается на величину Я3 = 0.05 1/год. Предполагается проведение плановых ремонтов кровли один раз в 3 года. Необходимо определить вероятность возникновения неисправностей в элементах кровли при назначенном межремонтном периоде.

Для этого рассмотрим кровлю как систему, имеющую состояния:

80-все элементы кровли в момент времени 1 работоспособны;

81- в защитном слое рубероида или в рулонном ковре в момент времени I возникли дефекты:

82- состояние, когда в момент I и защитный слой рубероида, и рулонный ковер одновременно не выполняют своих функций:

83- снижение теплоизоляционных свойств утеплителя в момент времени I превысило допустимый предел.

Переходные всроигноггн системы:

пз состояния 8о за время ¿(система перейдет в состояние 81 с вероятностью 2Л] Д(,если будет нарушено нормальное функционирование защитною слоя рубероида или рулонного ковра:

с вероятностью Десистема за время Д(нереиде! из состояния 81 в состояние

82,ссди в момент I будет одновременно нарушена целостность защитного слоя рубероида и рулонного ковра;

с вероятностью 2Я2 Л(система за время Д(перейдет из состояния 80в состояние

83, ссли в момент времени I произойдет недопустимое снижение теплоизоляционных свойств утеплителя при удовлетворительном качестве гидроизоляционных слоев. С вероятностью (Л2 + Я3) АСсистема перейдет из состояния .81 в состояние 83. ссли произойдет недопустимое снижение теплоизоляционных свойств утеплителя при разрушении какою-либо гидроизоляционного слоя.

Исходя из требований к работоспособности кровли состояния 82и 83являются состояниями отказа, так как при их реализации кровля перестает выполнять свои функции вследствие протечек и тепло потерь. Для проведения ремонтных работ необходимо проводить оценку как состояния 82и 83так и состояния 81, потому что при обнаружении дефектов в каком-либо гидроизоляционном слое необходимо предупредить развитие отказа всей кровли.

Ориентированный граф четырех возможных состояний и возможные переход системы в точности совпадает с графом описания процесса послойною уплотнения тела насынн (рис. 1.1).

В начальный момент времени 1=0 все элементы кровли были исправны, то есть Р0 (0)= I, Р1(0) = Р2 (0) = РЗ(0) = 0.

Для этою графа система дифференциальных уравнений Колмогорова (I) и се решение (2) известны.

Вероятность отказа кровли определяется из условия:

ООТ(О) = Р2(1)+Р3(1)

Вероятность того, что при очередном ремонте кровли потребуется ее разборка: РР(1) = Р1(0+ Р30).

Для назначенного межремонтного периода - 3 года, вероятности нахождения кровли в каждом состоянии соответственно равны:

Р0(3) = е-2(0.167+0.1)' = о 201,

Р,(3) = 2 * 0.167е-(о 167+01+005)7(0.167 + 0.1 + 0.05)/-2

* О.167е-(0167+0 ,+005)3/(0.167 + 0.1 - 0.05) = 0.2 8 5

0.1672

р ^з^ ___2

' (0.167 + 0.1 + 0.05X0.167 + 0.1)

* 0.1672е-(о 167+0 1+005>'(0.167 + 0.1 - 0.05)(0.167 + 0.1 + 0.05)

0.1672е-<°167+01)2

Ч--- о 094

(0.167 + 0.1 - 0.05)(0.167 + 0.05)

Рэ(3) = 1 - (0.201 + 0.285 + 0.094) = 0.42

Следовательно: вероятность отказа кровли через 3 года эксплуатации:

<20Т(3) = 0.094 + 0.42 = 0.514

вероятность разборки кровли при очередном ремонте:

Рр(3) = 0,285+ 0,42 = 0,705.

Полученные результаты позволяют сделал» следующие выводы:

Если при выбранной схеме проведения ремонтов служба эксплуатирует N однотипных кровель, то в межремонтный период будут отмечены нарушения в работе кровель в 0,5 ИЫздапиях.

При этом затраты (потери), связанные с нарушениями работы кровель, состапят:

С = 0,514ЫСк, где Ск - потерн, связанные с нарушением работы кровли одного здания.

В 70% зданий потребуется разборка кровли при очередном ремонте. Затраты на ремонт кровли будут определяться се ремонтопригодностью.

При нарушении целостности зашит ного слоя рубероида эти затраты составят С1 руб., где С1 - стоимость замены зашитлого слоя:

нрн дефектах рулонного ковра - (С 1 + С2) руб., где С2 - стоимость замен рулонного ковра;

при разрушении теплоизоляции - (С1+ С2+ СЗ + С4) руб.. где СЗ - стоимость замены стяжки. С4 - стоимость замены теплоизоляционного слоя.

Всею ожидаемые затраты на ремонт кровли:

СР = А?(С,Р,( 3) + (С] + С2)Р,(3) + (С, + С2)Р2(3) + (С, + С2+С3 + С<)Р3(3) = М(1,084С, + 0,705С2 + 0,42(С3 + С4).

В большинстве практических задач важно знать не только развитие процесса во времени, но и относительное время пребывания системы в каждом из своих состояний на больших интервалах времени. В этом случае используются предельные вероятности состояний, которые могут существовать, если число состояний системы конечно и из каждого состояния каким-либо путем можно перейти в другое.

Вычисление предельных вероятностей состояний проводится аналогично определению вероятностей нахождения системы в каждом состоянии на основании уравнений Колмогорова, где вместо производных все левые части уравнений принимают равными пулю.

Зпая вероятности пребывания системы в каждом из своих состояний, можно определить затратный параметр эффективности процесса, как математическое ожидание случайной величины

Э = Р0(ОЦ0 + Р,(ОЦ, + ••• + Р,(ОЦ,.

и выполнить последовательность операций по определению эффективности технологического процесса. Подставив в эту формулу на место цены пребывания системы в текущем состоянии Ц, цепу некоторого ресурса с последующим суммированием по видам ресурсов, получим характеристику эффективности организации ресурс потока.

Таким образом, для определения эффективности технологического процесса строительного производства необходимо выполнить следующую последовательность операций:

представить процесс в виде всех его возможных последовательных состояний.

определит!, переходы из одного состояния в другое и соответствующие им I шреходиые вероя п юст и,

составить систему дифференциальных уравнений переходов и вычислить вероятности пребывания системы (процесса) в каждом из своих состояний,

назначить цену нахождения системы (процесса) в каждом состоянии.

рассчитать показатели эффективное™ процесса, установить приоритетность состояний и путей процесса.

2.2 Определение предельных вероятностей состояний конструкций при помощи новейших информационных технологий

Решение, представленное выше, позволило в свое время количественно оценить и спрогнозировать поведение многослойных конструкций кровель, стены здания, дорожных насыпей на трехлетнем интервале времени. В то время трехгодичный интервал был выбран случайно, исходя из данных практики и возможностей выполнения расчетов при отсутствии доступа к специализированным компьютерным технологиям.

Применение новейших информационных технологий, а именно, универсальной системы компьютерной математики МаЛсадРго, предоставило возможность графической интерпретации поведения системы на значительно большем временном интервале. В данном разделе информация

представлена в виде распечаток системы Ма1|1сас1Рго |5, 6].

Исходная система дифференциальных уравнений А. И. Колмогорова и ее решение приведены выше (1.1) и (2.2).

Исходные данные:

= ~ интенсивность возникновения неисправностей и накопления дефектов влюбом гидроизоляционном ковре, в течение 6 лет, (1/год);

Я2 = интенсивность возникновения неисправностей и накопления дефектов в теплоизоляционном слое, в течение 10 лет, (1/год);

Я3 = -^интенсивность разрушения железобетонной панели, в течение 20 лез,

Вариант №1. Независимое решение в МаО|сас1Рго системы дифференциальных уравнений А. И. Колмогорова методом Рунге-Кутта.

Ю := 0 ; 11:= 15 - временной интервал (15 лет);

(1/год);

Ы:= 15 - число шагов; У0: = -вектор начальных условии

Система дифференциальных уравнений А. П. Колмогорова:

F( t,P): =

-2(Д, + Я2)Р0 2А1Р0-(А,+А2 + Л3)Р1

2Л2Р0 + (А2+Л3)Р1

W := rkfixed(V0,t0,tj,N,F)- задание решения.

Решение дифференциальных уравнений А. Н. Колмогорова выполнено с помощью универсальной системы компьютерной математики MalhcadPro методом Рунге-Кутта путем возвращения матрицы решений системы обыкновенных дифференциальных уравнений с начальными условиями в векторе V0,правые части которых записаны в символьном векторе F на интервале от Юдо 11 при фиксированном числе шагов N.

£ := W (0>

Ро(0 Pi (О P2(t) Рз(0

= W <1>

= W (2)

= W (3)

W <4)

Таблица 2.1 Матрица состояний lPo(t) p,(t) P:<t>P3(0

I PO PI P2 P3

0 1 2 3 4

0 1 0 0 0

1 0. 0. 0. 0.

2 0. 0. 0. 0.

3 0. 0. 0. 0.

4 0. 0. 0. 0.

5 0. 0. 0. 0.

6 0. 0. 0. 0.

7 0. 0. 0. 0.

8 0. 0. 0. 0.

9 8. 0. 0. 0.

1 4. 0. 0. 0.

1 2. 0. 0. 0.

1 1. 0. 0. 0.

1 9. 0. 0. 0.

1 5. 0. 0. 0.

1 3. 0. 0. 0.

IIa рис. 13. и качестве результатов анализа представлены графики изменении значений вероятностей пребывания кровли в состояниях S0-S3,nie:

SO- все элементы кровли в момент времени I работоспособны,

51 - в защитном слое рубероида или в рулонном ковре в момент времени I возникли дефекты,

52 - состояние, когда в момент t и защитный слой рубероида, и рулонный ковер одновременно не выполняют своих функций,

53 - снижение теплоизоляционных свойств утеплителя в момент времени t превысило допустимый предел.

Рис. 13. Графики изменений вероятностей пребывания кровли в состояниях S0-S3.

Па рис. 14. представлен трафик изменения величины вероятности отказа кровли через 1лет эксплуатации.

Рис. 14. I рафик изменения величины вероятности отказа кровли через I лет эксплуатации

На графиках, построенных программным средством:

Q(i):= Р2(1) + Р3(0- вероятность отказа кровли через t лет эксплуатации:

Рр:= P2(t) + P3(t) - вероятность разборки кровли при очередном ремонте.

На рис. 15. представлен график изменения вероятности разборки кровли нри очередном ремонте в зависимости от назначенного межремонтного периода.

Рис. 15. График изменения вероятности разборки кровли при очередном ремонте в зависимости от назначенного межремонтного периода

Таблица 2.2 11араметры 0(1):= Р2(0 + Р3(0и Рр:= Р2 (0+РЗ(0

О

0

1

2

3

4

5

6

0

8

9

10

11

12

13

14

15

Рр(1) =

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Вариант №2. Уточнение исходного решения нри помощи информационной техноло) ни Ма1)1сас1Рго.

1:=0.. 15 - временной интервал (15 лет);

Система функций (7.2)

Таблица 2.3

Вероятности нахождения кровли в каждом состоянии

Р0(1 Р р

0.5 - 0

0.3 0 0

0.2 0 0

0.1 0 0

0.0 0 0

0.0 0 0

0.0 0 0

0.0 0 0

8.2 0 0

4.8 0 0

2.8 0 0

1.6 0 0

9.7 0 0

5.7 0 0

3.3 0 0

По аналогии с вариантом №1 программным средством были автоматически построены графики изменений вероятностей пребывания кровли в состояниях S0-S1, изменения вероятное™ отказа через I лет эксплуатации н изменения вероятности разборки кровли при очередном ремонте в зависимости от назначенной продолжительности межремонтного периода. Результаты вариантов №1 и №2 оказались достаточно близкими, поэтому графики варианта №2 и таблица параметров состояний не показаны.

Результаты расчетов, выполненных с применением современных информационных технологий, хорошо совпадают с результатами старых расчетов.

Прогнозные расчеты нродолжительностей межремонтных периодов можно выполнять заблаговременно на ранних этапах жизненного цикла здания или сооружения, а именно, на стадиях проектирования и строительства. Таким образом, можно установить и регламентировать требования к состоянию строительного производства, к его организации, управлению, технологиям в будущем при выполнении будущих ремонтов эксплуатируемых зданий и сооружений.

Продолжительность межремонтных периодов зависит от того, как снижается надежность (безотказность) конструкции вследствие снижения надежности и роста отказов ее элементов.

Рассмотрим решение задачи на примере более долговечной конструкции, а именно, стенки здания.

Стенка здания (рис. 16) состоит из защитного покрытия (элемент №1, срок службы - 10 лет), гидроизоляционного слоя (элемент №2, срок службы - 1 лет), слоя тспло-пароизоляции, объединенной с железобетонной плитой (элемент №3, срок службы - 20 лет).

Рис. 16. Конструкция стенки здания.

Ремонт стенки производят при разрушении всех слоев или при потере гидроизоляционным слоем своих свойств. При среднем сроке службы защитною покрытия и гидроизоляционного слоя равном десяти годам, интенсивность накопления дефектов в каждом слое обратно пропорциональна среднему сроку его службы:

А, = — = 0,11/год.

1 ю

Накопление дефектов в слое теплоизоляции со сроком службы, равном 20-ти годам, происходит с интенсивностью А2 = 0,051/год, а в случае разрушения защитного покрытия увеличивается на величину А3 = 0,071/год. Предполагается проведение плановых ремонтов стенки здания один раз в 7лет. Необходимо определить вероятность возникновения неисправностей в элементах стенки здания при назначенном межремонтном периоде. Возможные состояния:

SO - все элементы стенки здания в момент времени 1 работоспособны.

51- в защитном или гидроизоляционного слое здания в момент времени t возникли дефекты,

52- состояние, когда в момент 1 и защитный, и гидроизоляционный слои одновременно не выполняют своих функций,

S3 - снижение гидроизоляционных, теплоизоляционных и пароизоляционных свойств в момент времени 1 превысило допустимый предел.

Переходные вероятности системы:

из состояния SO за время Д£ система перейдет в состояние Sic вероятностью2А], Д£,если будет нарушено функционирование защитного или гидроизоляционного слоя здания (одного из двух); с вероятностью А,, Д£система за время Д£иерейдет из состояния S1 в состояHHeS2, если будет одновременно нарушена целостность и защитного, и гидроизоляционного слоя;

с вероятностью 2А1Д£снстема за время Д1перейдет из состояния SOb coctohhhcS3, если произойдет снижение свойств только тепло-пароизоляционного слоя при удовлетворительном качестве других слоев;

с вероятностью (Я2 + Я3)Д£система перейдет из состояния S1 в состояние S3, если произойдёт снижение свойств всех слоев.

Исходя из условия работоспособности стенки здания состояния S2n БЗявляются состояниями отказа, так как стенка перестает выполнять свои функции вследствие протечек и тепло потерь. При планировании ремонта необходимо проводить оценку как состояния S2h S3 так и состояния S1 потому что при обнаружении дефектов в защитном или гидроизоляционном слое необходимо предупредить развитие отказа всей стенки здания.

Ориентированный граф четырех состояний и возможные переходы системы показаны выше на рис. 3.

Если в начальный момент времени 1=0всс слои стенки здания были исправны, то: Р0(0) =1, Р1(0) = Р2(0) = РЗ (0) =0.

Для этого графа система дифференциальных уравнений Колмогорова, определяющих вероятность каждого состояния системы в текущий момент времени I и система функций показаны выше (1) и (2).

В начальный момент времени 1=0все слои стенки здания были исправны, то есть: Р0(0) =1, Р1(0) = Р2(0) = Р3(0) =0.

Вероятность отказа стенки: Qol (t)=P2(t)+P3(l)

Вероятность того, что при очередном ремонте стенки здания потребуется се разборка Pp(t) = Pl(i)+P3(t).

Решение дифференциальных уравнений А. Н. Колмогорова выполнено методом Рунге-Кутта на временном интервале

10 = 0 11= 25 лет;

N= 25 - число шагов;

Результаты решения системы дифференциальных уравнений сведены в таблицу 12 состояний стенки здания.

Таблица 2.4 Матрица состояний

1 Р0(|) РКО Р2(1) РЭ(1)

0 1 0 0 0

1 0,741 0,154 0,008 0.097

2 0,549 0,238 0,029 0 185

3 0,407 0,276 0.055 0,263

4 0,301 0,284 0,083 0,332

5 0,223 0,274 0,111 0,392

6 0 165 0,255 0,137 0,443

7 0,122 0,230 0,161 0486

8 0,091 0,203 0,183 0,523

9 0,067 0,177 0 202 0,553

10 0,050 0.153 0,219 0.579

II 0,037 0,130 0,233 0,600

12 0,027 0.110 0.245 0 618

13 0,020 0,093 0,255 0 632

14 0,015 0 077 0,263 0,644

15 0,011 0,064 0,270 0,654

16 0,008 0,053 0.276 0,662

17 0,006 0.044 0.281 0,669

18 0,005 0 036 0,285 0 674

19 0,003 0,030 0,288 0678

20 0,002 0,024 0,291 0 682

21 0,002 0,020 0,293 0,685

22 0,001 0,016 0,295 0687

23 0.001 0 013 0,297 0,689

24 0,001 ООП 0,298 0691

25 0.001 0.009 0,299 0,692

Парис. 17 в качестве результатов анализа представлены графики изменений вероятностей пребывания стенки здания в состояниях 80-83.

