Geum.ru
Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Модели оптимального планирования транспортного обслуживания в менеджменте территориально-распределенной образовательной системы тема диссертации по экономике, полный текст автореферата



Автореферат



Ученаd>кандидат экономических наук
Автор Багирова, Марина Александровна
Место защиты Воронеж
Год 2006
Шифр ВАК РФ 08.00.13
Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Модели оптимального планирования транспортного обслуживания в менеджменте территориально-распределенной образовательной системы"

На правах рукописи

БАГИРОВА Марина Александровна

МОДЕЛИ ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В МЕИЕДЖЕМЕНТЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Специальность: 08.00.13 Ч Математические и инструментальные

методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Воронеж - 2006

Работа выпонена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кравец Олег Яковлевич

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, профессор Давние Валерий Владимирович;

кандидат экономических наук, доцент Шульгина Лариса Владимировна

Ведущая организация

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Защита состоится 27 сентября 2006 г. в 14 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета ДМ 212.037.09 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026 Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан 24 августа 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мяснянкина О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Характерной особенностью современного этапа развития образовательных систем в нашей стране является широкое внедрение распределенных организационных структур, представляющих собой множество территориально-удаленных объектов (филиалов), работа которых координируется одним из них, реализующим функции менеджмента, учебно-методического и кадрового центра. Это дает возможность значительно сократить экономические потери и финансовые затраты на предоставляемые образовательные услуги населению городов, не имеющих высших и средних учебных заведений, а также наиболее эффективно использовать потенциал высококвалифицированных преподавательских кадров.

В условиях распределенных образовательных систем (РОС) в рамках менеджмента образовательного процесса важное значение приобретает задача оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов в соответствии с расписанием учебных занятий, реализация которой во многом определяет экономическую эффективность функционирования РОС в целом. Основой решения данной задачи является разработка стратегии и логистической концепции построения оптимизационных моделей планирования транспортного обслуживания, позволяющих формировать рациональные маршруты перевозки и соответствующие графики транспортировки преподавателей, что в том числе обеспечивает повышение производительности транспортных средств (ТС) при одновременном снижении объема транспортного ресурса, а также сокращение простоя ТС.

В настоящее время вопросами менеджмента образовательных систем уделяется значительное внимание. Об этом свидетельствует большое число публикаций, посвященных различным аспектам управления образовательным процессом с точки зрения решения традиционных проблем: оптимизации образовательных программ (Бортник Е.М., Мазелис JI.C., Новиков Д.А.); выбора рациональных структур организационно-экономических, в том числе образовательных, систем (Соколов Н.Б., Чесалов AJO., Силантьев А.Ю.); управления качеством подготовки специалистов в регионе (Сахарчук Е.И., Селезнева H.A., Мелешко E.H.); планирования и управления финансовыми ресурсами образовательных систем (Новиков А.М., Клюев А.К., Филиппов В.М., Тостых Т.О.); планирования и управления учебно-методической и научной работой преподавателей (Белоконь A.B., Кузнецова О.З., Матвеева Л.Г.).

Вместе с тем практически отсутствуют работы, в поной мере затрагивающие специфику менеджмента распределенных образовательных систем, и, прежде всего, с точки зрения оптимального планирования и управления транспортным обслуживанием удаленных объектов.

В этой связи актуальность темы исследования продиктована необходимостью дальнейшего развития математических и инструментальных средств, реализуемых в менеджменте распределенных образовательных систем, с целью

повышения эффективности управления на основе оптимального планирования процессов транспортного обслуживания.

Тематика диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета Математические методы в управлении экономическими процессами.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка математических и инструментальных методов повышения эффективности менеджмента распределенных образовательных систем за счет оптимизации планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов на основе реализации методов комбинаторики, теории расписаний и математического программирования.

В соответствии с данной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

Х системный анализ специфики функционирования распределенных образовательных систем, а также проблематики менеджмента учебного процесса на территорнально-распределенных объектах;

Х анализ математических и инструментальных методов оптимального планирования работы сетевых транспортных систем;

Х разработка формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС;

Х построение модели формирования вариантов расписания учебных занятий, учитывающей экономические составляющие менеджмента учебного процесса;

Х разработка модели оптимального планирования учебных занятий и формирование потока заявок на обслуживание транспортными средствами;

Х разработка модели оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов;

Х разработка инструментальных средств принятия оптимальных управленческих решений по планированию транспортного обслуживания РОС.

Объектом исследования являются территориально-распределенные образовательные системы в части процессов транспортного обслуживания.

Предмет исследования. Математические и инструментальные методы моделирования и анализа процессов транспортного обслуживания в менеджменте распределенных образовательных систем.

Теоретической и методологической базой исследования являются современные достижения в области экономико-математических методов, широко применяемых при решении задач менеджмента распределенных организационно-экономических систем.

