Сценарное прогнозирование

     Это означает, что каждому содержанию матрицы «состояния-факторы» соответствует определенная декомпозиция прогнозируемой системы. Это обстоятельство позволяет проверить первоначально заданную в исходной гипотезе структуру системы и при необходимости скорректировать ее в соответствии с содержанием матрицы, или построить новую

     После того, как сформирована матрица и  построена структура исследуемой  системы, требуется выбрать минимальное  число параметров, характеризующих  состояние системы относительно целей прогнозирования. Эти параметры представляют собой язык формального описания системы как целостности. Параметры состояния системы могут иметь как количественную, так и качественную форму. В первом случае для каждого параметра выбирается минимальное число значений, характеризующих то или иное конкретное состояние системы по этому показателю. Значения, соответствующие каждому состоянию, обычно задаются числовыми интервалами и характеризуют необходимую точность измерения параметра. Если тот или иной параметр не измеряется количественно, его представляют шкалой количественных значений.

     После того, как построены шкалы параметров состояния системы, по той же схеме  определяются параметры, характеризующие  факторы, и выбираются соответствующие  шкалы их измерений. На этом завершается  построение исходной матрицы «состояния-факторы» и начинается этап ее последовательного анализа и уточнения.

     В классификации значений неконтролируемых сценарных параметров обычно удается  выделить доминирующий класс, т.е. наиболее вероятные условия развития прогнозируемого объекта. Тогда траектория развития объекта как целостности при этих условиях принимается в качестве базового сценария. В противном случае, приходится строить несколько базовых сценариев и всю последующую процедуру проводить для каждого из них. Построение базового сценария завершает важный и ответственный этап прогнозных исследований. В результате выполнения этого этапа коллектив исследователей должен:

     - выработать единый взгляд на цели, задачи, объект и предмет прогнозирования и управления;

     -  сформулировать обую точку зрения на структуру объекта и сущность протекающих в нем процессов;

     -   структурировать представления о рассматриваемом явлении в виде декомпозиции системы и ее матрицы «состояния-факторы» и выбрать параметры, т.е. синтезировать язык высшего уровня в иерархии языков описания объекта;

      - отработать и сформулировать единый взгляд на механизм функционирования и развития объекта и описать его в терминах выбранного языка;

     - составить систему предположений, т.е. выбрать соответствующие целям прогнозирования и целям развития объекта значения сценарных (в том числе управляющих) параметров;

     - определить наиболее вероятные направления эволюции объекта на высшем уровне представления и построить базовый сценарий как основу дальнейших исследований;

     - отработать методику системного анализа для последующего исследования элементов прогнозируемой системы;

     -  проверить и отладить организацию междисциплинарного системного исследования и сформулировать принципы этой организации для последующих этапов работы.

     Результаты  этого этапа служат основанием для  построения формальной схемы прогнозируемого  процесса и выбора в нем подпроцессов, для которых могут быть построены математические модели высшего уровня обобщения. Для этих моделей могут быть определены основные требования, форма и содержание входной и выходной информации, учитываемые факторы и т.д. Другими словами, результаты исследований на этом этапе позволяют приступить к разработке моделей высшего уровня многоуровневой системы моделей прогнозируемой системы. Здесь же может быть в первом приближении представлена структура системы моделей.

     Все перечисленные результаты работы должны быть зафиксированы в виде рабочих документов, положения которых будут служить основанием для дальнейших исследований.

     Следующим этапом в процедуре предсценарного исследования является разработка матриц «состояния-факторы» для элементов принятой декомпозиции прогнозируемой системы. Этот процесс, по существу, ничем не отличается от описанной процедуры для объекта в целом. Декомпозиция каждого элемента, т.е. представление его в виде подсистемы общей системы, и построение матрицы «состояния-факторы» осуществляются по уже рассмотренной схеме, но с учетом перечисленных выше результатов предыдущего этапа исследования. Структура каждого элемента и матрица «состояния-факторы» строятся с учетом синтезированной на предыдущем этапе иерархии факторов, т.е. матрица каждого элемента согласована «по вертикали» с матрицей высшего уровня описания системы по факторам и их показателям.

     Принципиальной  особенностью отношений между матрицей высшего уровня и матрицами элементов  является то, что «выходы» одной матрицы являются «входом» в другие, т.е. состояние каждого элемента есть фактор внешний для связанных с ним элементов.

     Построенная таим образом многоуровневая матричная  формальная схема прогнозируемого  процесса должна с помощью выбранной  иерархии языков отражать с необходимой подробностью структуру и механизм функционирования и развития рассматриваемой системы. Схема в явном виде фиксирует все многообразие факторов, определяющих эволюцию системы и ее элементов и многообразие связей элементов между собой и окружающей средой. Это позволяет строить логически непротиворечивую цепь возможных событий при заданных значениях сценарных параметров, т.е. строить сценарии развития прогнозируемой системы. В терминах матричной формальной схемы, т.е. выбранной иерархии языков описания системы, представляется возможность интерпретации любых событий и проблемных ситуаций, могущих иметь место в процессе эволюции системы.