11а рис. 18 и 19 показаны изменения вероятностей отказа стенки здания через I лет эксплуатации и вероятности разборки стенки здания при очередном ремонте в зависимости от заданного межремонтного периода в виде функций:

0(1)= Р2{ 1) + Р:Л) - отказа стенки здания через 1лет эксплуатации;

Рр = Р1(0 + Р3{1)- разборки стенки здания при очередном ремонте в зависимости от заданного межремонт ного периода.

Рис. 18. График изменения величины вероятности отказа кровли здания через 1 лет эксплуатации

Рис. 19. График изменения вероятности разборки кровли при очередном ремонте в зависимости от назначенного межремонтного периода.

I |римеисипс универсальной системы компьютерной математики Ма1|1сас1Рго, предоставило возможность прогнозирования повеления системы на интервале времени, продолжительностью 25 н более лег. Анализ выявил общую тенденцию вероятностных характеристик элементов конструкций к стабилизации.

Неформальный анализ такою результата позволяет предположит!., что стабилизация значений вероятностных характеристик систем!.! означает деградацию системы в целом или ее элементов. 11оэтому практически важной является задача, состоящая в том, чтобы уловить момент начала стабилизации переходных вероятностей состояний элементов системы.

Расчеты продолжитслыюстсй межремонтных периодов зданий и сооружений по данной методике целесообразно осуществлять заблаговременно, на ранних этапах жизни здания или сооружения, а именно, на стадиях проектирования и строительст ва, а результаты расчетов - заносить в паспорт сооружения. Становится очевидной важность ресурсных связей во времени между разными этапами жизненного цикла сооружений. Эти этапы могут быть от делены друг от друга многими десятилетиями. Таким образом, речь идет о долгосрочном (с позиций продолжительности человеческой жизни) прогнозировании, результатом которою должны стать требования к сегодняшнему и будущему состоянию, и возможностям строительного производства, его организации, управлению, технологиям.

2.3 Методика формирования графо-аналитической модели комплекса работ при строительстве и реконструкции железных доро.'.

Комплекс работ при строительстве и реконструкции железных дорог, как и мши не другие виды работ , выполняемые на открытом воздухе, подвержен влиянию погодных условий. Что влияние приводит к увеличению затрат труда, удорожанию работ, снижению производительности, что не только замедляет ход строительства, но и в ряде случаев приводит к полной остановке работы в определенные периоды года. К числу таких периодов, в первую очередь, следует отнести зимний сезон, для которого характерно уменьшение эксплуатационной производительности машин из-за воздействия комплекса негативных факторов (отрицательная температура, сильный встср, выпадение осадков), приводящих к увеличению внугрисмсппых и целодневных потерь, что диктует необходимость привлечения дополнительных трудовых средств для поддержания заданного темпа. С наступлением устойчивых отрицательных температур возможна остановка работ по транспортировке в специализированном подвижном составе и огсыике дренирующих грунтов и балластных материалов из-за смерзания их и примерзания к днищу и стенкам вагона.

К числу периодов, в течение которых приходится прерывать работу, можно отнести сезоны весенней и осенней распутицы. В эти периоды года следует прекращать работы по отсыпке дренирующего фунта автосамосвалами, во избежание порчи основной площадки земляного полотна. В период дождей и весеннего снеготаяния не допускается также движение рабочих поездов по незабалластированному пути, где земляное полоню отсыпано связными не дренирующими фунтами |24|. Необходимо предусмотрен, остановку работ по монтажу путевых звеньев, укладываемых па

основную площадку, и последующей работы но отсыпке дренирующего грунта или балласта. В эти периоды в зависимости от состояния грунтовых дорог затруднительна, а иногда и невозможна эксплуатация пневмоколесного транспорта.

Для определения дат начала, окончания и продолжительности теплого и холодного периода года, осенней и весенней распутицы используется методика предложенная в |26|. Исходными данными являются средние месячные температуры воздухасрбв, средние из максимумов, и средних из минимумов суточных температур сртш^в- Построенный по этим данным график температурных кривых, рис.20.позволяет определить параметр - временной интервал от начала года до точки перехода температурной кривой через 0°С.

Представленный далее алгоритм расчета взят из |26|.

Для подсчета продолжительности теплого сезона по дневной температуре представляют интерес интервалы:

minime = ¿s ~~

дающий минимальную продолжительность годового тепло о

времени для светлого периода суток;

maxime — ¿6 ~ ^дающий максимальную продолжительность годового теплого времени для светового периода суток.

Вероятность продолжительностей, близких к минимальной, для условий светового времени суток, когда выполняются строительно-монтажные работы, гораздо выше вероятности продолжительностей, близких к максимальной. К расчету теплого периода года можно принять моду -распределения:

. — м h ч _ ^ minime maxime

Дата копна теплого сезона:

inax^mc — minime —

®nmc — f'2

£f.-Î4

Дата конца т еплого сезона:

^ктс ~ Вшпс + [ т:

Продолжительность периодов распутицы определяется по размеру соответствующего интервала:

= (£Э ~ ^Жму

£ро = (¿6 —

где Кну- коэффициент местных условий

Этот коэффициент, меньший или равный единице, может уменьшать время распутицы, учитывая местные природно-климатические характеристики района строительства (грунтовые условия, наличие стока, ориентацию грунтовых поверхностей по странам света и т.д.).

Даты начала весенней распутицы

(t6-t4)(l-*My) при — Ч т т ла

и начала осенней распут ицы

¿'про -ЦТ 2 а

где Ка- коэффициент асс1тметрин.

ПриК, I - период распутицы находится в середине интервала, при Кл О -период распутицы смещен до предела влево, при Кл 2 - период распутицы смещен до предела вправо.

Дата конца весенней распутицы

^Крв ^Мри Т £рн

и конца осенней распутицы

^кро ^мро (ро

Доданные по отдельным объектам транспорта (станция)

Методика |26|не только содержат алгоритм расчета, но и представленные в табличной форме данные по отдельным станциям. Возьмем в качестве примера данные табл. 3.1

Таблица 3.1

Средние месячные температуры

Ме сяцы ср^в ср тах@н ср тт&и

1 -6,0 -3.2 ■9.2

2 -5,4 -2,2 -8,8

3 -0,6 3,1 -3,9

4 7,1 12,2 2,4

5 14,2 20,2 8,3

6 17,3 23,4 11,7

1 19,3 25.4 13,7

8 18,6 24,8 12,7

9 13,6 19,7 8,1

10 7,4 12,1 3,2

11 1,2 1,2 -1,7

12 -3,5 -0,7 -6,0

11ринять в расчете значения К.„у=0,7; К„ =0.

Процедура вычислений

Последовательность выполнения данной лабораторной работы с применением электронных таблиц Ехсе1можно условно разбить на 3 этапа.

Первый этап включает в себя набор исходных данных в табличном виде и формирование заголовка, включающего номер лабораторной работы и ФИО студента выполнившего ее, рис. 28

11роцедура вычислений

Последовательность выполнения данной работы с применением электронных таблиц Кхсе1можно условно разбить на 3 этана.

Первый этан включает в себя набор исходных данных в табличном виде и формирование заголовка, включающего номер работы.

4.1 Ж»* см»: а>'с ВС »-.о '»-»ллч. >иЦ4ИНЛ »*> х.

5 # У ' -6 8* ' •■■ • ч * « »л ■'.«• ' - Л

... . ! . I « -л Г Ъ * 9 '*

Т: '.я.:-•...нг

Пэбвфатврнэя р^Ллтл М»1

Выполнил СТуДМТ гр СЖ'Д- И>м'л И И

»"дмы* д«нм>|«

Месяцы срО» ертис ОЫ срЫпОо

1 А 3.2 ».2

г -М -32 л>

3 -0.6 3.1 -3.«

4 7.1 12 2 2.4

5 и.2 20.-- 8.3

« 17.3 2Э.4 117

7 19 1 25.4 13.7

3 244 „ '2.7

0 19 7 81

к» 7.4 12.1 3.2

II •2 1.7

12 ■Г* ■0.7 А

ПГЗ

Рис. 21.Формирование таблицы исходных данных.

11а втором этапе производится построение графика. Щелкните указателем мыши в том месте, где вы планируете разместить график, рис. 21.При этом необходимо помнить, что в дальнейшем можно изменить положение или исправить размер графика. Предположим, что график должен быть размещен иод электронной таблицей. После щелчка мышью но кнопке Мастер диаграмм в стандартной панели инструментов появляется диалоговое окно Мастер диаграмм (шаг 1), рис. 22. На вкладке Стандартные следует выбрать тип диаграммы График и вил График- с маркерами, помечающими точки данных.

Ж8

У Ъ г

и»*: V" ьст.иэ яжа*т ¿с-ии* '

* с л VI' >; * •• * * г- у. я о * «'- -

- » А -I ■••т(8>*1 •■« <* - •■ - (%. -

' \ 1"а_.Г ■ ° * > " ~ГГ'73.н

Лзбораюрмэя (•»■"от* 1И

Вьаюлмил: «*у/

И0>0Д1«>Х ДЛНМЫ9

•ЛЦ

«0.1'?.

М» с •».».( ерС» рртт. Ов еряНпОо

1 ЗЛ ;

2 Л Л 22

3 -1« 3.1

4 7.1 12 2 24

5 14.2 202 43

« 17 3 23 4 и ■

7 1*.3 Л-« и 7

г 1К5 24 8 12.7

ч 13.6 '»г!

10 7.4 12.1 5-2-.

и 1.2 42 .1.7 :

V/ -1.5 47 -Г. 1

.....: ! . ] Й

К- . .....

В V .¿ЯП

• ; ту1 ('¿»Г •.Г^ЙГ«, !» 11

..ЭК—;

и | ■ | ...... 1 -Г,«.

11V' л: /.^л'т/

Рис. 22.Инд диалогового окна Мастера диаграмм (шаг I)

Для продолжения щелкнете но кнопке Далес>. Откроется диалоговое окно Мастер диаграмм (шаг 2), в котором на вкладке Днапакш данных следует указать, что ряды данных находятся в столбцах, п перейти на вкладку Ряд. Щелкнув мышью кнопку Добавит ь активизируйте механизм задания данных первого ряда, рис. 23.

Рис. 23.Вид вкладки Ряд диалогового окна Мастера диаграмм (шаг 2)

Выставив курсор в ноле Имя, переведите указатель мыши и щелкните на заголовок столбцаср0„, т.е. ячейку В7. В поле Имя появится соответствующий адрес. Далее следует нажать правую кнопку поля Значения, навести указатель мыши в начало первого ряда (ячейка В8) и, нажав и зафиксировав левую клавишу мыши «протащить» указатель до последнего элемента ряда (ячейка В8). Указанный диапазон значений будет выделен в таблице, а адреса ячеек ряда данных зафиксирован в соответствующем поле частично свернутого окна Мастера диаграмм, рис. 24. Нажав на правую кнопку поля с адресами данных, попадаем вновь на вкладку Ряд, где аналогичным образом следует провести процедуру задание данных двух других рядов. Результат этих действий представлен на рис. 25.

- : i ■■■■ V - .

й-iÇ i ; sssaata 1

.ЖМ v ■ -•'г.!

Рис. 24 Вид диалогового окна Мастера диаграмм (шаг 2) при указании данных первою ряда

--Ж-.

; T,' '

и •

V1 »

, \

ВЬ'ЛЭЛЧКЛ

л*

г. litio.v».

. Мкяцы cpOe -pni». (Je

А I ■6 -J,2 : Ж.1

Щ 2 •a ».« J

1С J Ô.fi 3 1 -.* 1

»• 4 71 12Î :

M S U.J A-'t •J i

и « •I i 23 »

i. 1 ¡0.3 2-4 13,;

-к Й tl>6 Î4 9 1? ' •

U « IJ.6 IV 7 И 1

1С T.A 12 1 " 1

« M 1.2 4 : •M 1

12 •J*

à-

M ш-4

H «

.....Il II III М—Ш'ШШИ ï »|Ж»

•г

Рис. 25 Вид диалогового окна Мастера диафамм (шаг 2) после указания данных

Для открытия диалогового окна Мастер диаграмм (таг 3) щелкнете по кнопке Далее>. В соответствующих полях вкладки Заголовки следует ввести наименование графика, заголовки осей абсцисс и ординат, рис. 26.Во вкладке Линии сетки установить основные и промежуточные линии сетки по оси X. выставив для этого флажок (галочка), Во вкладке Легенда назначить ее размещение под графиком, чтобы увеличить зону построения диаграммы. Результаты соответствующих настроек можно наблюдать в демонстрационном окне. Щелкнув по кнопке Далее>переходим к последнему этапу.

• • ■ »-.i- ---, Л

П«Сорп«рм»о piOor« Ht I

MtMUN cpm»> Oe -3.2 cpminOa

m 2 -M -2.2 »8

3 3,1 -3,9

m 4 7 1 122 2.4

il 6 14.2 8,3

w « 17 3 234 11.7

14 7 3 « _ 13.7

P. • 18« 24 8 12.7

» 9 13« №7 •-1

ate 1С 74 12 1 3.2

-i« II t î 4 2 -17

1Я 12 -3.5 •0.7 £

С

pf-- JIIÉ

- ; ™ I ЧГ

Рис. 26 Вид диалогового окна Мастера диаграмм (mai 3)

В диалоговом окне Мастер дна! рамм (шаг 4), рис. 27, необходимо укачать, где будет размещен построенный ¡рафик: на текущем (имеющемся) или на отдельном листе. Остановимся на первом варианте и, нажав кнопку Готово, закончим построение графика. Возможно, потребуется сместить область построения графика, изменить его пропорции. Все эти операции легко осуществляются мышью.

t.« ." " J: — >"> t

i .ia-azv ¡t-'в " *♦ » «ii .. ».. -'>

. ... . - « с. ч ¿ ¿ я Qf as , a ¿l* - ■ Ú.-

Д1.

j • * ;■•>.....л 'ГТн..•. i

n^cvaiotHfid работ« Ntl

■Мнпшп гр СЖЦ- м.«мИН

cpO. ¡4>in»< Oe t ptv.inOe

1 ■в 3.? -9 2

S 2 -5 4 -2.2 80

г- 3 ■O.i 3.1 -J.fi

n 4 7.1 12 2 2.4

:¡7 t 142 202 «,3

i; « 173 234 11.7

14 n 7 19 3 2S.4 13.7

в 18.« 24 0 1»J

\4 9 13.« l».7 B.1

17 10 •2.1 1?

ifr 11 t.: -1.7

12 -ЗА ■0.7 ■4

да

_jL .T^ra-j . ff. ',-■■ ■ .li -1

t /<» j. Y.n ./

I ntf.

>1

i мг

Рнс. 27 Вид диалогового окна Мастера диаграмм (шаг 4)

Третий этап включает в себя формирование таблицы результатов расчета. Таблица имеет две колонки, первая содержит условные обозначения определяемых параметров, вторая - результаты расчета. Причем, значения параметров 1|...1(,снимаются

с построенною графика температурных кривых, рис. 28 Значения других параметров должны быть определены по соответствующим формулам. Так на рис. 28 показан набор формулы, но которой определяется величина

Окончательный вид распечатки результатов лабораторной работы №1 представлен на рнс. 36

Рис. 28 Формирование таблицы результатов расчета

Рис. 29,Окончательный результат расчета

Слана 3 Пришиты формирования н функционирования информационно-технологической структуры управления строительными процессами объектами

(ИТСУ СПО)

3.1 Организационно-технологический аспект ИТСУ СПО

Исходя из приведенных выше определений и понятий, рассмотрим основные принципы формирования структуры управления строительными процессами. Как отражение единства закономерно взаимосвязанных системообразующих элементов строительного производства производственных процессов, подобная структура должна представлять собой формирование двух типов совокупностей этих элементов.

Первая совокупность - функциональная, состоящая из процесса материальных, т. е. непосредственно участвующих в создании строительной продукции.

Вторая совокупность - информационная, содержащая процессы управленческого характера, определяющая и регулирующая организационно технологические параметры функционирования, развития и взаимодействия строительных процессов. Объединяющим фактором структуры является наличие связей, устанавливающих взаимоотношения между этими совокупностями и каждой из них с внешней средой.

Вероятностный характер строительного производства допускает для достижения одного и того же конечного результата возможность выполнения однородных по своему назначению производственных процессов (строительных, транспортных, информационных и т. д.) разными способами, с привлечением различных по своему содержанию и составу трудовых и технических ресурсов. Для определения оптимального соотношения в использовании этих ресурсов и достижения наиболее эффективных результатов, разрабатывается технология выполнения производственных процессов.

Технология (от греч.ТесИпе— искусство, мастерство, умение и logos- наука, учение) - это совокупность знаний о составе операций, методах и приемах их выполнения, а также способах использования технических средств при осуществлении каких-либо процессов (физических, логических, информационных и др.)