Теоретические результаты работы получены на основе использования методов теории расписаний, математического программирования, теории графов и комбинаторики.

Тематика диссертационной работы соответствует п. 1.9 Разработка и развитие математических методов и моделей анализа и прогнозирования разви-

тия социально-экономических процессов... и п. 2.3 Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях паспорта специальности 08.00.13 Ч Математические и инструментальные методы экономики.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

Х способ формализованного описания исследуемых процессов, положенный в основу обобщенной математической модели транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС и позволяющий реализовать принятие оптимальных управленческих решений в условиях менеджмента образовательной организации;

Х модель формирования вариантов расписания учебных занятий, отличающаяся реализацией комбинаторного подхода к анализу альтернатив с учетом временных фондов преподавателей;

Х модель оптимального планирования учебных занятий, отличающаяся возможностью учета территориальной удаленности объектов РОС и позволяющая минимизировать затраты на доставку преподавателей с использованием агоритма Флойда;

Х модель оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов в соответствии с расписанием учебных занятий, обеспечивающая минимизацию потерь при осуществлении затрат на транспортировку, содержание транспортного ресурса, а также на обслуживание преподавателей;

Х инструментальные средства оптимального планирования транспортного обслуживания, позволяющие повысить эффективность менеджмента РОС с точки зрения качества и оперативности принимаемых управленческих решений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на I и II Международной научно-практической конференции Единое информационное пространство (Украина, Днепропетровск, 2003,

2004), IX, X и XI Международной открытой научной конференции Современные проблемы информатизации (Воронеж, 2004-2006), П и III Всероссийской научно-практической конференции Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы (Воронеж, 2004, 2005), Всероссийской научно-технической конференции Информационные технологии (Воронеж,

2005), Международной научно-практической конференции Составляющие научно-технического прогресса (Тамбов, 2005), Всероссийской конференции Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве (Воронеж, 2005), а также на научных семинарах кафедры автоматизированных и вычислительных систем ВГТУ (2003-2005).

Практическая значимость работы. Предложенные в диссертации модели оптимального планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов распределенных образовательных систем могут найти применение в соответствующих структурах систем управления учебным про-

цессом, а также при разработке средств автоматизации принятия решений. Практическая реализация моделей оптимального планирования позволит существенно повысить эффективность менеджмента организаций образования за счет улучшения качества и оперативности применяемых решений.

Теоретические результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре экономической теории Воронежского экономико-правового института при подготовке экономистов в дисциплинах Менеджмент организации и Математическая экономика, а практические - в деятельности ООО РиК, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 научных работах, в том числе 1 Ч из списка изданий, рекомендованных ВАК. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: в [4, 5] - способ формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов; в [8, 12] - модель формирования вариантов расписания учебных занятий; в [10, 11] - модель оптимального планирования работ с учетом территориальной удаленности объектов; в [6, 7, 9] - модель оптимального планирования процесса доставки испонителей до удаленных образовательных объектов; в [3] Ч методы оценки экономической эффективности принимаемых решений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников из 117 наименований и приложений. Основной текст работы изложен на 131 странице, содержит 29 рисунков и 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности темы диссертации, определены предмет и объект исследования, сформулированы цель работы и задачи, решение которых необходимо для ее достижения, раскрыта научная новизна работы и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе с системных позиций осуществлен анализ организации менеджмента в условиях территориально-распределенных образовательных систем, определены пути повышения эффективности менеджмента распределенных образовательных систем на основе оптимального планирования транспортного обслуживания, приведен обзор математических и инструментальных методов оптимального планирования работы сетевых транспортных систем.

Под распределенной образовательной системой (РОС) понимается совокупность образовательных учреждений (ОУ) региона, совместно реализующих образовательные программы, а также органов управления образованием. Целью функционирования РОС является удовлетворение спроса на образовательные услуги со стороны населения региона и спроса на выпускников элементов РОС - со стороны экономики региона.

Построение модели РОС заключается в описании распределенной сети (РС) ОУ (перечислении элементов РОС и организационно-экономических свя-

зей между ними - структурное описание) и описании функций, выпоняемых совокупностью элементов РС по реализации общих целей функционирования РОС (функциональное описание).

Структурное описание РОС. Элементами РС являются сети территорий (СТ) Ч совокупности ОУ, обслуживающие в условиях низкого уровня миграции населения территорию, обособленную с точки зрения спроса И предложения на образовательные услуги и выпускников соответствующих ОУ (рис. 1).

