Конструирование имитационной модели на основе метода анализа системной динамики

Анализ системной динамики (АСД) опирается на не­сколько важных допущений, которые диктуют «тактику» ра­боты с программным обеспечением при построении моделей политических процессов.

Первое из них утверждает, что любое динамическое поведение, к какой бы области оно не относилось, может развиваться лишь в том случае, если «потоки» ресурсов (в самом широком смысле слова) накоплены в «фондах», зна­чение которых не может быть нулевым.

Второе ключевое допущение АСД заключается в том, что все фонды и потоки в системе объединены циклами об­ратной связи. Обратная связь — это передача и возврат ин­формации. В моделях системной динамики информация о «фондах» системы распространяется по всей ее структуре, включая «потоки», которые в ответ на эту информацию из­меняют «фонды» и замыкают циклы обратной связи.

Существуют два вида циклов обратной связи — положи­тельные циклы и отрицательные циклы. Первые генерируют тенденцию увеличения и закрепления уровня «фондов», вто­рые - генерируют противодействие данной тенденции. При­мер положительного цикла — отношение между рождаемо­стью и объемом населения: в результате роста населения страны увеличится количество рождений, которое приходит­ся на каждый год. Пример отрицательного цикла - отноше­ния между смертностью и объемом населения: в результате роста населения увеличивается и количество умерших. Та­ким образом, «фонд» населения одновременно испытывает воздействие обеих тенденций.

Третье ключевое допущение АСД состоит в том, что циклы обратной связи в любой системе объединены нели­нейным образом, а из этого следует, что информация о «фондах» системы воздействует на них непропорционально и зачастую непредсказуемо.

Наконец, четвертое ключевое допущение утверждает, что динамический процесс, характеризующий сеть взаимо­действующих фондов, потоков, циклов обратной связи и не­линейных отношений, не может быть отображен ни с помо­щью рефлексивного мышления, ни с помощью средств мате­матического аппарата.

«Потоковая» метафора, составляющая ядро системного мышления, графически отображается довольно просто. К примеру, представим на графике иллюстративную модель динамики курса акций «Газпром». Поясним при этом, что основным фактором, влияющим на котировки акций «Газпрома» в течении 2001-2005 гг., были заявления о воз­можной либерализация рынка акций компании. Наконец в ноябре 2005 г. в Госдуме РФ в первом чтении приняли по­правки к закону о газификации, а второе и третье чтение на­значили на декабрь 2005 г. Либерализация предполагает полную отмену квоты для иностранных участников, которая по действующему законодательству составила 20%, право кампании самостоятельно определять торговые площадки для листинга своих акций без ограничений, и приведение в соответствие цены акций для резидентов и иностранных участников рынка. Борьба за либерализацию рынка акций «Газпрома», помимо чисто экономических мотивов, имеет свои внутриполитические и внешнеполитические «перемен­ные». В этом контексте моделирование и прогноз курса ак­ций кампании вполне может быть отнесен к сфере политиче­ского анализа.

В пакете POWERSIM, в среде которого создана эта мо­дель, содержится целый ряд продуманных и эффективных решений графического интерфейса, которые обеспечивают графическую поддержку процедурам системного анализа сложных процессов. Эти средства, снабженные отлично раз­работанной вспомогательной документацией, помогают бы­строму графическому отражению механизма взаимодействия компонентов системы. В примере с динамикой цены акций «Газпрома» представлен основной алгоритм создания пото­ковой схемы, конечной целью которого является имитация развития в рамках определенных временных периодов тех процессов, которые интересуют аналитика, в зависимости от изменения параметров различных элементов модели.

Модель строится с помощью нескольких графических фрагментов, которые могут быть легко использованы благо­даря наличию соответствующего меню, и которые легко пе­ремещаются на рабочую панель, где соединяются в диаграм­му и получают соответствующие обозначения и параметры. Каждый из этих фрагментов имеет свое назначение в контек­сте «идеологии» анализа динамики систем и предоставляет аналитику «строительный материал» для конструирования самых различных «зданий» от простейших построек до сложнейших комплексов. Эти фрагменты еще называют «языком» конструктора.

Цена акции

Этот элемент, обозначаемый как «уровень» (level), на схеме представляет переменную, которая используется для представления фрагмента модели, накапливающего или рас­ходующего какие-либо «единицы» ресурсов. Например, «уровень» может накапливать «единицы» материальных ре­сурсов, но он может аккумулировать и нематериальные «единицы», такие, как мотивация, ожидания и тому подоб­ное.

Номинальная цена

Второй элемент - «вспомогательная» переменная (auxiliary), показывает меняющееся значение признака при текущих изменениях модели в процессе имитации.

Третий вид переменной - «константа» (constant), пред­ставляет изменения признака, вносимые самим исследовате­лем.

Элемент «поток» (flow), используется для представ­ления любых видов «действий», например, распределе­ние ресурсов, осуществление контроля, политическое влия­ние и т. д. Потоки пополняют или исчерпывают текущие уровни фондов, иначе говоря, изменяют эти уровни. «Поток» снабжается регулятором, который управляет интенсивностью наполнения или уменьшения «фонда» с помощью вычисляе­мого алгебраического выражения.

Пятый элемент графической схемы - «соединитель» (connector), можно сравнить с кабелем, по которому переда­ется информация с целью регулирования интенсивности «по­токов». «Соединители» могут оказывать воздействие на «по­токи» и «преобразователи», в то время как «уровни» могут косвенно регулироваться информацией, передаваемой «пре­образователями».

Изменения выражаются исполняемыми спецификация­ми на языке динамического моделирования DINAMO, со­держание которых генерируется пакетом автоматически в виде определенной последовательности операторов.

Как следует из графика, концептуально модель по­строена на допущении о том, что цена акций определяется балансом спроса и предложения. Имитация динамики цены акций отображается на графике, который показыва­ет изменения цен (в долларах США) во временном интервале 3-х месяцев начиная с октября 2005 г., при заданном усло­вии, если либерализация рынка акций кампании вновь будет отложена. В рамках такого сценария цена акций колеблется от 3,3 до 3,9 долл. США.

Посмотрим, что произойдет, если исполнительная и за­конодательная власти предпримут реальные шаги по обеспе­чению либерализации. Механизм поведения действующих сил рынка представлен в данной модели переменной (constant) под названием «Сенситивность цены к балансу спроса и предложения». Как уже говорилось, изменения зна­чений переменной здесь вносятся самим исследователем. На схеме, воспроизводящей рабочий интерфейс про­граммы POWERSIM, в правой ее части отображен «движок», с помощью которого аналитик вводит те или иные значения переменной в соответствии с допущениями своей концепции (минимальное ее значение - 0,0; максимальное - 1,0).

Имитация динамики рынка акций «Газпрома» при ус­ловии, что «сенситивность цены к балансу» возрастает от ноля до 0,5, показывает, что в последние дни ноября цена возрастает от 3,3 доллара до 5,9 доллара.

Разумеется, данный пример имеет упрощенный и схе­матичный характер, но тем не менее он хорошо выражает суть подхода и его возможности. В реальных политических ситуациях одновременно присутствуют и взаимодействуют сотни факторов, которые могут быть инкорпорированы в структуру системной модели и проанализированы в контек­сте задач стратегического планирования.