Строительная технология, включающая все материальные процессы, рассматривается как совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов, конструкций, которые под воздействием труда могут менять свои геометрические размеры, форму, качество, положение, переходить в другое состояние. Поэтому понятие «прием и способ» подразумевают порядок выполнения строительных процессов, в основе которых, в свою очередь, лежат физические, химические, физико-химические и механические преобразования, производимые с использованием машин, механизмов и аппаратов. Научный аспект строительной технологии заключается в выявлении закономерностей протекания этих преобразований с целью установления оптимального порядка выполнения строительных процессов, гарантирующего на практике достижение наиболее эффективных результатов.

Строительная технологии - это наука о методах выполнения строительных процессов, т. с. принципах, базирующихся на различных способах воздействия (физических, химических, механических и т. д.) живого труда (т. е. исполнителей) на предмет труда (строительные материалы, полуфабрикаты, конструкции) с использованием средств труда (строительных машин, средств малой механизации,

инструментов, различных приспособлении).

То есть, строительная технология отвечает на вопрос как и чем выполнять конкретный производственный процесс, а трудовые (ТР), материальные (МР) и технические (ТС) ресурсы являются теми функциональными элементами каждого производственного процесса, в результате взаимодействия которых появляется та или иная строительная продукция.

Па строительной площадке, в ходе создания строительной продукции, мы имеем дело с целым комплексом технологических процессов, различных но своему характеру н содержанию, постоянно перемещающихся и взаимодействующих между собой. Поэтому содержание функциональной совокупности структуры управления строительными процессами будет неполным, если мы, зная, как и чем выполнять каждый в отдельности из этих процессов, не будем нметь дополнительной информации, отражающей организацию, состояние и развитие в пространстве и во времени всего комплекса внутриплощалочпых строительных процессов.

При этом не имеется в виду присущее подсистеме «Организация строительного производства» рассмотрение вопросов, возникающих при проектировании, планировании и осуществлении строительства различных объектов или их комплексов. Например, организация строительства участка новой железной дороги предполагает взаимосвязанное во времени, по ресурсам и другим критериям возведение таких разнохарактерных сооружений как земляное полотно, верхнее строение пути, водопропускные трубы, мосты, административно-жилые и промышленные здания и т. д. Одновременно решаются вопросы координационного управления строительством всех объектов, материально-технического обеспечения, энергоснабжения, экономики и т. л.

13 нашем же случае речь идет об оргапнэаниоппой (логической и производственной) взаимоувязке только комплекса впутриплошадочных, строительных процессов, подразумевающей создание единой технологической пеночки выполнения строительно-монтажных работ, что, в свою очередь, и обеспечивает рациональное использование всех категорий ресурсов и получение качественной строительной продукции в установленные сроки. Поэтому технологическую составляющую функциональной совокупности формируемой структуры необходимо дополнить организационными элементами, отражающими взаимодействие и развитие производственных процессов строительной площадки в пространстве (ОПП) и во времени (01'I И). Вместе с технологическими, эти элементы составят единую организационно - технологическую совокупность функциональных элементов строительных (впутриплошадочных) процессов. В свою очередь, информационная составляющая должна включат ь элементы, обеспечивающие нормальное выполнение и взаимодействие строительных процессов, получение строительной продукции надлежащею качества.

3.2 Информационный аспект ИТСУ СНО

Информационный аспект вформировании структуры управления строительными процессами служит задачам изучения закономерностей поведения функциональных элементов этой структуры и упорядочения регулирования их взаимодействия как между собой, так и с внешней средой. Осуществляются эти задачи через систему информационных процессов, реализуемых, в свою очередь, с помощью

информационных технолог ии, и связей.

Информационная технология - это различные способы воздействия труда (руководителей соответствующего уровня и технических работников) на предмет труда (информацию, числа, исходные данные, документы и т. д.) с помощью разнообразных технических средств и научных приемов (информационно-вычислительной техники, методов расчета, методик, программ и т. д.) с целью получения информационной продукции в виде управленческих (регулирующих) решений по наиболее эффективному осуществлению строительных технологий.

Как видим, приведенное определение весьма схоже по своей формулировке с определением строительной технологии. Однако, в отличие от чисто технических, информационные технологии не могут существовать сами по себе. Их возможности реализуются только тогда, когда они взаимосвязаны с другими технологиями, объединены в общие системы или структуры. В нашем случае информационные технологии - это инструмент, который служит достижению поставленных перед строительной организацией целей путем координации функционирования производственных процессов, т. е. управления. Основным содержательным элементом этого инструмента является информация.

Информация (от латинского шГоппаио- разъяснение, изложение) означает сведения, знания, сообщения о фактических событиях, физических и иных явлениях, свойствах объектов, которые содержат элементы новизны для получателя, перелаются людьми устным, письменным или иным способом и используются в процессе принятия решений. По существу, информация является основой управления (регулирования) любыми, в том числе производственными процессами и выступает как совокупность символов, отражающих те или иные свойства этих процессов. С помощью информации реализуются связи, как между основными частями производственной системы (структуры), так и между ее отдельными элементами.

Информация, используемая в процессе производства строительно- монтажных работ, может быть: по источником возникновения - внешней (входной, выходной) и внутренней; по отражаемым объектам - научно - технической, технологической, организационной, о ресурсах, строительных машинах н т. п.; по форме представления -текстовой, графической, знаковой; по функциональному назначению - проектной, нормативной, контрольной, отчетной; по последовательности обработки (преобразованию) - первичной и производной, т. е. полученной после обработки первичной; по типу связей структуры - информацией, поступающей по каналам прямой и обратной связи.

Большое значение для выработки правильного регулирующего решения имеет качество информации, представляющее собой систему количественных оценок целенаправленности, полезности, своевременности, достоверности, полноты, плотности и потока, и других качеств информации. Не все виды информации, используемой в строительном производстве, соответствуют достаточно строгой се количественной и качественной оценке. Это во многом зависит от способов ее передачи и фиксации, применяемых постелей и т. д.

Целенаправленность означает, что информация должна иметь определенное пазначеппе. Например, данные акта па скрытые работы используются для оценки их качества и определяют возможность выполнения последующих технологических процессов; показатели о выполненных объемах строительно-монтажных работ служат

для определения производительности груда п т. д.

Полезность информации - это уменьшение неопределенности и оценке организационно-технологического состояния выполняемых строительных процессов.

Своевременность (оперативность) информации имеет важное значение для эффективности принятия регулирующего решения, т. к. устаревшая информация приведет к неправильным результатам.

Достоверность сведений зачастую зависит от субъективных факторов, поскольку само понятие информации во многом связано с деятельностью человека. Поэтому всякие сведения лишь с определенной степенью точности отражают реальные события. В то же время информация имеет объект иные основания, которые зависят от методики и средств измерения, расчета, сбора информации. Чем выше достоверность, тем больше возможности выработать эффективное решение.

Своевременность п достоверность информации являются важнейшими требованиями, которые позволяют активно вмешиваться в ход выполнения строительных процессов для выявления отклонении контролируемых параметров, предотвращения сбоя и негативных последствий.

Полнота информации определяется соотношением необходимых для принятия регулирующего решения сведений п полученной фактически информации.

I Ijiot ностт. потока информации характеризуется объемом информации, передаваемой в единицу времени.

В период функционирования системы (структуры) информация подвергается преобразованию, которое может заключаться в изменении се носителей, содержания и информационною языка. Упорядочение информационных потоков, т. е. систематического движения тех или иных сведений по соответствующим каналам связи, во многом зависит как от характера информации, так и задач, стоящих перед той или иной структурой управления производством.

Применительно к создаваемой информационно-технологической структуре управления строительными процессами вся информация по источникам се возникновения делится на две группы: внешнюю и внутреннюю.

Внешняя информация содержит сведения но всем исходным (заданным) организационно-технологическим параметрам функциональных элементов строительных процессов.

Идеология порядка выполнения технологических процессов на строительной площадке, значения исходных параметров их функциональных элементов задаются па стадии технологического проектирования, материалы которого содержат оптимальные /тля условий возведения конкретного объекта организационно-технологические решения по выполнению строительно-монтажных работ.

Внутренняя информация - это комплекс информационных процессов, реализуемых с помощью информационных технологий. Последние, в свою очередь, функционируют в обшей управленческой системе первичной строительной организации на протяжении всего периода возведения объекта по двум направлениям. Первое из них - регулярное формирование и своевременная отправка в нужные инстанции сообщений о фактическом состоянии заданных параметров строительных процессов. Второе - анализ в различных инстанциях полученной информации и выработка организационно - технологического регулирующего решения.

Информация о фактическом состоянии заданных органнзацнонпо-

технологических параметров, о необходимости их корректировки формируется непосредственно на строительной площадке в ходе оперативного руководства производством работ осуществляемого линейными руководителями (прорабами, мастерами, бригадирами) и по результатам регулярно проводимого на всех этапах возведения сооружения контроля качества. Подобный контроль заключается в проверке не только хода выполнения строительных процессов и качества создаваемой ими продукции, но и каждой технологической операции на предмет соответствия их состояния проектным решениям, требованиям норм, технических условий, стандартов ит. д.

Материалы технологического проектирования (ТП), сообщения линейных руководителей (ЛР) и результаты контроля качества (КК) строительно- монтажных работ являются, таким образом, теми элементами, которые составляют информационную совокупность структуры управления строительными процессами, обеспечивая их нормальное функционирование.

Организационно-технологические информационные элементы строительных процессов, объединенные в одно целое с помощью информационных связей, образуют единую информационно- технологическую структуру управления этими процессами (ИТСУ СП), функционирующую в общей управленческой системе первичной строительной организации. Принципиальная схема такой структуры приведена на рис.30, а ее концентрированное определение этой структуры выглядит следующим образом.

Информационно-технологическая структура управления строительными процессами есть объективное единство закономерно, на научной основе сформированных и связанных между собой функциональных и информационных элементов, взаимодействующих достижению заданного результата - получению конечной продукции надлежащего качества.

г

ИТСУ СП

т

Организаци Информационная

логическая состоепякхцйя составляющая

ТР Сиязм 6

МР 1

тс _ • <

опп опв Внешняя среда

Рис.30. Схема ИТСУ СП

3.3 Алгоритм функционирования строительных процессов Изложенные выше принципы формирования информационно технологической структуры, сформулированное в концентрированном виде ее определение, подчеркивают целенаправленный характер взаимосвязи производственных ресурсов, с

одной стороны, и функцией управления этими ресурсами, с другой. Эта взаимосвязь, наполняя конкретным содержанием каждый из этапов управленческого цикла, превращает управление и регулирование сложными организационно-технологическими явлениями и информационными потоками, возникающими, постоянно меняющимися в единый, многостадийный информационно-производственный процесс. Таких стадий на пути создания строительной продукции можно выделить четыре:

разработка организационно-технологических параметров строительных процессов и техническая подготовка к их выполнению (технологическое проектирование, обработка и передача входной информации и т. д.); собственно функционирование строительных процессов; контроль за ходом выполнения строительных процессов; регулирование, т. е. принятие решений, направленных на ликвидацию возможных отклонений в функционировании строительных процессов.

Последующие шаги по формированию ИТСУ СП связаны с такими понятиями как состояние структуры и связи структуры.

Состояние структуры - это совокупность значений организационно-технологических параметров, характеристик и свойств структуры в целом в данный момент: начальный (исходный), текущий (промежуточный), конечный.

Способность структуры переходить из одного состояния в другое, возвращаться, в случае необходимости, в исходное состояние, свидетельствует о ее гибкости и устойчивости. Такую гибкость и устойчивость структуры обеспечивают разнообразные связи между ее элементами и самой структуры с внешней средой.

Связь структуры - это степень свободы, содействующая или препятствующая в ходе функционирования структуры получению заданного результата Связи обладают большим разнообразием и индивидуальностью, отличаясь своим направлением, характером, силой воздействия. Вместе с тем, эти связи имеют общий содержательный признак - все они являются носителями какой-либо информации, а потому называются информационными связями структуры. Подобные связи позволяют информировать о проектных значениях организационно-технологических параметров строительных процессов, о степени достижения заданных показателей этих параметров на каждом из этапов создания строительной продукции, о необходимости вмешательства того или иного регулирующего воздействия в ход выполнения отдельно взятых процессов или их организационных групп и т. д.

Таким образом, информационные связи, воздействуя на функциональные элементы строительных процессов, не только влияют на состояние информационно-технологической структуры в целом, но и обеспечивают ее целостность и целенаправленность, что обуславливается взаимодействием функциональных элементов структуры для достижения конечного результата - получения строительной продукции.

Наиболее существенными связями информационно-технологической структуры управления строительными процессами являются:

• внешние - с окружающей средой или производственными подразделениями строительной организации, функционирующими вне строительной площадки (отделы производственно-технический, контроля качества, главного механика и т. д.)

• внутренние-между различными элемента инструкторы, составляющими ее

основу;

• вертикальные - между управленческими уровнями структуры (например, бригадир - мастер - прораб);

•горизонтальные - на одном управленческом уровне (мастер- мастер; прораб -прораб);

• прямые;

• обратные.

Особое место среди перечисленных видов связей занимает обратная связь, как один из универсальных принципов функционирования структуры. Это связь между входом и выходом, позволяющая информировать вход о состоянии структуры и ее элементов, о степени достижения заданного результата на выходе, о необходимости принятия регулирующего решения, если нарушены какие-либо параметры элементов структуры или если требуемый результат не достигнут. Причем понятие входа и выхода в структуре весьма условно. Их функции может выполнять один и тот же элемент структуры, в соответствии с характером рассматриваемых связей и состоянием структуры в данный момент.

На примере отдельно взятого технологически однородного комплексного строительного процесса - сооружение монолитного железобетонного фундамента, покажем принцип его функционирования и реагирования регулирующих этот процесс органов на возникающие при этом различные состояния.

Такой процесс, как объект управления, можно представить в виде элемента, имеющего на входе один общий и ряд промежуточных (по числу простых процессов) факторов и выходные параметры - промежуточные для каждого простого процесса и общий для всего комплексного.

Описать комплексный строительный процесс можно алгоритмом его функционирования, как последовательно взаимосвязанных математических (логических) операций • предписаний, обеспечивающих достижение запланированного результата. Процесс связывает цепочка состояний: начальных, заданных - исходное, общее 8°з ив начале каждого простого процесса Б'з и результирующих - соответственно

и ^.Характеристики заданных и результирующих параметров считаются известными. Они определяются в рамках технологического проектирования, производственного задания или иного документа. Целью комплексного процесса является выполнение условия 5'3= 5°„р.

Очевидно, что при переходе от исходного состояния к заданному промежуточному и далее к результирующему неизбежны отклонения (технологические, производственные, ресурсные и т. д.). Поэтому параметры состояний на каком-то этапе будут отличаться от плановых. Если эти отклонения окажутся в допустимых пределах, то ими пренебрегают и считают, что плановое состояние достигнуто. Если же отклонения окажутся выше нормы и 53 * или, * 5°, то соответствующие простые процессы необходимо повторить (что весьма нежелательно), либо отрегулировать в нужном направлении (с привлечением дополнительных ресурсов или без оных). Алгоритм, отражающий изложенные выше принципы функционирования комплексного производственного процесса, представлен на рис. 31.

Текущее состояние'

Корректирующий фактор

Присутствие Ц-ресурсов

. Л

Удволетворяет Результат

Нет

Проегтаый

А '

Нет

--<(Ч'д«олетворяет )>------- О

Процесс

завершен

И

Рис. 31. Алгоритм функционирования комплексного производственного процесса

3.4 Функциональная модель управления строительными процессами и организациями.

Для целостного восприятия и анализа тех явлений и производственных ситуаций, которые возникают на всем пространстве строительной площадки в ходе выполнения строительно-монтажных работ, требуется четкое описание взаимодействия составляющих информационно-технологическую структуру элементов как между собой, так и с окружающей средой. Для этого прибегают к построению модели изучаемого явления.

Модель (от франц. то11е1е, итал. то11е1ю, лат. тосШив- мера, мерило, образец, норма), в общем случае - абстрактное представление реального объекта, т. е. промежуточное звено между человеческим мышлением и реальной действительной.

Построение подобной модели является очередным этапом проводимого нами системного анализа управления строительными процессами.

Моделирование как универсальный метод познания и важнейшая категория системного анализа, представляет собой замещение одного объекта другим, причем любой природы, с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели и принятия соответствующего решения регулирующего свойства.

Исходя из высказанных соображений, функциональная модель информационно-технологической структуры управления строительными процессами должна представлять собой в том или ином, но обязательно удобном для восприятия, виде логическое описание всех наличествующих в этой структуре свойств и

производственных ситуаций, возникающих в холе выполнения строительных процессов.

Важнейшей особенностью моделирования является иллюстративность, т. е. наглядность представления модели. Обычно модели, подобные формируемой нами, изображают графически, в формализованном виде, т. с. в виде кодированных элементов, объединяемых, в случае необходимости, в однородные блоки, и информационных связей, отражающих порядок и ход взаимодействия этих элементов (блоков) между собой. В нашем случае совокупность значений организационно-технологических параметров функциональных элементов структуры целесообразно представить в виде двух блоков - технологического и организационного.