Необходимость выделения в качестве основного звена РС именно СТ обусловлена следующими факторами. С одной стороны, проведение маркетинговых исследований, необходимых для выживания образовательного учреждения в условиях рыночной экономики, зачастую бывает не под силу отдельному ОУ. Кроме того, во многих случаях целесообразно частичное объединение материально-технического, информационного и других видов обеспечения. Трехуровневая модель РОС (РС-СТ-ОУ) является рациональной с точки зрения централизации управления, обеспечивающего эффективное функционирование с учетом экономических, организационных и информационных факторов, а также качества образования и удовлетворения спроса на образовательные услуги и выпускников в регионе.

Таким образом, для описания РС требуется информация о существующей структуре РОС: перечисление ОУ, их территориального расположения, номенклатуры образовательных программ, объема приема и выпуска.

Функциональное описание РОС. Каждый элемент РС осуществляет две взаимосвязанных функции: внешнюю (оказание образовательных услуг) и внутреннюю (обеспечивающую собственное существование и развитие). Соответственно двум функциям элемента РС необходимо рассмотреть две его взаимосвязанные модели: внешнюю и внутреннюю.

Внешняя модель элемента РС представлена на рис. 2. Элемент РС формирует предложение образовательных услуг и предложение выпускников по соответствующему набору образовательных программ, поэтому принятая структура описания позволяет сформулировать следующий общий критерий эффективности функционирования элемента РС: согласование, удовлетворение и опережающее формирование спроса на образовательные услуги и выпускников в рамках заданных институциональных ограничений и ресурсного обеспечения.

Для построения внешней модели элемента РС необходима информация о внешних условиях его функционирования, о спросе на образовательные услуги и выпускников, об институциональных и ресурсных ограничениях.

Внутренняя модель элемента РС, функционирование которого рассматривается в течение Т прошлых и будущих периодов, представлена таблицей, в

ОУ \ ( ОУ

оу \ / ОУ Рис. 1. Пример структуры РС

которой каждая из ячеек, соответствующая ресурсу, содержит агрегированную по образовательным программам информацию "прогноз\имеется\нехватка". Кроме того, внутренняя модель элемента РС включает взаимосвязь между возможными изменениями показателей количества приема, обучения и выпуска по различным образовательным программам (с учетом возможности закрытия части существующих и открытия новых образовательных программ, реорганизации и создания новых элементов РС) и требующимися для этого ресурсами.

Рис. 2. Внешняя модель элемента РС

Общая модель элемента РС агрегирует его внешнюю и внутреннюю модели и может быть представлена описанной таблицей, в которой каждая ячейка, соответствующая образовательной программе, имеет вид, приведенный в табл. 1 (единица измерения - чел.).

Таблица 1

Ячейка в общей модели элемента РС _

Прогноз спроса на образовательные услуги Прогноз спроса на выпускников

Прогноз приема Прогноз выпуска

Прием фактический Выпуск фактический

Общая модель элементов РС состоит из совокупности информационно взаимосвязанных внешних и внутренних моделей, а модель РОС представляет собой интегрированную совокупность общих моделей всех элементов РС.

Рассмотрим важный компонент образовательной системы - транспортную доступность ОУ. Во многих случаях как с экономической точки зрения, так и с точки зрения обеспечения качества образования целесообразно частичное объединение материально-технического, информационного и других видов обеспечения ОУ. Поэтому важным фактором развития РОС является оптимальная система планирования транспортного обслуживания, к которой предъявляются высокие требования в отношении качества, регулярности и надежности транспортных связей и безопасности перевозки, сроков и стоимости доставки. Важнейшими показателями качества транспортной системы являются рациональное использование существующих транспортных сетей и реализация преимуществ их географического расположения и коммуникационной способности, обеспечивающей кратчайший путь между удаленными объектами РОС.

Для повышения эффективности менеджмента на основе транспортного обслуживания необходимо осуществить:

1) формирование оптимальной схемы заездов преподавателей и соответствующей транспортной схемы, обеспечивающей минимизацию холостого пробега и максимальную загрузку транспорта;

2) оптимизацию структуры и состава перевозочных средств с точки зрения пассажировместимости и ремонтно-эксплуатационных расходов.

Основной целью оптимизации транспортного обслуживания РОС является организация перевозок преподавателей между элементами РС на основе существующей транспортной системы. При этом увеличивается число удаленных образовательных объектов, обслуживаемых одним преподавателем при соблюдении условия Rr2.Ro где RтЧ затрачиваемые ресурсы на многократную перевозку преподавателя в обслуживаемый удаленный объект РС, Яс Ч затрачиваемые ресурсы на стационарное содержание преподавателя, выпоняющего те же функции на объекте РС без удаленного обслуживания.

Функционально управление транспортным обслуживанием обеспечивает диспетчерский центр. Схема управления элементом РС с использованием системы оптимального транспортного обслуживания представлена на рис. 3.

УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА

ДИСПЕТЧЕРСКИЙ ЦЕНТР г

управление

внешние условия, требован кя

внешние уедо-вия, требования

СИСТЕМА

ТРАНСПОРТНОГО

ОБСЛУЖИВАНИЯ

обслуживание в

ЭЛЕМЕНТ РС _ (УПРАВЛЯЕМАЯ СИСТЕМА)

Обратная . связь

Запрос на обслуживание

Состояние элемента РС

Рис. 3. Структура системы управления элементом РС

Показано, что задача оптимизации и планирования транспортного обслуживания РОС не сводится ни к одной из стандартных задач маршрутизации и является комплексной задачей, включающей в себя маршрутизацию: с ограничением по грузоподъемности; с ограничением по времени; с возвратом и дос-

тавкой товаров; с различным автотранспортом; отложенную; с возможностью дозагрузки автотранспорта.

Кроме того, стандартные задачи маршрутизации не учитывают все ограничения, характерные дня транспортного обслуживания РОС. Наконец, планирование транспортного обслуживания РОС включает в себя допонительно временную составляющую и элементы теории расписаний.

Вторая глава посвящена разработке оптимизационных моделей транспортного обслуживания удаленных объектов распределенной образовательной системы. Изложена постановка задачи оптимального транспортного обслуживания, приведено описание модели формирования вариантов расписания учебных занятий, модели оптимального планирования учебных занятий на основе агоритма Флойда, а также модели оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов.

Рассмотрим формальную математическую постановку задачи оптимальной организации транспортного обслуживания. Пусть дана распределенная образовательная система, в которой необходимо выпонять работы (проводить занятия) разного типа в каждом из ее пунктов (филиалов). Существуют испонители (преподаватели), способные выпонять работы того или иного типа. Система имеет пункт дислокации процессоров (транспортных средств), осуществляющих перемещение испонителей между пунктами, для выпонения работ. Каждый процессор имеет свои характеристики: скорость перемещения, максимальное количество одновременно перевозимых испонителей, величину затрат на перемещение и содержание.

При этом необходимо оптимально с точки зрения стоимости:

1. Составить расписание выпонения работ в удаленных пунктах системы, при котором затраты на перемещение испонителей будут минимальны, и соответствующий план перемещения испонителей.

2. Определить набор процессоров, которые будут использоваться для транспортного обслуживания, описываемого процессорами.

3. Составить план перемещения испонителей по расписанию, при котором затраты на перемещение, содержание процессоров в действующем состоянии, а также затраты на обслуживание испонителей будут минимальны.

Введем следующие естественные допущения:

1) все процессоры имеют вместимость Р>0;

2) в качестве множества заданий для распределения выступают учебные занятия преподавателя в разных филиалах;

3) модель времени в системе является дискретной; все расписание предполагается периодически повторяющимся на протяжении некоторого временного интервала;

4) за единицу дискретизации времени в системе принят 1 час (длительность проведения занятия - два временных интервала);

5) задания имеют принадлежность к объектам (филиалам).

Разрабатываемая модель характеризуется следующими параметрами.

Множество заданий определяется трехмерной матрицей требований [А^ ] размерностью 1хтхр, представляющей собой распределение типовых учебных занятий по филиалам, где 1 Ч индекс филиала, ] Ч тип занятия, к Ч необходимое время для проведения занятий заданного типа. Множество процессоров (ТС) Т:

Т={ТьТ2,...,Тк}. (1)

Множество филиалов К:

Множество типов занятий Я:

8 = {8,, Б*..., ВО. (3)

Множество преподавателей Р:

Р-{Р.,Р2.....РЛ- (4)

Множество временных интервалов Я:

11= {Я,, 1*2,..., Ир}. (5)

Далее определим [Ту] Ч матрицу размерностью тк р, задающую распре-^ _ деление занятий по филиалам в заданные

1 интервалы времени; пример запонения

Т Г Г матрицы Б показан на рис. 4.

Определим [Тшр] Ч трехмерную матрицу размерностью кхгхр, задающую распределение заданий по процессорам в заданный интервал времени; пример запонения матрицы Т1 показан на рис. 5. Аналогично [Тзсф] Ч трехмерная матрица размерит ЧЧЧЧ"* Чя ностью кхгхр, задающая распределение

заданий по процессорам в следующий интервал времени; пример запонения матрицы Т2 показан на рис. 6.

я.

я.

в, 5,

Рис. 4. Пример запонения матрицы Б

И1

и,

зад:;

N2

N1 1С.

Рис. 5. Пример запонения слоя К] матрицы Т]

Рис. 6. Пример запонения слоя матрицы Т2

Множество ограничений и в общем случае может состоять из ограничений, наложенных на любые элементы системы.

Филиалы вуза и отрезки дорог между ними характеризуются транспортной сетью в виде неориентированного графа (рис. 7). Узлами графа являются пункты назначения. Ребрами являются отрезки дорог между пунктами. Вершины графа характеризуются уникальными индексами.