     Предсценарный этап завершается построением системы  моделей прогнозируемой системы. Структура  системы математических моделей системы отражает формализуемые элементы ее матричной формальной схемы. Если бы механизм действия и взаимодействия элементов на всех выбранных уровнях представления системы был известен и формализуем, то можно было бы построить математические модели элементов и из них синтезировать модель системы в целом. Итак, на предсценарном этапе прогнозирования развития системы должна быть проведена вся подготовительная работа и получены следующие результаты:

     -     сформулированы цели, задачи, требования и условия прогноза;

     - собрана информация и составлено структурированное содержательное описание объекта прогнозирования, сформулирована рабочая гипотеза о механизме его функционирования и развития;

     -     произведена декомпозиция системы, которая представляется одним или несколькими структурными срезами в графическом виде;

     -   разработана матричная формальная схема функционирования и развития прогнозируемой системы и построена иерархия языков ее описания;

          - сформулированы основные ограничения процессов функционирования и развития системы и определены индикаторы состояния системы;

     -  выбраны некоторые средние значения фоновых переменных, сценарных параметров и альтернатив управления и построены базовые сценарии для системы в целом и ее элементов на всех принятых уровнях описания системы;

     -    сформулированы требования и построена система математических моделей исследуемой системы:

     -    все результаты исследований зафиксированы в рабочих документах.

     Перечисленные результаты должны выражать общие взгляды коллектива исследователей на сущность рассматриваемых процессов, методологические принципы и организационные формы сценарных исследований. Построенный инструментарий позволяет перейти к заключительному этапу процесса прогнозирования. 

     Сценарный этап 

     Построение  сценариев развития системы как  конечного результата прогнозирования  представляет собой творческий процесс, который не укладывается в рамки  какой-либо строгой последовательности приемов и методов анализа. В  каждом конкретном случае схема процесса складывается в зависимости от объекта прогнозирования, степени проработки на предсценарном этапе, наличия информационных технологий на базе ЭВМ, включающих математически модели и специальное математическое обеспечение для реализации эффективных человеко-машинных процедур, личных качеств членов коллектива и других факторов.

     Сценарный этап обычно начинается с проведения расчетов по всем базовым сценариям  на системе математических моделей. Целью расчетов является проверка содержательности базовых сценариев на допустимость и реализуемость, уточнение исходных значений фоновых переменных и сценарных параметров, количественно-качественный анализ сценариев и выбор модельных базовых сценариев. На этом же этапе отлаживаются все элементы информационной технологии и конкретные приемы и правила человеко-машинной процедуры построения и анализа сценариев на основе базового машинного сценария.

     Расчеты удобно начинать снизу, т.е. на моделях  нижнего уровня, и по мере отработки  базовых сценариев элементов  двигаться вверх по иерархии системы моделей. Этот процесс носит итеративный характер. Разработка базового сценария каждого элемента, подсистем и системы в целом сопровождается содержательной интерпретацией в рамках матричной формальной схемы количественных результатов расчетов с позиций принятой рабочей гипотезы.

     На  этом этапе уточняется и сама рабочая  гипотеза. Моделирование базовых  сценариев позволяет проверить  рабочую гипотезу на логическую непротиворечивость и соответствие всем видам ограничений, а при необходимости внести в нее коррективы.

     Таким образом, при постановке базовых  сценариев на систему математических моделей происходит еще одна или  несколько итераций уточнения рабочей  гипотезы и более глубокое уяснение сущности прогнозируемых процессов  на количественном уровне.

     Процесс построения сценариев можно представить  как выдвижение исследователями  различных альтернатив развития рассматриваемой системы и последующую  проверку каждой из этих альтернатив  на системе моделей. Другими словами, построение сценария представляет собой некоторую специально организованную человеко-машинную процедуру. Альтернативные варианты развития системы строятся на основе принятой рабочей гипотезы. Они интерпретируются на языках матричной формальной схемы и на входе в модели приобретают форму соответствующих значений фоновых переменных, сценарных и управляющих параметров. Модели дают количественную характеристику выдвигаемым альтернативам. Прежде всего альтернативы проверяются на допустимость по ограничениям и предельным значениям индикаторов состояния, а затем на соответствие целям развития прогнозируемой системы.

     Последовательное  сравнение выдвигаемых альтернатив  обычно позволяет экспериментально определить основные тенденции развития и соответствующие им близкие  к оптимальным траектории значений управляющих параметров.

     Выдвижение  альтернатив – сугубо творческий процесс, в котором неформальные знания, опыт, научная интуиция и  интеллект исследователя играют ведущую роль. Информация, генерируемая самим исследователем, получает с  помощью моделей количественную оценку, а последующая интерпретация и уточнение альтернатив позволяют воссоздать возможный путь развития прогнозируемой системы.

     Реализация  этой итеративной процедуры связана  с решением проблемы перевода качественных понятий в количественные значения параметров исследуемой системы. Например, как той или иной политический курс высшего руководства страны выражается в конкретных значениях управляющих параметров, т.е. в распределении государственного бюджета, налоговом законодательстве, значении учетных ставок банковских кредитов, введении различных видов импортных ограничений и экспортных субсидий и т.п. Исследователь должен сопоставить прогнозируемый политический курс с конкретными значениями перечисленных управляющих параметров. Строго логических и тем более формальных путей решений этой проблемы не существует. Для решения этой задачи обычно используют историческую аналогию, опыт, интуицию и представления о неформализуемых аспектах механизма функционирования системы.

     Проблема  определения соответствия между качественными и количественными характеристиками прогнозируемой системы решается в рамках общей процедуры построения сценариев. Определенные на каком-либо этапе этой процедуры диапазоны значений управляющих параметров системы могут уточняться, а иногда и полностью изменяться.