Технологический блок, определяющий методы выполнения каждою, из числа выполняемых строительных процессов, включает значения параметров входящих в него элементов: трудовых ресурсов (TP), технических средств (ТС) и материальных ресурсов (MP).

Организационный блок включает параметры элементов, отражающих взаимодействие всего комплекса технологических процессов в пространстве (ОНИ) и во времени (С)1 IB).

Функциональное пространство элементов технологического и организационного блоков представлено в модели в виде информационно функционального блока (JIP-СМР). определяющего место непосредственного производства строительно-монтажных работ па объекте (СМР) и линейное руководство этими работами, осуществляемое бригадирами, мастерами, прорабами, начальниками участков (ЛР).

Наряду с элементами, составляющими информационную основу процессов строительной площадки (технологическое проектирование - I'll, контроль качества -КК, сообщения линейных руководителей - JIP). и информационных связей, в модель включен ряд элементов, не отмеченных ранее, но в тон пли иной мере влияющих на ход строительно-монтажных работ и на принятие регулирующих решении. С ними мы ознакомимся в ходе описания функциональной модели информационно-технологической структуры управления строительными процессами, представленной графически на рне. Это описание выглядит следующим образом.

Материалы технологическою проектирования (I'll), как элемент внешней информации, по каналам внешней связи, поступают в адрес администрации, а затем в технические подразделения строительной организации (блок Л ГИ), возглавляемые, как правило, главным инженером (отделы производственно-технический, главного механика, главного энергетика, технического контроля и т. д.).

£

ВШФ

ПР

ТР й

и* мэ я

£ £ тс ■г

г* та , А 'X я 9 £ г « & 1 г 5 § 1 СМР

№ 1

| ВНФ

Рис. 32. Алгоритм технологическою проектирования

После соответствующей обработки формируется необходимая для начала работ информация об исходных параметрах строительных процессов, которой наполняются технологический и организационный блоки. Представленная в форме технологической документации (проектов производства работ, технологических карт, карт трудовых процессов), эта информация по каналам прямой информационной связи (ПР-проектные решения) направляется на строительную площадку (выделена на рис.38, пунктирной линией) в распоряжение линейных руководителей

графического материала, разработанного с соблюдением единых требований нормализации строительного производства и содержащего необходимые для выполнения работ проектные решения (связь ПР) по всем организационно -технологическим параметрам строительных процессов. В ходе выполнения строительно-монтажных работ технологические процессы постоянно видоизменяются как качественно, так и количественно, перемещаются в пространстве и во времени. Если процессы функционируют в соответствии с заданными параметрами, то регулирующего вмешательства в ход выполнения этих процессов не требуется.

Блок-схема методики формирвоания и фунционирования ситемы информационо-технологической структуры управления строительством и реконструкции транспортных объектов приведена на рис.33

Рис.33 Блок-схема методики формнрноання ИТСУ CIIO

Представленная на рис.32 (блок-схема) является дошка информационной модели формирования и функционирования системы информационно-технологической структуры управления строительством транспортными объектами. Особенность се заключается в учёте рисков, возникающих при проектирование и возведения транспортных объектов при г рамотном составлении проектной документации. Важно также учитывать влияние внешних и внутренних факторов описывающих состояние и развитие ИТСУ СПО, имеющих вероятностной стохастический характер. Также необходимо учитывать жологичпосп. возведения транспортных объектов, чтобы обеспечить сохранность окружающей среды. Учёт факторов оценивающих, вышеуказанных параметров, должен быть реализован в блоке 5 в представленной схеме.

Однако, под влиянием внешних и внутренних факторов, обусловленных причинами объективного или субъективного, производственного или непроизводственного характера, в выполнении строительных процессов или деятельности организаций могут наблюдаться отклонения от заданных проектных решений, что вызывает необходимость принятая на том пли ином уровне, на той или иной стадии производства работ соответствующего регулирующего решения.

К внешним факторам (ИШФ), вызывающим сбой хода выполнения строительных

процессов и деятельности организаций или подразделений можно отнести: нарушение сроков снабжения строительными материалами, конструкциями и деталями: недопоставки технических средств; неполное обеспечение рабочей силой; прекращение снабжения электроэнергией; резкие изменения погодных условий и т. д.

К числу внутренних факторов (ВНФ) относятся: неподготовленность фронта работ; простой машнн, механизмов и транспортных средств из-за поломок или по организационным причинам; брак в работе, допущенный в результате нарушения технических условий и технологии производства работ; нарушение трудовой дисциплины и т. д.

Необходимая информация о всякого рода отклонениях формируется линейными руководителями (источник информации - блок .1ТР-СМР) и по результатам систематически проводимого контроля качества строительной продукции (элемент КК). Эти два источника внутренней информации являются начальным импульсом выработки и принятия решения, направленного, в случае необходимости, на внесение соответствующих корректировок в ход выполнения строительных процессов. Организационно-технологические решения о таких корректировках н механизм их проведения могут приниматься на различных уровнях руководства производством, в зависимости от характера информации и причин отклонений. Так, по отклонениям, вызванным, в основном, внешними факторами, регулирующее решение принимается, как правило, на уровне административно-технических подразделений строительной организации, а информация о таком решении по каналам обратной связи (связь ЛРР) направляется линейными руководителям. Если отклонения носят локальный характер и могут быть устранены силами линейных руководителей, то ими принимается оперативное регулирующее решение (ОРР).

Своевременное принятие решений, регулирующих ход выполнения строительно-монтажных работ, позволяет компенсировать воздействие дестабилизирующих факторов на организационно-технологические параметры процессов строительной площадки и получить конечную продукцию (КГ1) заданного свойства.

Представленная модель значение для понимания совокупности технологических, организационных и информационных взаимосвязей между элементами строительных технологий, их различия и общности. Построение информационно-технологической структуры управления строительными процессами должно производиться на этапах проектирования объекта и подготовки строительного производства в рамках проектов организации строительства (ПОС) и производства работ (ППР).

Глава 4. Системный анализ как метол формирования н функционировании информационно - технологической структуры управления строительством.

Научно-технический прогресс в капитальном строительстве, рост уровня индустриализации привели к быстрому и резкому усложнению производственных технологических процессов, повышению роли ответственности в принятии технических, экономических н, в особенности, управленческих, в том числе регулирующих ход выполнения строительных процессов, о соответственно и организационно-технологических решения в управлении. Поэтому изучение сложных, динамично развивающихся объектов материального производства, каковым является капитальное строительство, требует особых системных методов анализа возникающих в подобных объектах, явлений и ситуаций функционированиях их.

Одним из таких методов является системный подход, позволяющий координировать и направлять действия различных явлений с разными, иногда даже противоречивыми, интересами в единую целенаправленную действующую строительную систему, что позволяет, в свою очередь, эффективно управлять, как самой системой, так и ее структурными составляющими.

Теория систем п метод системного анализа возникли сравнительно недавно, хотя истоки системною подхода прослеживаются от разрозненных концепций древних мыслителей Аристотеля, Платона (ею кибернетика) через сравнивание и первые вычислительные эксперименты с машинами И. Паскаля (XVII в.) и Ч. Ьэббиджа (XIX в.), идей Гегеля («Целое есть нечто большее, чем сумма частей». «Характер частей определяется целым». «Невозможно познать части вис связи с целым») к исследованиям XX в.

И отечественной науке подходы к анализу, близкому к системному, развивались в естествознании JI.M. Бутлеровым по теории химическою строения вещества, в химии Д.И. Менделеевым но систематизации элементов, в кристаллографии И.С. Федоровым, в физиологии И. П. Павловым и II.А. Беловым.

Однако до начала XX в. в пауке господствующим мировоззрением был I [мотоповекпй механицизм, согласно которому вся вселенная представлялась как огромный механизм и все его части подчиняются законам Пыотона. 11рп таком подходе мы имеем дело с относительно простой технической системой, в которой всякое явление (например, проектирование строительных конструкций или машин) изучается путем расчленения его па отдельные элементы и процессы с дальнейшим исследованием. Здесь важно знать свойства, законы работы выделенных частей и способы объединения их в систему. В начале XX в. многие ученые пришли к выводу, что механистический (геологический) подход недостаточен при изучении таких сложных объектов, как человек, коллектив людей, экономические, социальные, политические системы. Таким методом пс удастся описать самосознание, развитие, становление, самоорганизацию, самосохранение, размножение и т.д.

Большинство биологических, сложных технических, социальных и других систем являются открытыми системами, тесно связанными с окружающей средой. Для изучения и понимания подобных систем необходим новый подход в науке, когда учитывается надежность внутреннего строения объекта, гак и многосторонние связи с

окружающей средой, рассматривая их в единстве. При этом важной особенностью системных методов является то, что не только объект исследования, но и сам процесс исследования такого объекта выступают как сложная система.

Исторически первый вариант теории системного анализа был создан в двадцатые годы прошлого столетня Л. А. Богдановым, предложившим концепцию «Всеобщей организационной науки» или «Тектологию». Исходным пунктом тектологии является признание подхода к анализу любого явления с позиций его организации. Это означает необходимость изучать любую систему с точки зрения, как отношений всех ее частей, так и отношений ее как целою со средой, т.е. со всеми внешними системами. Причем законы организации систем едины для любых объектов, самые разнородные явления объединяются общими структурными связями и закономерностями.

В тридцатые годы идеи системности широко развиваются в работах биолога Людвига фон Барталанфи, с которым связывают становление системного подхода. В 1954 г. им было образовано общество содействия развития общей теории систем. Эту дату многие рассматривают как дату рождения этого научного направления. В шестидесятые годы был создан ряд оригинальных вариантов общей теории системного подхода в работах М. Месаревича, У.Р. Эшби, А.И. Уемова, Ю.А. Урмапцева и др.

В эти же г оды возникло новое направление системного подхода - системотехника строительства, как научно-техническая дисциплина, изучающая технические, организационные управленческие строительные системы и межсисгсмные связи, взаимосодействующие достижению конечного результата. Значительная заслуга в развитии этого направления принадлежит А. А. Русакову, С. Р. Владимирскому, Н. И. Ильину н др.

На базе созданных в 40-х годах XX столетия ЭВМ, как самостоятельная наука, возникла (Н.Винер, 1948 г.) кибернетика (от греч. КуЬегпс1гке- искусство управления) -наука об управлении, связи и переработке информации. Разрабатывая обгцис принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда, кибернетика в теоретическом н практическом аспектах развивается одновременно с прогрессом электронной вычислительной техники.

В последней четверти XX столетня в связи с постановкой задач синтеза и управления такими комплексами как производственные предприятия, промышленные комбинаты и целые отрасли промышленности, в кибернетику прочно вошло понятие большой системы. Тем не менее эти понятия до настоящего времени не имеют четкого определения, а слова большая (сложная) система у каждого исследователя, в зависимости от его профессии, вызывают различные представления. Тем не менее к такого рода системам можно со всей определенностью отнести такие системы как транспортные, материально-технического снабжения, планирования, организации, регулирования производства и т.д. Все действия по обеспечению функционирования и управления производственными системами осуществляются в рамках инжиниринга -сферы деятельности человека по решению вышеозначенных вопросов.

В качестве общих свойств и отличительных признаков большой (сложной) системы выделяются следующие:

наличие у всей системы обшей цели, общею назначения, определяющего единство и организованность всех се частей, несмотря на возможные различия нх природы;

наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, причем изменения в характере функционирования какого-либо из элементов отражается на режиме функционирования других элементов и системы в целом;

изменчивость структуры (состава и связей элементов) во времени;

взаимодействие элементов в системе и системы с окружением происходит по каналам обмена веществом, энергией и информацией;

взаимодействие элементов в системе и с внешней средой в большинстве случаев носит случайный (стохастический) характер;

управление в системе имеет многоуровневый (иерархический) характер, предусматривающий сочетание централизованного управления с автономностью его частей.

Построение систем, отвечающих приведенным свойствам и признакам, требует адекватных методов исследования. Одним из таких методов является системный подход, позволяющий координирован» и направлять действия различных явлений с разными, иногда даже противоречивыми, интересами в единую, целенаправленную действующую строительную систему, что даст, в свою очередь, эффективно управлять как самой системой, так и се структурными составляющими.

Суть системного подхода в современном его понимании заключается в последовательном, поэтапном переходе от общего к частному, когда в основе лежит цель, а рассматриваемый предмет- выделяется из окружения для всестороннего, построенного на определенных правилах, изучения этого предмета вместе со всей совокупностью его внешних и внутренних связей. Цель системного подхода -выявление возможностей улучшения функционирования, как изучаемого предмета, так и объекта в целом. При системном подходе используются такие понятия, как система, подсистема, структура, элемент. Собственно, выделение этих понятий является весьма условным и зависит от специфики рассматриваемого явления или объекта, конкретной целн решаемой задачи.

Система - слово греческое, означающее целенаправленную совокупность или комплекс отдельных частей (элементов), взаимодействующих в направлении достижения заданного полезного результата. Множество взаимосвязанных между собой элементов, составляющих объект исследования, характер и сущность этих элементов, условия в которых они взаимодействуют, обуславливают функционал!,но-целевую направленность системы, определяют ее размер и степень сложности.

Подсистема - это часть системы, обладающая всеми системными свойствами, выполняющая относительно самостоятельную функцию или несколько функций, связанных с достижением цели системы. В свою очередь структура является частью подсистемы (или системы, если отсутствует подсистема) и служит для упорядочения н упрощения описания наиболее существенных связей, обеспечивающих существование

основных свойств, характеристик и параметров, как полсистемы, так и системы в целом. Наконец, элемент - это простейшая, неделимая часть системы (подсистемы, структуры), предназначенная для получения локального результата, но способствующая достижению обшей цели. Совокупность этих элементов образует основание, па котором возводится многоступенчатая пирамида, именуемая системой. Таким образом, каждый элемент основания является системообразующим звеном системы, а результат, достигнутый отдельно взятым элементом п их совокупностью, системообразующим фактором этой системы.

В строительных системах, коим присуща сложность иерархии, множество целей, не соподчиненность и ненадежность критериев по отдельным подсистемам и структурам, весьма актуальным является способность нх системообразующих элементов - производственных процессов, получать плановый результат, что способствует достижению конечной цели по вводу в эксплуатацию и нормальному функционированию объектов строительства. Именно результат в строительном производстве, как системообразующий фактор, требует соответствующей нацеленности организационно -технологических и управленческих решений. А это, в свою очередь, вызывает необходимость построения таких систем, которые бы отвечали требованием управляемост и, то есть состояли бы из структур и элементов, ответственных не только за планирование, контроль, регулирование их состояния, и информационное обеспечение, по так же и, г лавным образом, за конечный результат.

При этом общее построение системы, ее структуры и состав элементов, необходимые исходные параметры и выходные данные - все эти атрибуты системного подхода не могут и не должны быть жесткими, а, наоборот, должны обладать гибкостью, возможност ью перестройки во имя достижения нужного результата.

4.1 Принципы системного анализа в управлении строительства транспортных объектов

В современном понимании системный анализ - это научная дисциплина, занимающаяся проблемами принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы. Из этого определения следует, что целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания тех из них, которые заведомо уступают другим. В максимально упрощенном виде системный анализ - это некая методика, позволяющая не упустить из рассмотрения важные стороны и связи изучаемого объекта, процесса, явления.

Приведенные в предыдущем параграфе понятия и определения системного подхода дают возможность приступить к поэтапному формированию структуры уггравления строительными процессами.

Применительно к капитальному строительству в целом под понятиями система и подсистема следует подразумевать совокупности организационно соподчиненных между собой элементов, сформированных для достижения определенного результата в

каком-либо отраслевом направлении - в планировании, управлении, проектировании, производстве, пауке и т.д. Структуру же можно рассматривать как внутреннее устройство одной из этих систем (подсистем). Таким образом, капитальное строительство можно представить, как отрасль материальною производства, состоящую из ряда производственных, управленческих, научно-исследовательских и других систем, которые, в свою очередь, разделяются па соответствующие подсистемы, структуры и элементы. Причем все это надо рассматривать в динамичном взаимодействии, ибо в зависимости от поставленной задачи, цели исследования эти системы, подсистемы и структуры могут объединяться, разъединяться, образуя новые формирования и т.д.

В нашем случае мы должны рассмотреть интересующую нас одну из многочисленных систем капитального строительства - строительное производство и сформировать иерархическую лестницу этой системы.

Строительное производство. как система. объединяет различные производственные сферы деятельности человека, каждая из которых складывается из столь же различных компонентов, по совместно задействованных для решения задач, обеспечивающих дальнейшее внедрение научно-технического прогресса в строительство и его интенсификацию.

В строительном производстве научно-технический професс материализуется прежде всего в технологии выполнения строительно-монтажных работ и в организационных формах их ведения, в совершенствовании методов управления производственными процессами в условиях рыночных отношений. Решаются эти. стоящие перед строительным производством, задачи в рамках двух подсистем: технологии строительного производства и организации строительного производства. Каждая из этих подсистем имеет свою сущность н научные основы, состоит из определенной совокупности взаимосвязанных элементов, но функционирует как часть единого целого - общей системы строительного производства. Однако и такого расчленения системы недостаточно для легального изучения и анализа всех возникающих в строительном производстве, в его подсистемах сложных п разнообразных явлений.