Вес рёбер графа характеризует время, требуемое для проезда между смежными пунктами. Веса расставляются в зависимости от типа дорожного покрытия и средних скоростей транспортных средств по дорогам с различным покрытием. Рёбра графа также характеризуются длиной пути между смежными пунктами в километрах.

Граф задается двумя матрицами смежности Х1 и Х2, характеризующими расстояние между смежными вершинами и время, необходимое для Рис. 7. Пример транспортной сети проезда между ними. Для графа на

рис. 7 матрицы смежности имеют вид табл. 2 и 3.

Интерес представляет определение оптимальных маршрутов и количества транспортных средств, при которых достигается минимум функционала (6).

Таблица 2 Таблица 3

Матрица расстояний

А В с о Е V

А X 0 0 >"н ги

В 0 X га Гц 0 0

С 0 Гв X 'м 0

П 41 . Хго X 0

Е >31 0 г X Гх

Р Гб 1 0 0 0 га X

Матрица интервалов времени

А в с о Е р

А X 0 0 1,1 'и

В ,х г 'з. 0 0

С 0 за X м 0

Б "'Ж <43 X 'л5 0

Е 0 'Ш X (х

Р 0 0 -о? ли X

где N Ч количество заявок г,; С Ч стоимость выпонения -й заявки; Т -чество ТС, участвующих в выпонении заявки; - тариф ]-го ТС; стояние, пройденное .-м ТС.

(6) (7)

коли- рас-

Для обеспечения минимума функционала (6) необходимо использовать обратную и попутную дозагрузки ТС. В результате таких дозагрузок несколько заявок могут одновременно выпоняться одной и той же группой ТС.

При определении потенциальных ТС дожно соблюдаться условие

где хе Ь Ч доставка из пункта е (конечного пункта одной заявки) в пункт Ъ (начальный пункт другой заявки); а Ч пункт базовой дислокации ТС; м>ь - ожидание начала погрузки в пункте Ь; С) Ч функция стоимости переезда; С2 - функция стоимости ожидания.

Множество Т потенциальных ТС не дожно быть пустым:

Г*0. (9)

Условие, при котором не нарушается план использования ТС:

где <11 Ч пункт дислокации группы потенциальных ТС; с12 Ч пункт следующей дислокации группы потенциальных ТС; Ь Ч время перевозки:

где б j - средняя скорость ^го ТС.

Дожно соблюдаться условие, при котором не нарушается длительность рабочего дня (обычно 8 часов) каждого ТС:

Зде^Ддаг. (12)

где 7. Ч общее количество заявок для одного транспортного средства. Также учитывается ограничение на вместимость каждого ТС:

где щ Ч количество одновременно выпоняемых заявок ТС; Pjraax Ч вместимость ]-го ТС.

Необходимо найти план выпонения заявок, дающий минимум функционала (6) при ограничениях (7) - (13). В ходе решения основной задачи оптимизации процесса планирования выпонения заявок на перевозку решаются следующие подзадачи: комбинаторная задача составления потенциальных вариантов перевозки; построение маршрута следования с минимальным временем.

Разработан агоритм, определяющий план выпонения заявок, при котором все заявки будут выпонены и при этом будет достигнут минимум функционала. В ходе решения основной задачи оптимизации процесса планирования выпонения заявок на перевозку решены следующие подзадачи:

- составления потенциальных вариантов перевозки;

- построения маршрута следования с минимальным временем. Подзадача построения оптимального маршрута решается при определении себестоимости перевозки одним автомобилем или группой транспортных

средств, которая, в свою очередь, является одним из решений подзадачи составления потенциальных вариантов перевозки.

Для решения комбинированной задачи формирования вариантов расписания учебных занятий был разработан эвристический агоритм, сочетающий в себе элементы теории расписаний и оптимизации на сетях.

Общий агоритм оптимизации обслуживания запросов системой состоит из трех взаимосвязанных блоков: составление расписания, выбор оптимального набора заявок на перевозку (оптимизация расписания на транспортной сети), определение плана перевозок (рис. 8).

Обобщенный агоритм формирования варианта расписания включает последовательное выпонение следующих шагов.

Шаг 1. Берем элементы множества Б, соответствующие множеству Й. однократно (занятия, которые необходимо провести за период Я один раз).

Шаг 2. Находим соответствующие ему все элементы множеств Р и N. Таким образом на втором шаге известно: сколько раз за время Я необходимо провести занятий типа Б), в каких пунктах сети это можно сделать и какие преподаватели могут провести это занятие.

ШагЗ. Определяется множество путей перемещения всех преподавателей, способных провести занятие 81, и составляется множество заявок Ъ на перемещение преподавателей.

Шаг 4. Повторяются шаги 1-3 для каждого элемента множества Б.

Шаг 5. Проверка соответствия множеству ограничений (II), исключение заявок.

Шаг 6. Блок оптимизации расписания с учетом взаимного удаления филиалов.

Шаг 7. Если необходимо провести еще занятия на множестве К, то повторить шаг 1-5.

Шаг 8. Передача Ъ в блок определения оптимального плана перевозок.

Рис. 8. Общий агоритм оптимизации транспортного обслуживания запросов в распределенной системе

В результате реализации агоритма формируется вариант расписания учебных занятий и генерируется множество заявок на перемещение в распределенной образовательной системе.

Модель оптимального планирования учебных занятий агоритмизирована на основе модификации агоритма Флойда Ч поиска кратчайшего пути на графе. Модификация состоит в том, что для всех найденных промежуточных'

узлов С = к0 проверяется условие: если ^ск,, ^ > то необходимо найти ещё

промежуточный узел = А, и проверить для этого узла условие ^ , и так до тех пор, пока условие не станет сложным (т.е. найдется такой узел г" Ч 1г Л" Ч

'ак, ~~ л1+1, для которого "акц, ~ аакш , что означает существование пути (а -кн-О). Этот узел кц-1 и будет следующим в искомой цепи.

В блоке формирования множества заявок на перемещение формируется множество Z. Заявки на перевозку преподавателей и перемещение ТС заносятся в 2. в следующем приоритетном порядке:

1) заявки, в которых совпадает любая часть пути из пункта отправления в пункт назначения;

2) заявки, не имеющие "заместителей", т.е. без возможности использовать другой элемент множества Р для проведения занятия

3) заявки, имеющие только один вариант прохождения пути от одного пункта сети к другому;

4) заявки с минимальным значением г прохождения пути, найденные в предыдущем блоке.

Эвристический агоритм формирования плана перевозок базируется на множестве заявок 2., учитывает все сформулированные ограничения и основан на последовательном включении в план перевозок заявок с текущим минимальным временем выпонения.

В результате реализации данного агоритма формируется оптимальный план перевозок между удаленными пунктами распределенной образовательной системы, обеспечивающий минимизацию актуальных экономических потерь, учитывающих интересы учебного заведения и преподавателей.

В третьей главе дано описание инструментальной системы моделирования и формирования оптимальных вариантов транспортного обслуживания объектов РОС, приведена структура информационного, программного обеспечения, а также пользовательского интерфейса. Также приведены результаты практической апробации моделей оптимального планирования транспортного обслуживания.

Инструментальная система моделирования и оптимизации обслуживания запросов транспортной системой предназначена для составления расписания проведения занятий и составления плана перемещений преподавателей с помощью транспортных средств в географически распределенном учреждении с учетом взаимного расположения филиалов и расстояний- между ними, обеспечивая минимизацию расходов на обслуживание транспортных средств.

Система разработана в среде визуального программирования Delphi версии 8.0, предназначенной для проектирования высокоэффективных приложений для Windows 98/2000/ХР.

Структура входных данных информационного обеспечения представлена на рис. 9.

Филиалы

Географическое положение

Преподаватели

Учебные дисциплины

Ф Л.О, дожность, звание

Основной филиал пребыва-

Филиал дис-

локации ТС

Рис. 9. Иерархическая структура входных данных информационного обеспечения

Одной из особенностей разработанных программных средств является раздельное хранение данных транспортной сети и данных задания на оптимизацию запросов. Это позволяет составлять расписание на различных транспортных сетях или на одной и той же транспортной сети задавать различные задания на составление расписания. Пользователь имеет возможность визуального

редактирования взаимного расположения вершин и их названий, выбрав соответствующий пункт меню или нажав на кнопку панели инструментов. Если все данные получены и не противоречат друг Другу, программа предоставляет возможность сгенерировать отчеты.

Для оценки эффективности работы инструментальной системы оптимального планирования транспортного обслуживания проводилось сравнение результатов планирования спроектированной системы с результатами системы, разработанной на основе стандартного переборного агоритма с возвратом. Сравнение осуществлялось по критерию затрат на перевозку при осуществлении обслуживания и времени работы агоритмов. Исходные данные при исследовании оставались одними и теми же для каждой из систем, при этом последовательно добавлялись допонительные удаленные объекты транспортной сети и соответствующим образом изменялось задание на составление расписания. Для тестирования системы были использованы реальные входные данные для социально-правового факультета одного из воронежских вузов. В состав задания были включены: 31 преподаватель, 51 учебная дисциплина и транспортная сеть с центральным офисом (пунктом дислокации ТС) в Воронеже. Необходимо составить расписание на 160 часов (1 месяц). Вид транспортной сети РОС, состоящей из 6 удаленных объектов, представлен на рис. 10.