Системный подход, как метод изучения этих явлений, дает возможность в рамках любой подсистемы строительного производства выделить главное по интересующим нас направлениям ряда структур, объединяющих функционально однородные и системообразующие элементы. Подобные структуры, являясь относительно самостоятельной ступенью в иерархической лестнице строительного производства как системы, должны, в то же время, нести в себе все признаки этой системы. При этом структура, в зависимости от поставленной задачи или предмета исследования, может формироваться раздельно или совместно из различных, искусственно выделенных элементов любой интересующей нас сферы и уровня строительного и производства: организации, функций управления, технологии, информации и т.д. Соответственно получим: организационную, управленческую, технологическую, и информационную структуры или какое-либо объединенное, комплексное формирование. Низшей ступенью системы строительного производства, неподлежащей дальнейшему членению, является производственный процесс.

Сформированная таким образом иерархическая лестница строительного производства, представлена на Рнс.34. В принципе каждый предмет (или явление), находящийся на любой, даже самой низшей ступени этой иерархической лестницы, может не только стать объектом исследования, но и рассматриваться как система. Весь вопрос заключается в характере этого предмета (явления) и поставленной задачи. Эти факторы, в свою очередь, определяют размер (и сложность) системы, необходимость (и возможность) выделения в ней соответствующих подсистем и структур.

Подсистемы

Технология строительного производства

Ц_

организация строительного производства

| Структуры | |£труК1урьГ)

Производственные процессы

Рис. 34. Последовательность строительного производства

Например, строительное предприятие - это система (далее мы увидим, что это большая, сложная система), при исследовании которой необходимо (и возможно) выделить структуры по интересующим нас направлениям, чтобы сузить, конкретизировать задачу и, следовательно, добиться большей достоверности конечного результата.

Рабочая строительная машина (экскаватор, скрепер и т.п.) - тоже система, но система простая, выполняющая отдельно взятый технологический процесс и не подлежащая дальнейшему функциональному членению (системы управления, передвижения, трансмиссии и т.д. не в счет - они могут функционировать только в системе «МАШИНА»),

Таким образом, производственный процесс является не только неделимым, но и системообразующим элементом любой производственной системы или структуры, особенно в строительном производстве.

Порядок формирования подобной структуры, ее содержатся ытая и функциональная направленность определятся в ходе системного анализа, лающего возможность исследовать интересующий нас предмет (или явление) с единой, системной точки зрения.

Системный анализ, как метод исследования предметов и явлений, основан на структурной их декомпозиции н исследовании взаимосвязи между выделенными частями. Системный анализ, используя различные методы и средства общих дисциплин (теории вероятностей, математической статистики, теории массового обслуживания, моделирования и многих других), нашел широкое применение в строительстве при решении управленческих задач.

Па рис. 35. представлена принципиальная схема проведения системною анализа » управлении. Выделенные основные этапы (процедуры) исследования, может быть, не в достаточной степени формализованы, но. тем не менее, дают возможность с достаточной степенью эффективности решать поставленные задачи. Коротко остановимся на каждом из этапов.

Системный анализ

Постановка задачи

~ Цель исследования Причины Желаемый результат

- Режим поведений

— Возможность изменений

Структуризация

Степень расчличегмя . Система • внеидняя среда

Подсистема

Структура

Элементы

Построение модели

— Статическая

— Динамическая Графическая Натурная Мате мети* чеоая

И Др

Исследование модели

Сденка

Эффективности

Критерий оценки

Количественные методы - Качестве»пчг методы

Рис. 35. Схема проведения системного анализа в управлении

Постановка задачи - один из самых ответственных моментов всей процедуры системною анализа. Прежде всего, формулируется цель исследования. Выясняется, что послужило причиной, вызвавшей данное исследование, и формулируется желаемый результат. Определяется режим поведения системы (структуры), возможность и пределы допустимости изменений (отклонений).

На этом этане, в зависимости от сложности постановки задачи, для се решения могут быть привлечены специалисты разных областей, объединяемых в общую группу под руководством специалиста но системному анализу. К такому руководителю предъявляется целый ряд квалификационных требований. Прежде всего - это понимание глубины проблемы, умение организовать работу и объединить различные мнения, представленные к тому же на разных специализированных языках.

Всякая реструктуризация носит условный характер и зависит от цели исследования. Прежде всего, проводят границу между объектом исследования и внешней средой. Для этот вначале выделяют все элементы, связанные с проводимым

исследованием, а затем отделяют существенное от несущественного. Далее разделяют элементы на непосредственно систему (структуру) и внешнюю среду, намечают между всеми элементами основные связи, а в системе (структуре) - входы и выходы.

Моделирование, как важнейшая категория системного подхода, проводгггея с целью получения объекта-оригинала. Модель при этом играет роль теории, описывающей этот объект. Выбор объекта-аналога исследуемого предмета, во многом предопределяет методику исследования и конечные результаты. При этом к модели предъявляют два основных противоречивых требования: она должна быть простой для восприятия и адекватной исследуемому объекту.

На этане исследования модели выявляют интересующие свойства, закономерности повеления системы (структуры) и ее элементов, проводят сравнения с желаемым. В случае несовпадения проводится анализ возможности корректировки или изменения параметров модели и, соответственно, в системе (структуре). По мере усложнения рассматриваемых систем, уменьшается возможность использования количественных оценок.

Несмотря на то, что системный анализ в настоящее время не является полностью сформировавшимся научным направлением, достигнутый уровень позволяет успешно применять созданные методы и подходы для решения управленческих задач. Основные базисные параметры управления процессами строительного производства, необходимы для проведения системного анализа и через них могут быть выражены общесистемные закономерности управления строительными процессами.

Вопросы инвестирования в транспортную систему и строительство особенно важны в настоя шее время в связи с реструктуризацией железнодорожного транспорта в нашей стране. Важно определить стратегию развития транспортной системы, о чем говорилось на Всероссийской научно-практической конференции «Транспортная стратегия России» 3.12.2003. в Москве. Надежное функционирование транспорта является одним из необходимых условий целостности страны, обеспечения национальной безопасности. Развитие транспортной системы России - важный фактор роста валового внутреннего продукта, социально-экономической стабильности и интеграции России в мировую экономику. Принятая транспортная стратегия позволит сконцентрировать усилия федеральных и региональных органов исполнительной власти, транспортных предприятий и ассоциаций, финансовых структур, научно-технической общественности на ее успешную реализацию. Системный подход к развитию различных видов транспорта и строительною производства, особенности снижения потерь ггри грамотном проектировании возведения объектов и управлении производством с учетом рисковых ситуаций являются наиболее важными в условиях рыночной экономике.

Проектные, организационные и управленческие решения обычно располагают большим количеством «степеней свободы», т.е. приходится делать выбор их большого числа возможностей. Количество возможных последствий от результатов отдельных решений, как и их качественное разнообразие, достаточно велико.

Теоретические исследования и практический опыт однозначно подтверждает, что даже простой обзор возможностей проектирования и управления деятельностью

организации в современных условиях становится всё более и более сложным. Особенно затруднён выбор оптимальною проектного или управленческого решения, хотя имеет' место рост мощности.

Современной вычисли тельной техники и информационною обеспечения производства.

Информация, используемая при принятии решений, независимо от се источника, всё более подвержена влиянию случайных факторов и, таким образом, может рассматриваться как стохастическая. Вероятностный характер основных данных, характеризующих производство, множество возможных различных исходов его. которые удаётся описать только с заданной степенью достоверности, требует интенсивного исследования неопределенности и количественного определения риска.

Конкуренция на рынке строительных услуг, появление новых технологий, новых строительных машин и средств механизации требую! эффективною использования основных фондов, рабочих кадров ir средств производства строительных организации.

H соответствии с принятым законом Российской Федерации «О техническом регулировании», вновь разрабатываемые С'ПнП. СП п другие нормативные документы носят рекомендательный характер, в них определяются только минимально необходимые основные требования к потребительским свойствам объектов и сооружений железной дороги и устанавливаются общие правила принятия проектных, организационно- технологических решений Принятие же конкретных решений в конкретной производственной ситуации возлагается на строительные организации, в связи с чем они должны располагать инструментом обоснованною выбора падежных организационно-технологических решений. Их надежность и технический уровень являются решающими факторами успешной деятельное п строительных организаций при возрастающей конкуренции на рынке услуг транспортного строительства и появлении новых строительных машин и средств механизации.

Для адекватной оценки уровня надежности организационно-технологических решений необходимо как можно более полно учитывать системотехнические особенности органнэацнонпо-тсхиологнческих процессов и умен, оценивать их влияние на надежность применяемых при строительстве и реконструкции железных дорог организациопно-гсхпологическнх решений. Одной из таких особенностей технологического процесса сооружения или реконструкции железнодорожной линии является транспортная составляющая, величина которой меняется от цикла к циклу по мере продвижения по фронту работ. Поэтому в настоящем исследовании анализируется ее влияние па надежность комплексною технологического процесса.

Федеральный Закон "О техническом регулировании" определяет правовой статус технических регламентов в современной трактовке, а также цель их создания. С учетом степени риска причинения вреда технические регламенты устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность, условия совместимости и единства измерений. Все объекты техническою регулирования объединены Законом в две группы:

I !родукцию, включая здания, строения и сооружения;

Процессы производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции.

Безопасность определена как состояние, при котором отсутствует недопустимый риск (вероятность), связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному пли муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни пли здоровью животных и растений.

Одним из способов регулирования и поддержания эксплуатационных качеств инженерных сооружений является система планово-предупредительных ремонтов. Ключевым информационным показателем этой системы является показатель продолжительности межремонтных периодов сооружений. Главный недостаток существующих методик определения и назначения продолжительности межремонтных периодов состоит в том, что методики базируется на данных осмотров и потому их достоверность точность и эффективность в значительной мере зависят от квалификации работников, обследующих сооружение; другой недостаток состоит в необходимости больших статистических выборок однотипных элементов. Предлагаемые подходы к проблеме заблаговременных оценок н регламентирования продолжительности межремонтных периодов зданий, и сооружений могут найти широкое практическое применение при проектировании организации строительства, реконструкции или ремонте инженерных комплексов различного назначения на всех этапах их жизненного цикла Систематизация методов анализа и оценка инвестиционного риска при проектировании и реконструкции железных дорог.

4.2 Общий подход к управлению финансовыми рисками.

Проблема принятия эффективных управленческих решений в условиях возможности наступления неблагоприятного события, приводящего к потерям (финансовый риск), занимает одно из центральных мест в современной теории и практике инвестирования, и финансирования строительства и реконструкции объектов транспорта. В настоящее время наблюдается массовое внедрение в практику статистических моделей оценки потерь ог рыночного риска VaR (Value-Al-Risk) и моделей стресс-тестирования для оценки чувствительности к экстремальным событиям на финансовых рынках.

Движущими факторами роста неопределенности доходов стали: глобализация финансовых операций и интеграция национальных экономик, резкий рост числа торгуемых на мировых рынках организаций, увеличение частоты экономических кризисов, сокращение времени финансовых транзакций за счет использования электронных средств передачи информации. В результате возникла острая необходимость в методах измерения и управления риском неблагоприятного движения рыночных цен финансовых методов.

Анализ эмпирических данных статистики финансовых рынков показывает, что свойства процесса движения рыночных цен противоречат базовой гипотезе статистической финансовой математики о случайном блуждании; установлено, что на рынки влияют внешние политические, макроэкономические и др. события. События

приводят к таким явлениям, как кризисы и бумы (достижение цепами экстремальных значений), смена трендов, скачки межрыночных корреляций. Распределение динамики цеп далеко от нормального.

В задачах оценки уровней безопасности в соцналыю-организацноннмх системах п при проектировании военных операций сталкиваются с еще одной важной особенностью риск-менеджмента - ею мульти предметностью. Разнообразие рисков (как чисто финансовых, так и технологических, страновых, и т.п.) заставляет рнск-мепелжера задействовать в процессе их опенки коллектив экспертов из самых разных областей. Формализовать этот процесс, превратить его в стройную методологию, набор инструкций, информационную технологию для его поддержки - чрезвычайно трудная и при этом столь же актуальная задача. Она предполагает качественно иной, не статистический подход моделирования.

В задачах управления рыночным риском всё чаще встречаются платежные обязательства с функцией выплат, отличной от опционов европейского типа, рассмотренных Блэком и Шоулсом; опционы на коммерческие кредиты купонные облигации, опционы, встроенные в инвестиционные проекты, часто имеют очень сложную функцию выплат. Такие опционы получили название экзотичсских(схо11Сор1юп£). Глиной методологии расчета таких опционов не предложено.

Модель хеджа по Блэку-Шоулсу-Мертону предполагает существование па рынке безрисковых возможностей заимствования или кредитования (т.е. бсзрнскового актива). Однако на практике редко удается найти подходящий безрисковый актив. Г. Д. Агасандяп предложил расширение модели Блэка-Шоулса для ценообразования опциона европейского типа в отсутствие безрискового актива в предположении, что процессы движения цен рискового и "безрискового" активов подчиняются стохастическим уравнениям Ито и эквивалентны в смысле коэффициентов сноса и диффузии. Исследование статистики рынков показывает, что реальные рынки этому предположению не удовлетворяют.

Таким образом, является актуальной разработка новых методов управления финансовым риском, опирающихся па логико-вероятностные событийные модели динамики рынков.

Задача расчета справедливой цепы платежных обязательств с учетом риска инвестора является одной из важнейших как для финансовых инженеров- практиков, так и для исследователей в области экономики и финансов

Среди существующих теорий и моделей ценообразования активов на финансовых рынках можно выделить но меньшей мерс две основных I руины.

В моделях первой группы уровень цен на финансовые активы определяется в абсолютном выражении через "фундаментальные показатели1" стоимости и функцию полезности инвестора. Примером является модель САРМ Уильяма Шарпа, в которой премия за риск, учтенная в цепе финансового актива, разбивается па "общерыночную" и "специфическую" для данного актива компоненты. Второй пример - это

упоминавшаяся выше "модель рациональных ожиданий", в которой, например, цена акции приравнивается дисконтнрованпому потоку ожидаемых в будущем дивидендов.

Вторая группа моделей ставит целью объяснить поведение цен одних финансовых активов относительно цен других финансовых активов, известных или наблюдаемых на рынке. Настоящая работа имеет дело с этим типом моделей. В них мы не ограничиваем предпочтения (индивидуальную функцию полезности) участников финансового рынка, однако, сам факт существования этих рынков говорит о том, что внут ри рынка имеется микроструктура участников с различиями в предпочтениях и спросе.

Эти различия связаны с:

разными возможностями потребления ресурсов в зависимости от временных сроков, и

с индивидуальными оценками риска.

Из свойств безграничной делимости и мгновенного распространения информации о ценах следует линейност ь механизма ценообразования. Экономические соотношения, участвующие в относительной оценке активов, суть линейные функционалы, действующие на выплаты по платежным обязательствам - функции рыночных цен активов.

Любой финансовый актив можно представить, как совокупность более простых блоков с соответствующими стоимостями рисков и данами в будущем, на которые приходятся выплаты ресурсов. Линейность механизма ценообразования открывает безграничные возможности составления сложных финансовых активов из более простых, для которых имеются модели формирования их цены. Если цены базовых, активов определяются однозначно, то тогда н цены составленных из них производных конструкций также однозначны. Такие рынки называются полными. В других ситуациях бывает' возможно определить цены только для части базовых активов. Это -случаи неполных рынков. В этом случае приходится вводить специфические для конкретного инвестора предпочтения на доход и риск, чтобы однозначно определить цену производного актива.

В настоящей главе исследуются механизмы ценообразования производных платежных обязательств в дискретном времени на полных и неполных событийных рынках.

4.3 Разработка метода обеспечения устойчивого финансирования строительства или реконструкции транспортного объекта.

Экономика западных стран в 70-80-е годы характеризовалась беспрецедентной неустойчивостью цен практически на все товары. Для минимизации потерь и ценовых колебаний в отношении как уже имеющихся запасов товаров, так и товаров, являющихся предметом будущих поставок, многие предприятия обратились к фьючерсным рынкам, присоединившись к производителям и потребителям сельскохозяйственных продуктов, которые уже многие десятилетия использовали фьючерс!н,1с контракты для страхования цен.

Привлекательность рынка для экспортёров п импортёров товаров очевидна: заключение фьючерсных и опционных контрактов позволяет производителям (или потребителям) прогнозировать свои будущие денежных потоки, фиксируя иену будущей реализации (приобретения) товаров посредством фьючерсов либо определяя минимально (максимально) допустимую цену продажи (покупки) через опционы.

Эффективная программа хеджирования разрабатывается для тою. чтобы трансформировать потерн деятельности компании или банка в приемлемые формы для развития их. Основная проблема определения типов риска, допустимых для компании, и тех, которые компания предпочитает передать другим участникам рынка с помощью хеджирования.

Целью любой программы хеджирования является достижение оптимальной структуры регулирования рынком, т.е. соотношения между преимуществами хеджирования п ею стоимост ью.