Рис. 10. Тестовая транспортная сеть

После проведения экспериментов были получены результаты, представленные на рис. 11, 12. Время выпонения обоих агоритмов увеличивается по экспоненциальной зависимости от количества удаленных объектов в транспортной сети РОС, при этом разработанная система на базе эвристического ал-

горитма работает быстрее агоритма с возвратом, что особенно заметно на исходных данных с большим количеством удаленных объектов.

При малом количестве объектов разница в результатах работы двух агоритмов незначительна, но при увеличении количества заявок на обслуживание разница начинает достигать 10-13%, что является существенным. Это подтверждается данными табл. 4 и 5, отражающими расчетные и реальные затраты на реализацию различных способов менеджмента транспортного обслуживания (экономический эффект в ООО РиК от внедрения разработанных инструментальных средств составил 231461 руб. в сентябре-декабре 2005 г.).

Таблица 4

Итоговые данные по переменным затратам (расчет, возвратный метод) за осен-

ний семестр 2005/2006 уч. г., р.

Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Январь Итого

Топливо 213373 235895 240369 243133 163761 1096530

Ремонт 50809 56417 52606 52715 35204 247751

Зарплата 146588" 161370 155544 175850 161566 800918

Итого: 410769 453683 448519 471697 360531 2145199

Таблица 5

Итоговые данные по переменным затратам (факт, оптимизация) за осенний се-

местр 2005/2006 уч. г., Р-

|Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Январь Итого

Топливо 1 188015 196924 213120 217400 150201 965660

Ремонт 44441 47297 46517 47240 32282 217777

Зарплата 138026 145080 138787 160753 147655 730301

Итого: | 370482 389301 398424 425394 330138 1913738

Вреыя работы

: Количество удаленных объектов..

Рис. 11. Время работы агоритмов

ЗатратыЩ перевозку (руб)

Количество удаленных объектов < ;

Рис. 12. Затраты на перевозку преподавателей

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе системного анализа специфики функционирования распределен' ных образовательных систем, а также проблематики организации учебного процесса на территориально-распределенных объектах определены основные задачи, решение которых в значительной мере оказывает влияние на повышение эффективности менеджмента объекта управления.

2. Проведен анализ математических и инструментальных методов оптимального планирования работы сетевых транспортных систем, являющихся основным функциональным компонентом, осуществляющим синхронизацию работы территориально-удаленных объектов РОС.

3. Осуществлена разработка формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС.

4. Разработана модель формирования расписания учебных занятий, учитывающая экономические составляющие менеджмента учебного процесса, на основе реализации комбинаторного подхода к анализу альтернатив.

5. Предложена модель оптимального планирования учебных занятий и формирования потока заявок на обслуживание транспортными средствами с использованием агоритма Флойда.

6. Разработана модель оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов.

7. Осуществлена разработка инструментальных средств принятия оптимальных управленческих решений по планированию транспортного обслуживания РОС и проведена практическая апробация в условиях менеджмента терригориально-распределенного образовательного учреждения для обслуживающей транспортной компании.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Багирова М.А. Комбинированная транспортная задача с расписанием как инструмент реализации оптимизационной модели выездного обслуживания / М. А. Багирова // Системы управления и информационные технологии. - 2006. - № 1.1(23). С. 111-115.

2. Багирова М.А. Единое информационное пространство и учреждение высшего профессионального образования: механизмы экспресс-оценки финансового состояния / М.А. Багирова // Управление в социальных и экономических системах: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: ВГГУ, 2003. С. 3 5-39.

3. Кравец О .Я. Особенности и способы реализации процедуры оценки финансового состояния хозяйствующего субъекта / О.Я. Кравец, М.А. Багирова, H.A. Ивле-ва // Информационные технологии моделирования и управления: междунар. сб. тр. Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 14. С. 6-10.

4. Багирова М.А. Оптимизация обобщенной стоимости обслуживания в распределенной динамической системе / М.А. Багирова, О .Я. Кравец, ГЛ. Зимарин // Информационные технологии моделирования и управления: междунар. сб. тр. Воронеж: Научная книга, 2004. Вып. 16.С. 134-138.

5. Багирова М.А. Динамическое оптимальное назначение мобильного комплекса для обслуживания социально-экономического объекта / М.А. Багирова, ОЛ. Кравец, Г.И. Зимарин И Фундаментальные исследования. Ч 2004. № 6. С. 106-107.

6. Кравец ОЛ. Рационализация диспетчеризации мобильных комплексов для обслуживания социально-экономического объекта / О Л. Кравец, М.А. Багирова, Р.В. Копылов // Единое информационное пространство '2004: сб. докл. П-й Междунар. науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ИПК ИнКомЦентра УГХТУ, 2004. - С. 132134.

7. Арнаутов A.A. К постановке задачи оптимизации доставки преподавателей в учебном заведении с множеством пунктов покрытия / A.A. Арнаутов, М.А. Багирова, О Л. Кравец // Информационные технологии моделирования и управления. - 2005. №2(20). С. 5-10.