Одной из причин, по которой управленцы настороженно относятся к хеджированию, является то. что они связывают использование средств хеджирования со спекуляцией. Опп полагают, что хеджирование с помощью производных инструментов вносит дополнительный элемент риска.

I) действительности всё наоборот. Правильно построенная программа хеджирования почти всегда уменьшает риск, в то время как отказ от хеджирования подвергает компанию дополнительным потерям финансовых средств.

Прежде чем принимать какие-либо решения о хеджировании, руководство компании должно определить тс проблемы, которые снижают эффективное п. деятельности компании.

Несомненно, стратегии развития компании требуют денежных затрат, однако, для того чтобы правильно оценить стоимость хеджирования, управленец должен оценить её с точки зрения возможных потерь в случае отказа от хеджа. В большинстве случаев такие скрытые потери - это потенциальные убытки, которые компания может понести при неблагоприятном изменении рыночных факторов.

С этой точки зрения стоимость уменьшения риска должна оцениваться тем же способом, каким оценивается стоимость обычного страхования, т.е. относительно потенциальных потерь.

В других случаях операции с методами инструментами заменяют традиционные финансовые стратегии. В большинстве случаев стратегии на основе производных финансовых инструментов используют вместо традиционных способов, когда они сопряжены с меньшими накладными расходами вследствие высокой ликвидности рынков форвардов и опционов.

Конкретизируем событийную модель рынка финансового инструмента следующим образом. Пусть 1\=(Е1,1-:2, ...,Гп) - алфавит событий. Сценарий совесть последовательность событий (Lit), 1=0,..,к.Последовательность событий (сценарий) образует входную ленту для автомата, описанного в определении (1).

Согласно Первой теореме Клини. для любого регулярного сценария следующие представления эквивалентны: конечный автомат, регулярное выражение, дерево вывода. ЯГ7Ф, контекстно-свободная грамматика.

Рег улярная внешняя среда - которая описана регулярным автоматом.

Модель 1

Введем внешнюю среду с алфавитом событий Е={Е1,Е2,ЕЗ,Е4) и

правилом переходов.= = ||Я,7|| =

Г раф переходов приведен на Рис.36. Пространству сценариев этого расчета соответствует ЯПФ, изображенная на Рис. 37.

Хеджирование при анализе финансового рынка реализуются через рассмотрение сценариев ш„£ 6 7" порожденных регулярной внешней средой, в последовательность цен финансового инструмента

5( : 5(+1 = 5,) = {и5„либо45(,0 < с1 < 1 < и]. Здесь под 7"

понимается множество индексов, соответствующих моментам времени, когда происходят события £¡11 могут совершаться сделки, или существует возможность изъятия экономическим субъектом ресурсов с рынка с целью истратить их на потребление, или, наоборот, инвестировать на рынок дополнительное количество ресурсов. Самой простой здесь является двухпериодная структура времени 7" = {0,7}.

По определению,

5(+1 = = + Д^-мф.^М.Д^СЯу,^) 6 {и - 1,(1- 1} ■

Рассматривается упрощенный рынок, когда на каждое событие рынок реагирует повышением и

или палением с) цепы. Вместе с тем, это не ограничивает'общности последующих выводов.

0 110 0 0 10 0 10 1 10 0 0

Рис. 36. Внешняя среда (событийный расчет) 1

Рис. 37. 11ространство сценариев I

Для дальнейшего рассмотрения введем следующие рынки:

в-рынок- рынок базового актива (напр.. рынок акций) с рыночной ценой за единицу ресурса, и

В-рынок - рынок денежного ресурса (напр.. рынок кредитов или просто банковский счет, но которому можно брать денежные ресурсы в кредит или помещать их на депозит) с рыночной ценой Ы за единицу ресурса.

В самом общем случае можно рассмотреть ситуацию, когда на рынке ведется торговля N+1 инструментом и их цены в момент 1=0 суть компоненты вектора50 6 9?Л,+1,50 = ). В момент времени Т владелец инструмента с номером и

получает ресурс в объеме 5" = (5" (1),(со,),..,5"(Я))-Здесь К- число различных сценариев со, (или, что то же, путей в дереве ЯПФ), приходящих в точку I. Символом 8 обозначим матрицу размера 1 *К, строки которой суть вектора 5".

Модель 2

В условиях модели I рассмотрим двухиериодную структуру времени 7" = {О, Т}, два инструмента - без рисковая облигация с маржей I за 1 такт и рисковая акция, и четыре сценария, занумерованных гак: 1={Е1), 2 = {Е2|, 3={ЕЗ}, 4={Е4), причем на первые два рынок акций реагирует повышением и, а на вторые два - падением (I. Пусть 80=(1,1). Тогда имеем.

Пусть у экономического субъекта имеется короткая позиция по платежному обязательству^ (5,) = /(£, ш, Ес), £ = О,..,Т. Это означает, что в момент 1= 0 им была получен денежный ресурс в объеме УОв обмен на обязательство произвести поток выплату, (5,) = /(£, ш, Я,), в будущем. Выплата УОназывается премией по данному платежному обязательству.

Рис. 38 Пространство сценариев цен для рискового (нижняя компонента вектора цен) и безрискового (верхняя компонента вектора цен) активов.

Начиная с момента Ю=0 и вплоть до момента Т экономический субъект должен осуществить такое управление премией Уо(а также, если необходимо, управление дополнительным кредитом) па 8-и В-рынках, которое гарантирует невозможность попадания в рисковую ситуацию в любой момент £ 6 [0,71] с наперед заданной уверенностью«. Это управление осуществляется посредством хеджирующего портфеля со стоимостью XI из двух позиций на В-и 8-рынках, такого, чтоУ£ = 0,..,ТХ"(ш,) > К,(й)()с заданным уровнемуверенности а.

Для определения рисковой ситуации в даииом случае вводятся два кэша - кэш хеджирующего портфеля са$Ьх(0=са51тВ(1)+са51т8(0и кэш платежного обязательства саяМО. Рисковая ситуация задается на кэше 2-го уровня С^ЬО^саяМхП) +са5НУ (I).

Хеджирующая стратегия{7Г,}опрсделяется через количество акций, купленных (я, < 0} или проданных в короткую позицию {л, < 0} на 8-рынкс в момент I. Стоимость XI хеджирующего портфеля в момент ( складывается из рыночной стоимости позиции на 8-рынкс 7г£_]5,и рыночной стоимости позиции па 8-рынксЬ,^,^! - 7г(_15,_1). Управляющее решение экономический субъект

принимает- на шаге 1-1, имея хеджирующий портфель стоимостью Х,-!состоит в реструктуризации хеджирующего портфеля: покупке или короткой продаже акций на

сумму займе либо депозите на банковском счете недостающею или

избыточного объема ресурсов Л",., - тг1_15'с_1

Для многомерною N+1-рынка хеджирующая стратегия н момент 1 определяется как вектор nt 6 5HN+1, где nt- обозначает количество п-го инструмента, купленного в момент I. Ясно, что тогда вектор л, * 5есть размеры выплат no N+1 инструменту н момент 1. соответствующие различным вариантам сценариев шс. а скалярное произведение Х0 = л, * 50суть простоначапьный капитал хеджа V0.

Пусть П — множество всех таких хеджирующих стратегий п,. для платежного обязательства 1^(5,) = /(£,ш,£,), t 6 [О, Г] с премией V0. что

X" =

3.1

Vt = 0,..,ТХ? > V0(a)t)c уверенностью

а = 1

3.2.

Любая сгратсгия{7г,} £ Ппазывается (динамическим) хеджем. Пусть теперь в 3.2. все неравенства заменены па точные равенства. Соответствующее множест во стратегий обозначим ГГ. Совершенным хеджем называется стратсгия{л,} Е ГГ. Пусть задан линейный функционал ^(l^, лг).Ч7-хеджем называется хедж л, такой, что он доставляет минимум функционала

Ф:^, = arg min Ч^У,, л,)

(тг.еп)

Модель 3

Пусть за каждую операцию реструктуризации хеджирующею портфеля naS-рыпке платится комиссия ¥ с одной проданной или купленной акции Введем суммарную стоимость комиссии за весь период управления

т

[0,Г]-Ч' = £ч'|тт1-1Т,-1| t=i

I lycTb каждому неравенству в 3.2 приписана некоторая уверенность^, е [0,1]

Превратим каждое неравенство 3.2 в равенство 3.3, добавив в левую част,-нсвязку 8,:

VI = О, ..,Т X" + S, > У0(ш() с достоверностью р, 3.3

Хеджем в среднем называется стратегия такая, что она удовлетворяет' 3.1 и 3.3, и при этом доставляет' минимум функционалу взвешенной суммы невязок ("математическое ожидание"):

т

7Г,.....лт) = - И,(ш,)) -> min

t=о

Хеджем в среднеквадратичном называется стратегия лс такая, что она удовлетворяет (3.1) и (3.3), и при этом доставляет минимум функционалу взвешенной суммы квадратов невязок ("вариации"):

( = 0

Стоимостью риска или справедливой ценой платежного обязательства {И((Ш()}, С = 0,..., Гназывается величина К=Е1&Е2л'р = Множество

стратегий П здесь понимается в смысле одного из определений хеджа, данных выше.

"Физическая" сущность справедливой цены состоит в следующем. Это такая премия, которую уплачивает покупатель платежного обязательства его продавцу (эмитенту), которая позволяет сформировать продавцом портфель хеджа с начальным капиталом в размере этой премии, такой, что динамика стоимости этою портфеля в точности воспроизведет поток выплат по проданному платежному обязательству на любом возможном сценарии внешней среды.

Наиболее широко в практике управления рисками применяются платежные обязательст ва специального вила, называемые опционами.

Европейским опционом "колл" называется платежное обязательство вида УТ(шг) = Мах[0,Бт(шт) - /С), где: К - цена исполнения опциона "колл", Т - срок исполнения.

Европейским опционом "пут" называется платежное обязательство вида Ут(шт) = Мах{0, К — 5т-(а>7-)}, где: К -цена исполнения опциона "пут", Т- срок исполнения.

4.4 Применение метода предпочтения строительства объекта при обосновании управления инвестиционными проектами с применением рисков.

В задачах принятия решений при инвестирование проекта объекта транспорта в условиях риска аналогом кривой безразличия является понятие совокупности эквивалентных (одинаково предпочтительных) вероятностных распределений, которое порождается индивидуальными предпочтениями на множестве распределений.

В классических задачах портфельного анализа портфеля инвестирования учет индивидуальных предпочтений обычно производится лишь частично. Так, например, в известном методе Марковица индивидуальные предпочтения описываются желательным уровнем средней доходности портфеля инвестирования или ее дисперсии. При таком подходе возможно формирование портфеля заказов, неприемлемого для рационального инвестора. Поэтому для принятия обоснованных инвестиционных решений необходим более полный учет индивидуальных предпочтений

Предлагается методика использования кривых безразличия при решении задач портфельного анализа, которую можно распространит ь и па другие проблемы принятия решений в условиях риска.

7

Задача принятия решений в условиях риска формулируется следующим обратом. Обозначим К нешест венную ось, н пусть/7 = (Ру, у Е У}- совокупное! ьнсроятностпых распределений на И, параметризованная параметром у. пробегающим некоторое множество параметров У.В классе Р требуется найти наилучшее в некотором смысле распределение, а также соответствующее значение параметра у е У. Распределения обычно сравниваются посредством значений фиксированного функционала д: Р -> Я.п лучшим из двух распределений Р,С Е Р- считается то их них, на котором значение функционала g больше.

Примером задачи принятия решений может служить задача портфельного анализа. Обозначим X = случайный вектор со значениями в Кп.

компоненты которого имеют смысл дохода, приносимого рыночными инструментами при инвестировании в них единичного капитала. Рассмотрим множество параметров V = [у = (у!,у2, ■■ чУпУ'-Уг +•• • +Ул = представляющее собой плоскость

стандартного симплекса в Кп Компоненты вектора у имеют смысл долей капитала, инвестируемого в соответствующий рыночный инструмент', а сам вектор у может быть истолкован, как инвестиционная сгратс] ня. Для каждого вектора у 6 У случайная величина Х(у) = у,Х, + ... + упХ„, = ут X является доходом портфеля, сформированного посредством инвестиционной стратегии у. а ее распределение Ру(х) = Р(Х(у) < х), х £ Кзаласт соответствующий элемент I".

Рассмотрим двухпарамегрнчсскнс семейства распределений I". гак что каждый элемент из I-' вполне определяется значениями математического ожидания и дисперсии распределения. В задаче портфельного анализа такая ситуация возникает, когда совместное распределение инвестиционных инструментов X является многомерным

нормальным распределением с вектором средних ш = (т.....тп)Т ковариационной

матрицей V. При этом все элементы семейства I- оказываются одномерными нормальными распределениями со средним значением ц = ттуи дисперсией а2 = утУу. Другим примером двухпараметрического семейства может служить совокупность логнормальных распределений с параметрами а 6 Ин 8>0. плотность которого задастся выражепнем

Параметры распределения а,5 выражаются через заданные среднее значение ц и дисперсию а2 по формулам

Следуя парадигме, будем считать, что при одинаковых средних значениях более предпочтительным является распределение с меньшей дисперсией, а при одинаковых дисперсиях - распределение с большим средним значением. Пусть I'- произвольное

_|п л2

Пу/ц2 + о2

двухпараметрическое семейство распределений. Па плоскости "дисперсия - среднее значение" (а2,ц) (пли "стандартное отклонение - среднее значение" {о,ц) можно изобразит), кривые безразличия, состоящие из точек, соответствующих одинаково предпочтительным (с точки зрения данной задачи принятия решений и фиксированного инвестора) распределениям. Зафиксируем на этой плоскости произвольную точку (ао'Мо). соответствующую распределению РО. Все распределения, лежащие правее данной точки, являются менее предпочтительными, чем РО. Распределения, расположенные выше данной точки, являются более предпочтительными, чем НО. Мз соображений непрерывности следует ожидать, что распределения, столь же предпочтительные, сколь и РО, располагаются от РОк "северо-востоку", как показано на рис.38.а. Ясно, что и противоположное направление соответствует неизменной предпочтительности. Задание направлений неизменной предпочтительности в каждой точке правой полуплоскости(а,^)определяст в этой области семейство кривых безразличия, пример которого приведен на рис. 6.6. Отметим, что величина /^ среднее значение распределения с нулевой дисперсией, лежащего на той же кривой безразличия, что и распределение И. может быть истолкована, как детерминированный эквивалент распределения Р.

| И 1 И

/ * / £--► Мл -- XV /

г 0 г,: —— с

а: ¡>)

Рис. 39. Кривые безразличия на плоскости(ст2,/;)

Приведем примеры семейств кривых безразличия, получающихся при использовании в задачах принятия решений некоторых конкретных функционалов, задающих отношение предпочтения на множестве распределений. Пусть класс К состоит из нормальных распределений с параметрами (а2,ц). В качестве функционала, задающего предпочтения, выберем функционал ожидаемой полезности

ЛСЯ1) = ЕРи = [ Ц(х)с1Р(х), Р ЕР

./-оо

где - II: /? -» «функция полезности. Будем рассматривать случай показательной

функции полезности

Щх) = (1 - е~ах), хея

где а>0

принимающим решения. Как показано в. при сформулированных предположениях справедливо представление

поэтому кривые безразличия (постоянства значений функционала Л) имсютвид:

где:с - произвольная постоянная, задающая конкретную кривуюсемейсгва. Видно, что в координатах(<т2, /г) кривые безразличия имеют вид параллельных лучей, исходящих из точек вида (0,с), как показано на рис.40,причем

Рис. 40 Кривые безразличия для показательной полезности классе нормальных

Рассмотрим, какие выводы можно извлечь из представленной картины предпочтений для классической задачи портфельного анализа - задачи Марковица. I (апомним, что в этой задаче совместное распределение инвестиционных инструментов X предполагается нормальным с вектором средних т и ковариационной матрицей К и предлагается выбирать инвестиционную стратегию, обеспечивающую наименьшую дисперсию распределения портфеля Х(у) при заданном среднем значении распределения портфеля М:

/1(Р) = 1 -ехр{^£-ац).

2

сдт =

а

распределении

утУу -» тт

у

тту = М,

/т = 1.

где 1Т=(1,1.....1). Как показано в, решение этой задачи эквивалентно максимизации

ожидаемой полезности с показательной функцией полезности, точнее, задачи

Еи(Х(у)) -»тах, /г = 1,

при условии, что параметр неприятия риска а выбирается согласованно с параметром задачи Марковица. Для описания этого согласования напомним некоторые обозначения из: V-! еегь матрица, обратная к V, («„^обозначает энергетическое скалярное произведение в Кп, то есть, (и, V) = игУ-11>для и, V £ /?", а||-|| -соответствующую энергет ическую норму:

||и|| = VиМ/~ти, и 6 Я". СимволомДобозначается величииаД= ||т||2||/||2 - (т,/2), которая положительна, как определитель матрицы Грама. В этих обозначениях упомянутая эквивалентность задач достигается выбором« = [М||/|| - (т,/)]/Д, что может быть также

записано в виде обратного соотношения М = [стА + (т,/)]/||/||2.

Точка, изображающая оптимальный портфель на плоскости (а2,ц), а также соответствующая кривая безразличия, являющаяся касательной к эффект ивной границе задачи Марковица, приведены на рис. 41.

Рис. 41. Решение и детерминированный эквивалент в задаче Марковица с нормальными инвестиционными инструментами

Из приведенного рисунка видно, что для инвестора со значительным неприятием риска (большим значением показателя а) касательная кривая безразличия может пересекать ось и в точке с отрицательным значением доходности. Это означает, что детерминированный эквивалент оптимального портфеля отрицателен, то есть, сам оптимальный портфель, с точки зрения рассматриваемог о инвестора, столь же "хорош", сколь и достоверный убыток.

Отсюда вытекает важность методики, которая позволяла бы по характеристикам инструментов и описанию предпочтений инвестора (семейству кривых безразличия) определять, имеет ли смысл решение задачи поиска оптимального портфеля, или даже

оптимальный портфель окажется непривлекательным для инвестора. Ниже обосновывается такая методика для случая нормального совместного распределения инвестиционных инструментов и предпочтений инвестора, задаваемых показательной функцией полезности.

Напомним, что уравнение эффективной границы в задаче Марковича с параметрами т и V имеет пил:

С2 = /00 = ^Ш'Н V - 2(т,1)ц + ||ш||2], и > ^

а кривая безразличия описывается уравнением

2

. о2 =5сО) = -0* - > с.

Из условия совпадения значений функций/и в.а также пх производных в точке, соответствующей опт имальному портфелю, получаем уравнения для определения оптимальных значений а и с. из которых имеем:

Заметив, что значение с, есть не что иное, как детерминированный эквивалент оптимального портфеля, получаем условие безубыточности оптимального портфеля при инвестировании единичного капитала в виде с, > 1. Для определения диапазона значении а. в котором обеспечивается указанное неравенство, заметим, что выражение лляс. являетсяубываюпгей функцией а, поэтому достаточно найти корень аСТуравнения с, (а) = 1. при этом искомый диапазон будет иметь вид а < ап Поскольку выписанное уравнение имеет единственный положительный корепьагс, = (т,/) -Н'Н2 + Н'Н * II' - т||.получаемо окончательное ограничение для инвестора: при фиксированных параметрах инвестиционных инструментов т.У детерминированный эквивалент оптимального портфеля принимает значения, не меньшие начального единичного капитала, если показатель неприятия риска инвестора удовлетворяет неравенству

а < (тп,1) - ||/||2 + ||/|| * ||/ - т||

Таким образом, для инвестора, максимизирующего ожидаемую полезность с функцией полезности 4.1, и имеющего показатель неприятия риска а. необходимо по известным характеристикам т .V совместного распределения инструментов X вычислить критический уровень неприятия риска (правую часть неравенства 4.2), и проверить выполнение неравенства 4.2. При нарушении последнего набор инструментов X использовать для инвестирования не следует.

Проиллюстрируем эффект возникновения убыточных оптимальных портфелей на реальных данных, представляющих собой котировки закрытия обыкновенных акций восьми американских корпораций, собранные за период с 4 января 1999 гола но 12 января 2001 года, всего 513 торговых дней. В таблице 41 приведены наименования корпораций и их номера, а в таблицах 4.2-4.7, содержащих расчетные данные, ссылки

на инструменты произведены по их номерам из таблицы I. Сначала вычислялись оптимальные портфели Марковнца для наборов из трех инструментов (акций) с различными горизонтами инвестирования: 30, 90 н 150 торговых дней. Результаты приведены в таблицах 4.2, 4.3 и 4.4, соответственно. Здесь /¿.обозначает ожидаемую доходность,\а} - дисперсию, с. - детерминированный эквивалент оптимального портфеля для инвестора, максимизирующего ожидаемую полезность дохода портфеля с показателем неприятия риска а = 2. Кроме этого, в таблицах приведены также значения критического уровня а„ (правой части неравенства 4.2), и, справочная величина г^.

Инвестиционные инструменты, обыкновенные акции корпораций.

Таблица 4.1

Фирма Обозначение

Dell dell

Hewlett Packard hp

Intel intl

— JPMorgan Microsoft JPm msft

Oracle orcl

Sun Systems suns

Yahoo yhoo

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни а, гсг.¡инвестиционный горизонт 30 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.2.

Инструменты Per a! c. acr Гсг

1,2,3 1.067 0 056 1.011 2 448 0 249

2,3,4 1.009 0 012 0997 1.469 0.331

3,4,5 1.013 0 017 0996 1 615 0.317

4,5,6 1 109 0065 1 044 4.620 0 148

5,6,7 1.175 0098 1.077 4 934 0 139

6,7,8 1 226 0093 1 133 7 31 1 0 095

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни асг, г, инвестиционный горизонт 90 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.3.

И нстру ме нты Чет а} С, Oer Ter

123 1 /115 0 П7 1 ins 2 0

2,3,4 1 П01 0 mi 1 nn 2 •JO/l 0 TO

3,4,5 1 ПН7 0 mi 1 ni/l 2 /1/11 0

4,5,6 1 1(1 0 111 1 l/l 1 5 л по 0 117

5.6.7 6.7.8 1 706__ 2 ->оа 0 4M . 0 578 1 1Ш 1 770 4 SOI____ 9 diu 0 MO 0 rm

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни асг. г, инвестиционный горизонт 150 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.4

Инструменты ßcr a! c. <*rr r„

1.2,3 2.210 0.764 1 446 4.272 0.159

2.3.4 1.414 0.250 1.164 5 137 0.134

3.4.5 1.419 0.255 1.163 4 992 0 138

4,5,6 1.606 0.357 1.249 5.862 Ol 18

5.6,7 2.601 0959 1.643 5 190 0.132

6,7,8 5.688 2.258 3.430 9.668 0072

Содержательно значение гсг равно максимальной цене, которую инвестор, максимизирующий ожидаемую полезность, и обладающий критическим уровнем неприятия риска асг готов уплатить за участие в лотерее, в которойвыигрыши 0 и 1 появляются с вероятностью 1/2 каждый. Для сравнения укажем, что риск-нейтральный инвестор (максимизирующий среднее значение распределения, соответствует уровню неприятия риска а = 0), готов заплатить за участие в такой лотерее цену 0.5, а с увеличением величины а значение соответствующей цены уменьшается, и в пределе, при стремлении а к бесконечности, становится равным 0. Уровню неприятия риска гипотетического инвестора а = 2 соответствует цена г = 0,283, указанная в заголовках таблиц.

Анализ данных таблиц 2-4 показывает, что при горизонте инвестирования 30 дней имеется два набора инструментов: акции Ьр, тО, ]рт. гпзП (выделены в таблице 2 заливкой), которые даже в результате оптимизации дают портфели, эквивалентные чистому убытку. Этот факт можно обнаружить по значениюс. которое оказывается меньшим 1, или по значению критического уровня неприятия риска асг, которое оказывается меньшим 2. При других горизонтах инвестирования все наборы инструментов оказываются способными обеспечить безубыточный оптимальный портфель.

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни г^.: инвестиционный горизонт 30 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.5.

Инструменты /<сг а} с. Ясг Гсг

1,2,3,4 1.066 0.042 1.024 3.760 0.178

2,3,4, 5 1.014 0.014 0.998 1.743 0.305

3.4,5,6 1.110 0.065 1.044 4.649 0.147

4,5,6,7 1.172 0.094 1.077 6.254 0.111

5,6,7,8 1.271 0.129 1.143 8.838 0.078

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни асг, г, инвестиционный горизонт 90 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.6.

Инструменты fcr а} с. "er Гсг

1.2,3.4 1.481 0.281 1.200 6.218 0.1 И

2,3,4,5 1.090 0.075 1.014 2.463 0.248

3,4,5,6 1.365 0.216 1.149 5.702 0.121

4,5,6,7 1.891 0.488 1.403 9.215 0.075

5,6,7,8 3.044 1.046 1.997 12.336 0.056

Параметры оптимальных портфелей и критические уровни асг, г„.', инвестиционный горизонт 150 дней, а = 2, г= 0,283

Таблица 4.7.

Инструменты 1'сг а} с. "сг Ъг

1,2,3.4 2 430 0 764 1 665 10815 0.064

2,3,4.5 1 438 0 264 1 174 5 192 0 IJ2

3.4,5.6 1 636 0.373 1 263 6 016 0.1 15

4,5.6.7 2.813 0 971 1.842 1 1 487 0.060

5.6.7.8 5 902 2 439 3 462 18 548 0.037

В таблицах 4.5-4.7 приведены аналогичные данные для наборов из четырех инструментов. В данном случае только один набор: hp, inte, jpm. irisfl при горизонте инвестирования 30 дней оказывается неспособным обеспечить оптимальный портфель, эквивалентный безубыточному.

Отметим, что анализ был проведен только для инвестора, максимизирующею ожидаемую полезность, и только при одном, довольно малом, значении неприятия риска а = 2. Колее осторожные инвесторы будут склонны отвергнуть большее количество наборов инструментов. Отметим также, что в вышеприведенном анализе для простоты не учитывалась временная стоимость денег, líe нетрудно учесть посредством надлежащего дисконтирования при расчете доходпостей на заданном горизонте инвестирования.

Стоит также обратить внимание на тот факт, что анализ усложняется и теряет в наглядности в случаях, когда классы вероятностных распределения оказываются более чем двухиараметрнческнмп. Аналогичный эффект возникает, когда индивидуальные предпочтения описываются не ожидаемой полезностью, а другим, нелинейным функционалом. Это, впрочем, не препятствует проведению описанного анализа численными методами. Чтобы не загромождать изложение техническими деталями, мы не будем здесь останавливаться па этих вопросах.

При построении оптимальных портфелей классическими методами портфельного анализа, оптимальный портфель может оказаться эквивалентным чистому убытку, с точки зрения предпочтений инвестора, для которого строится портфель. Предложена методика устранения этого недостатка, основанная на использовании классов эквивалентности распределений, в простейших случаях прсдставимых кривыми безразличия. Методика проиллюстрирована расчетными примерами.

Реализация методики в решении практических задач.

Рассматривается портфель наиболее ликвидных акций российского фондового рынка. Акции, входящие в портфель, приведены в Габл 4.8.

Расшифровка названий акций, входящих в модельный портфель

Табл. 4.8.

Тикер Расшифровка

ЕЕ5Я2 Обыкн. Агаши РАО ЕЭС

ЬКОН Обыкн. Акции ОАО

!ГПСМ'1 Обыки. Акции ОАО

БВЁШ Обыкн. Акции Сбербанка

8Ы081 Обыкн. Акции ОАО

08РВЕХ Обыкн. Акции ОАО

Пусть Т - срок "жизни" портфеля в торговых днях (в модели Т является параметром и необязательно равно 1 году=250 торговых дней). Пусть т- время (в торговых днях), в течение которого портфель покупается и распродается. Дляпростоты примем, что время, требующееся для формирования портфеля, равно времени его полной ликвидации. В наших условиях г=5 торговых дней.

Ценообразование портфеля строится исходя из значения индекса РТС (но закрытию) Р1 в торговый день Г Пусть 1\ = Р, — Р[_1- дневные приращения индекса РТС. Веря некоторый момент времени Юза '"начало отсчета" (момент формирования портфеля), изменение рыночной стоимости портфеля к моменту! привяжем к изменению

I

Д«о= 2 П '-(о

индекса, за период [Юд].

Пусть полностью сформированный портфель (к моменту 1=Ю+г) состоит из ц=1 контрактов на индекс. При этом фактически в портфель включаются не "контрасты на индекс", а отдельные активы, входящие в расчет индекса, в долях а^] = 1, • • ■. N. Е а! — 1- Примем также, что изменение цены ]-го активаа| = А[ — А{_1 можно описать

дА'

а1, = -щП + о(т>) = Р'г{ + о (г,)

как (в действительности "бега" актива относительно индекса является функцией момента I, точнее, временною окна ЦОД],в котором функционирует рынок; корректный расчет "беты", которая является корреляцией между активом и индексом, задается специальным алгоритмом). Тогда изменение рыночной стоимости портфеля в окне [Ю.фадается формулой .

N

= £ «¡Р'Ч^Ло

Портфель формируется не одномоментно, график формирования и ликвидации портфеля может иметь вид. напр.. Рис. 42.

i0+I- г

vr

Рис. 42. График формирования и ликвидации инвестиционного портфеля

Например, если считать процесс открытия и закрытия инвестиционных позиций равномерным, то тог да в каждый день из первых н последних т дней соответственно покупаются и продаются 1/т контрактов, так, что затдней покупается и распродается весь портфель. 11ри этом "началом отсчета" для процесса изменения рыночной стоимости I юртф ел я Д КГ£о будет момент Ю+ т. учетная стоимость портфеля УЬоок отсчитывается от средневзвешенной цены покупки,

у£0+г р

стоимость ликвидации Vliq отсчитывается от средневзвешенной цены продажи.

е?

¡о+Т

lo+T-j Р1

При оценке соотношения "риск/доходность" портфеля корпоративных акций использовались следующие предположения:

Управляющий придерживается пассивной стратегии управления портфелем, при которой портфель ликвидируется через 180 дней после даты покупки; между датами покупки и продажи портфель не реструктурируется.

11од риском, понимается 95%-ный доверительный интервал падения рыночной стоимости портфеля от текущей стоимости внутри периода удержания портфеля; например, риск, равный 35%, соответствует максимальной потенциальной "просадке" рыночной стоимости портфеля внутри 180-дневною горизонта на 35% от его текущей стоимости, которая не будет превышена в 95% случаях (на исторических данных).

Под доходностью понимается средне ожидаемый относительный (к стоимости на момент покупки) прирост рыночной стоимости портфеля на конец горизонта планирования (180 дней).

Иод соотношением "риск/доходность" понимается отношение доходности к риску. Более высокие значения соотношения для конкретной структуры портфеля соответствуют более высокой норме доходности на единицу принимаемого управляющим риска.

Для опенки риска и доходности применялся метод исторического моделирования; при этом в расчет включались исторические данные по всем активам, входящим в настоящий момент в портфель, начиная с I января 1999 г. Тем самым учтены все режимы поведения рынка (как падающий, так и растущий среднесрочные тренды), за исключением кризиса 1997-1998 (в частности, не моделировалась потеря рынком ликвидности).

Результаты моделирования:

Множество модельных портфелей в координатах "доходность/риск" приведено на

Рис. 43.

Мно.».с11ПЧ |,и|*|феииЛ 11 кол|ха1«10|ах

Рис. 43 Диаграмма "доход/риск"

2.500 2.000 а тяж

Соотношение "средняя доходность'лэтенцилль^ый риск"

II

||,соо ' о.мо о.соо

■с ^ -5> ^ ф

Рис. 44.Коэффициент "доход/риск"

Соотношение "доходность/риск" для различных портфелей приведено на Рис. 44. На рынке присутствует эффект диверсификации, экспериментально построено эффективное множество портфелей (группа точек Рис. 42. образует выпуклое множество, что подтверждает существование эффективной границы в классе задач 2.25.-2.27.) подобно тому, как это делается в теории Марковича.

Заключение

В ходе исследования выполнен анализ существующий системы ведения строительно-монтажных работ, технологии и организации, возведение транспортных объектов и методов управления строительства, и реконструкции нх. Также обеспечения надежности организационно-технологических решений, в результате чего установлены системотехнические особенности комплекса работ но строительству лппеппо-рассрслоточенпых, н сосредоточенных объектов в результате чего выявлено, что вопросы надежности не всегда учитываются при выполнение работ.

При определении надежности организационно-технологических решений предложена методика формирования п функционирования информациоппо-зехноло! нческой структуры управления строительство транспортных объектов. Важным является формирования информационного аспекта в системе функционирования структуры управления строительным процессом.

Для определение надежности и качества, формирования п функционирования, организационно-технологических решений в управлении строительством автором проведено исследование функциональной модели управления строительными процессами при возведении транспортных объектов. Модель позволила выявить и систематизирован, системотехнические особенности ведения комплексных работ но строительству транспортных объектов. Это особенно важно в условиях рыночной экономики, так как автор предлагает рассчитывать риски в процессе инвестировании возведения вышеуказанных объектов, чтобы использовать систему страхования строительства для снижения финансовых и трудовых потерь, в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

Для повышения надежности в работе предложен принцип формирования комплексных организационно-технологических процессов, повышенной надёжности из-за внутренней, более рациональной увязки езроителыю-монтажпых процессов в единый комплекс.

Модель выбора организацнонно-зехноло! нческого решения в комплексе сооружения верхнею строения пути рассмотрена с точки зрения веса транспортной составляющей. Рассмотрены несколько вариантов организационно-технологических решений в зависимости от места нахождения складов. Определены параметры надежности для принятых вариантов решений. Выявлена взаимосвязь между надежностью и величиной транспортной составляющей, установлено, что с увеличением транспортной составляющей и сопровождающих ее работ уменьшается величина надежности всею комплекса.

Определены переходные состояния надежности с привязкой методов возведения транспортных объектов к особенностям природы-возпикповеннй, изменений, выработки управленческих решений, возведение транспортных объектов.

Для построения модели взаимодействия элементов технологических, процессов и ресурс потоков процесс представляют' в виде м нетоварна! иной поэтапной последовательности состояний в которых может находиться система. Для каждого состояния задаются возможные переходы в другие состояния и определяются переходные вероятности.

Характер изменения во времени координат системы зависит, в общем случае, от ее исходного состояния, свойств, вида н интенсивности действующих возмущении и т. п. Следовательно, необходимо выбрать структуру и параметры динамической системы таким образом, чтобы переходной процесс имел оптимальную длительность и форму, и заблаговременно предусмотреть регуляторы в виде управленческих организационных звеньев я системе организации и управления строительством.

Результаты расчетов, выполненных с применением современных информационных технологий, хорошо согласуются с результатами старых расчетов и. уточняют их. Применение системы компьютерной математики Ма1Ьсас1Рго, позволяет прогнозировать повеление системы на временном интервале, продолжительностью 15 и более лет. Анализ выявил, что значения вероятностных характеристик системы на трехлетием интервале не стабилизируются. Стабилизация наступает через 10-12 лет. Такой результат позволяет предположить, что стабилизация значений вероятностных характеристик системы означает деградацию системы в целом или ее элементов. Поэтому практически важной является задача установления момента начала снижения динамики переходных вероят ностей состояний элементов системы.

Поскольку расчеты продолжительности межремонтных периодов зданий и сооружений предполагается осуществлять на ранних этапах жизни здания или сооружения (на стадиях проектирования и строительства), а результаты - заносить в паспорт сооружения, становится очевидной важность ресурсных связей во времени между различными этапами жизненного цикла зданий и сооружений, то есть транспортных объектов.

Для определения эффективности технологического процесса строительного производства необходимо выполнить следующую последовательность операций:

• представить процесс в виде всех его возможных последовательных состояний,

• определить переходы из одного состояния в другое и соответствующие им переходные вероятности,

• составить систему дифференциальных уравнений переходов и вычислить вероятности пребывания системы (процесса) в каждом из своих состояний,

• назначить цену нахождения системы (процесса) в каждом состоянии,

• рассчитать показатели эффективности процесса,

• установить приоритетность состояний и путей процесса.

Конечным результатом долгосрочного прогнозирования должны стать требования к возможностям строительства транспортного объекта, его организации, управлении и обоснованным технологическим решением возведения.

Приведённая методика формирования и функционирования информационно-технологической структуры управления строительством транспортных объектов позволяет повысить надежность не только введения строительно-монтажных процессов, но и организационно увязать систему отдельно предложенных методик, разработанных в диссертациях, в единую рациональную систему конечных качественных результатов.

Приведённая методика формирования графоаналитической модели но строительству и реконструкции железных дорог позволяет по исходным данным, описывающим климатические условия района возведения линейно-протяжённого обз.екта, планировать методы организации технологии возведения их. Она позволяет сформировать базу данных с использованием

Мюго5оП Пхсе! дня оценки организационных решений строительства пли реконструкции перегонов, или станций железнодорожной лнннн.

Список используемой литературы

1. Вентцель Г. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. - М.: Наука, 1980.-208 с.

2. Григорьев Э. П. Система принятия решении ГРИАКС // ВИНИТИ РАН -1999. - №8, С. 27-33.

3. Гусаков А. А., Ильин Н. И. и др. (под ред. Гусакова А. А.) Экспертные системы в проектировании и управлении стронтельсгвом-М.: Стройиздат. 1995. 296 с.

4. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа-М .Наука, 1981,- 487 с.

5. Нейман А. О., Богдан А. Т., Полянский А. В. Обоснование продолжительности межремонтных периодов транспортных сооружений // Труды Международной научно-техпич. конф., М.: МИИТ,-2004 - 236 е., 111-34.

6. Нейман А. О., Богдан А. Т., Полянский А. В. Техническое регулирование безопасности транспортных зданий//Труды пятой научно-практич. конф., М.: МИИТ,-2004.

7. I lepeccjiciiKOB Г. С. Пути интеграции транспортных коммуникаций России в мировую транспортную систему /У Граней, стр-во, 1997. - №3. - С 3-6

8. 11римеры расчетов по организации и управлению эксплуатацией зданий: Учеб, пособие для вузов/ J1. Ф. Шубин и др. -М.: Стройиздат, 1991. -280 с.

9. Системотехника строительст ва Энциклопедический словарь / Под ред. Гусакова А. А. — М.: Фонд "Повое тысячелетие". 1999. - 430 с.

10. Технология железнодорожного строительства. Учебник для ВУЗов / Э.С Спиридонов, А. М. Иризмазоков, А. Ф. Акуратов, Т. В. Шепитько. Иод ред. А. М. Призмазонова, Э. С. Спиридонова - М.; Желдориздат, 2003. - 63 1 с.

11. Шепитько Т. В. Управление надежностью реализации принятых решений и мониторинг' производственной ситуации // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте // Труды третьей научно- практической конференции,- М.: МНИТ, 2000,- 298 с. С. IX - 4

12. Ткаченко В.Я., Цернант В.К„ Косянский H.A., Жданова В.Я. О методике исследования организации строительства железных дорог с использованием информационной объемной модели и машинной имитации. Труды ВНИИ транспортного строительства. Вып. 102, 1988, с. 4-29

13. ГОСТ 27.004-85, Надежность в технике, системы технологические. Термины и определения.

14. Гусаков А. А. Организационно-технологическая надежность строительного производства (в условиях автоматизированных систем проектирования). М., Стройиздат, 1974 - 252 с. (Центр, науч.-иссл, и проектно- эксперимент, ин-т автоматизированных систем в строительстве).

15. Исследование надежности сборочно-укладочного процесса н разработка предложений по ее повышению в условиях ж.д. строительства в Заполярной тундре. Д-ЗР-

11 -85/86: Отчет/ Ш1ИИ транспортного строительства. Рук. Темы Полков М Л. - М.. 1986 г - 103 с.

16. Шепитько Т В. Методология выбора организационно - технологических решений при переустройстве железных дорог. Дисс...д.т.н., М„ МИИТ, 2000г.

17. Шкляров А.Ф. Надежность систем управления в строительстве. Л,. Стройиздат (Леннпгр. отд-иие), 1974. 96 с.

18. Шепитько Т.В., Морозов Д.В. О влиянии па надежность технологического процесса транспортной составляющей.

19. Гусаков Л.Л. Методические рекомендации по проектированию возведения крупных промышленных комплексов с заданным уровнем оргапизацнопно-технологнческой надёжности. М.: ЦНИИПИАСС, 1980г. С.44.

20. Шепелед И.Г. Математические методы и модели управления в строительстве. - М.: Высш.шх., 1980, -212с.

21. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам па языке Бейсик для персональных ЭВМ: Справочник.-М.: Наука. Гл.рел.фнз,-

матлит.. 1987. -240с.

22. Акуратов: А.Ф., Симонов К В. Организация основных комплексов работ при строительстве вторых путей. Часть II: Методические указания но проведению деловых игр. МИИ Т, 1996. -36с.

23. Акуратов А.Ф., Симонов К В. Концептуальные основы проектирования и строительства железных дорог в регионе Западной Сибири, Учебное пособие по лиспнплннам «Строительство железнодорожных дорог», «Организация и планирование железнодорожного строительства». -М.: МИИТ, 2000. - 158 с.

24. Фипицжий A.C.. Симонов К.В. Факторный анализ. Часть И: Анализ статистической информации. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Основы научных исследований». -М.: МИИТ, 1990. -32с.

25. Першин С П., Хромова В.И. Расчет климатических характеристик. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Часть IV. -М.: МИИТ, 1985. -36с.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1. Круглое В.М., Аксёнов Ю.И., Богачев А.Ю., Кравченко Н.Д., Гришов С.А., Курзнна ИГ. Эксплуатация модернизированного анкерного рельсового скрепления А PC в кривых малого радиуса // Груды одинадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", октябрь 2010 г., М.: МИИТ, 2010. - С. 111-16 - 111-17.

2. Курзнна F..Г., Аксенов Ю.Н., Богачев А.Ю., Гришов С.А. Анализ качества изготовления анкеров анкерного рельсового скрепления АРС-4 // Труды одинадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", октябрь 2010 г., М.: МИИТ, 2010. - С. 111-15 - 111-16.

3. Курзина Е.Г., Аксёнов Ю.Н., Богачев А.Ю., Гришов С.А. Система проведения полигонных испытаний шпал III-A05 4x10 с целыо определения их работоспособности // Труды одиннадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 201 1 г., М.: МИИ'Г. - С. 111-24- 111-25.

4. Аксёнов Ю.М., Богачев А.Ю., Гришов С.А., Камышов Ю.А. Разработка методики расчетной оценки работоспособности шпал и скреплений с использованием МКЭ // Труды одиннадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 201 1 г., М.: МИИТ. - С. 111-28- 111-29.

5. Круглов В.М., Аксёнов Ю Н., Богачёв А.Ю., Курзина Е.Г., Гришов С.А. Сисизема этапного развития и модернизации рельсового скрепления АРС // Транспортная стратегия - XXI век. 2012. - № 16, С. 72 - 73: ил.

6. Аксёнов Ю.Н., Богачев А.Ю., Круглов В.М., Гнездилов С.А., Токарев n.M., Гришов С.А. Безболтовое рельсовое скрепление и подрельсовая подкладка рельсового скрепления. Патент № 117156, опубликован 20.06.2012. Бюл. № 17, 2 с., заявка № 2012104916/11 от 14.02.2012. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, (патентообладатель не МИИТ)

7. Кузнецов В В., Круглов В.М., Аксенов Ю.И., Богачев А.Ю., Гришов С.А. Методика эксплуатациопых испытаний рельсового скрепления АРС в сложных

климатических условиях // Труды двенадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2012 г., М.: МИИТ. - С. 111-23-26. 8. Кузнецов В В., Аксенов Ю.П., Богачев А.Ю., Курзнна Г.Г., 1'рнпюв С Л.. Наумов Б.В. Применение скрепления АРС" в Московском метрополитене // Груды двенадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2012 г., М.: МИИТ. - С. 111-20-21.

8. Курзнна Р.Г., Аксёнов Ю.П.. Богачев А.Ю., Гришов С.А. Улучшение качества стержневой арматурной холоднодеформировапной стали периодического профиля для армирования шпал. II Груды двенадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов". 2012 г., М.. МИИТ. - С. 111-21-22.

9. Аксёнов Ю.Н.. Богачев А.Ю., Грншов С Л.. Круглов В.М., Крикунов О И, Левин Б.А.. Наумов Б. В.. Железобетонная шпала для метрополитена. Патент № 127079, опубликован 20.04.2013. Бюл. № II, 2 с.. заявка № 2012124553/11 от 14.06.2012. Федеральная служба но интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

11. Аксёнов Ю.Н., Богачев А.Ю., Круглов В.М.. Гнездилов С.А.. Токарев 11.М.. Гришов С.А. Безболтовое рельсовое скрепление и подрельсовая подкладка безболтового рельсового скрепления. Патент №2493311, опубликован 20.09.2013. Бюл. №26, 9 с.. заявка № 2012104915/11 от 14.02.2012 Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

12. Аксёнов Ю Н., Богачев А.Ю., Круглов В.М.. Гнездилов С.А., Гришов С.А. Безболтовое рельсовое скрепление и подрельсовая подкладка безболтового рельсового скрепления. Патент №134540, опубликован 20.11.2013. Бюл. №32, 2 с., заявка № 2013129268/11 от 27.06.2013. Федеральная служба но интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам.

13. Аксёнов IO.ll., Богачев А.Ю., Грншов С Л., Камышов Ю.Л., Гнездилов С Л. Новая конструкция рельсового скрепления // Груды четырнадцатой научно -практической конференции "Безопасность движения поездов", 2013 г., М.: МИИТ. - С. 11-45-46.

14. Кузнецов B.Ii., Круглой В.M.. Аксёнов Ю.П.. Гришов C A., Курзина F..Г. Методика эксплуатацноных испытаний рельсового скрепления А PC в регионах с годовыми амплитудами более 1)0"С // Труды четырнадцатой научно -практической конференции "Безопасность движения поездов", 2013 г., М.: МИИТ. - С. 11-39-42.

15. Курзина Е.Г., Аксёнов Ю.Н., Богачсв А.Ю., Грншов С.А., Семак A.B. Мониторинг качества серийно выпускаемых и вновь разрабатываемых элементов скрепления APC II Труды четырнадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2013 г., М.: МИИТ. - С. 11-42-43.

16. Круглое В.М., Аксёнов Ю.Н., Кузнецов В.В., Курзина Е.Г., Гришов С.А., Богачсв А.Ю. Скрепление АРС: надежно, безопасно, эффективно. // Евразия вести, XII, 2013 г., М. - С. 8.

17. Курзина К.I, Богачев А.Ю., Аксёнов Ю.Н., Семак A.B., Гришов С.А. Оптимизация структуры н свойств стержневой арматурной холоднолеформнрованной стали для армирования железобетонных шпал. // Международные Научные чтения им. Чл.-корр. РАН И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов». Москва. 4-5 сентября 2014 г. / Сборник материалов. - М: ИМЕТ РАН, 2014. - С. 171- 173. ISNB 978-5-42530751-4.

18. Круглов В.М., Аксёнов Ю.Н., Богачёв А.Ю., Кузнецов В.В., Курзина Е.Г. Гришов С.А. Десять лет эксплуатации скрепления АРС на Северной дороге. // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 9. С. 8-10.

19. Аксёнов Ю.Н., Богачев А.Ю., Круглов В.М., Гнездилов С.А., Гришов С.А. Безболтовое рельсовое скрепление и подрельсовая подкладка безболтового рельсового скрепления. Патент №2530831, опубликован 20.10.2014. Бюл. №29, 10 с., заявка № 2013129267/11 от 27.06.2013. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. (Патент ообадатель Аксенов, Богачев).

20. Круглов В.М., Аксёнов IO.il., Богачсв А.Ю., Грншов С.А., Кузнецов В.В.,

Курзина Е Г. Особенности эксплуатации скрепления тина АРС-4 // Груды пятнадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2014 г., М.: МИИТ. - С. 11-53-54.

21. Круглой В.М., Аксёнов Ю Н., Богачсв А.Ю.. Гришов С Л., Кузнецов В В., Курэнна Ti.Г. Результаты комиссионных осмотров скреплений ЖБР-65, ЖБР-65111, ЖБР-65 П1И, ЖБР-65 ПШМ. АРС-4. «ФОССЛО», «Папдрол 350», СМ-1 // Труды пятнадцатой научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2014 г., М.: МИИТ. - С. 11-54-56.

22. Круглов В.М.. Аксёнов Ю.Н.. Богачев А.Ю., Гришов С Л.. Кузнецов В В., Курзипа Е Г . Скрепление ЛРС: Опыт эксплуатации рельсовых скреплений. И Евразия вести, XII. 2014 г.. М. - С. 12-13.

Содержание

Общая характеристика работы.......................................................................3

Глава I Методика определения надежности организационно-технологических решений..................................................................................................6

1.1 Выбор и обоснование надежности организационно-технологических

решений.................................................................................................6

1.2 Характеристика транспортного объекта. Математическое

выражение его функционирования................................................................13

Глава 2 Моделирование технологических строительных процессов и математическое описание функционирование их....................................18

2.1 Определение вероятностей состояний и переходов систем................................18

2.2 Определение предельных вероятностей состояний конструкций при

помощи новейших информационных технологий..............................................27

2.3 Методика формирования графоаналитической модели комплекса

работ при строительстве и реконструкции железных дорог..........................36

['лава 3 Принципы формирования и функционирования информационно-технологической структуры управления строительными

процессами и объектами (ИТСУ СПО)............................................................45

3.1 Организационно-технологический аспект ИТСУ СПО....................................45

3.2 Информационный аспект ИТСУ СПО.........................................................46

3.3 Алгоритм функционирования строительных процессов....................................49

3.4 Функциональная модель управления строительными процессами.......................52

Глава 4. Системный анализ как метод формирования и функционирования информационно - технолог ической структуры управления

строительством..................................................................................................................57

4.1 Принципы системного анализа в управлении строительства транспортных объектов...................................................................................................60

4.2 Общий подход к управлению финансовыми рисками.....................................66

4.3 Разработка метода обеспечения устойчивою финансирования строительства

или реконструкции транспортног о объекта........................................................68

4.4 Применение метода предпочтения строительства объекта при обосновании управления инвестиционными проектами с применением

рисков.......................................................................................................74

Заключение................................................................................................87

Список используемой литературы...................................................................90

Основное содержание диссертации опубликовано в работах.................................92

Гришов Сергей Александрович

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВОМ

Специальность: 05.02.22 - Организация производства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада.

Подписано печать 31.03.2015 г. Объем печ.листа 4,5 Тираж 100 экз. Заказ N° 1987 Издательство

127521, г. Москва, Анненский пр-д, д. 1, стр. 1 (495)684-28-59

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР АКАДЕМИИ ТРАНСПОРТА (НИЦАТ)

15- ^

2015675922