8. Арнаутов А_А. Проблематика задачи оптимизации доставки преподавателей в распределенном учебном заведении / A.A. Арнаутов, М.А. Багирова, ОЛ. Кравец // Актуальные проблемы профессионального образования: проблемы и перспективы: материалы13-й Всерос. науч.-практ. конф. - Воронеж: Научная книга, 2005. С. 123124.

9. Арнаутов A.A. К постановке оптимизационной транспортной задачи обслуживания многофилиального предприятия / A.A. Арнаутов, М.А. Багирова, ОЛ. Кравец // Составляющие научно-технического прогресса: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. - Тамбов: Першина, 2005. - С. 109-110.

10. Арнаутов A.A. Об одном подходе к формированию оптимизационного критерия в задаче маршрутизации специальных транспортных потоков / A.A. Арнаутов, МЛ. Багирова // Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве: труды Всерос. конф. Воронеж, 2005. С. 43-44.

П.Арнаутов A.A. Управление транспортной сетью распределенного вуза на основе эвристических схем / A.A. Арнаутов, М.А. Багирова, О.Я. Кравец // Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий: материалы X Междунар. конф. и Российской науч. школы. М.: Радио и связь, 2005. Ч Ч. 5. - С. 27-29.

12. Арнаутов A.A. Повышение эффективности менеджмента на основе оптимизации транспортного обслуживания / A.A. Арнаутов, М.А. Багирова, ОЛ. Кравец // Современные проблемы информатизации в моделировании и программировании: сб.

Подписано в печать 01.08.2006. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № зло.

ГОУ ВПО Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидат экономических наук , Багирова, Марина Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ организации менеджемента в условиях территориально-распределенных образовательных систем.

Х 1.1. Специфика функционирования распределенных образовательных систем.

1.2. Проблемы менеджмента учебного процесса на удаленных образовательных объектах.

1.3. Повышение эффективности менеджмента распределенных образовательных систем на основе оптимального планирования транспортного обслуживания.

1.4. Математические и инструментальные методы оптимального планирования работы сетевых организационных систем.

1.5. Цель работы и задачи исследования.

Х 1.6. Выводы.

2. Оптимизационные модели транспортного обслуживания удаленных объектов распределенной образовательной системы.

2.1. Математическая постановка задачи оптимального транспортного обслуживания распределенной системы.

2.2. Модель формирования вариантов расписания учебных занятий.

2.3. Модель оптимального планирования учебных занятий на основе агоритма Флойда.

2.4. Модель оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов.

2.5. Выводы.

3. Инструментальные средства оптимального планирования транспортного обслуживания и практические результаты.

3.1. Инструментальная система моделирования и формирования оптимальных вариантов транспортного обслуживания.

3.2. Структура информационного обеспечения.

3.3. Структура программного обеспечения.

3.4. Пользовательский интерфейс.

3.5. Результаты практической апробации моделей оптимального планирования транспортного обслуживания.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Модели оптимального планирования транспортного обслуживания в менеджменте территориально-распределенной образовательной системы"

Актуальность темы исследования. Характерной особенностью современного этапа развития образовательных систем в нашей стране является широкое внедрение распределенных организационных структур, представляющих собой множество территориально-удаленных объектов (филиалов), работа которых координируется одним из них, реализующим функции менеджмента, учебно-методического и кадрового центра. Это дает возможность значительно сократить экономические потери и финансовые затраты на предоставляемые образовательные услуги населению городов, не имеющих высших и средних учебных заведений, а также наиболее эффективно использовать потенциал высококвалифицированных преподавательских кадров.

В условиях распределенных образовательных систем (РОС) в рамках менеджмента образовательного процесса важное значение приобретает задача оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов в соответствии с расписанием учебных занятий, реализация которой во многом определяет экономическую эффективность функционирования РОС в целом. Основой решения данной задачи является разработка стратегии и логистической концепции построения оптимизационных моделей планирования транспортного обслуживания, позволяющих формировать рациональные маршруты перевозки и соответствующие графики транспортировки преподавателей, что в том числе обеспечивает повышение производительности транспортных средств (ТС) при одновременном снижении объема транспортного ресурса, а также сокращение простоя ТС.

В настоящее время вопросами менеджмента образовательных систем уделяется значительное внимание. Об этом свидетельствует большое число публикаций, посвященных различным аспектам управления образовательным процессом с точки зрения решения традиционных проблем: оптимизации образовательных программ (Бортник Е.М., Мазелис J1.C., Новиков Д.А.); выбора рациональных структур организационно-экономических, в том числе образовательных систем (Соколов Н.Б., Чесалов А.Ю., Силантьев А.Ю.); управления качеством подготовки специалистов в регионе (Сахарчук Е.И., Селезнева Н.А., Мелешко Е.Н.); планирования и управления финансовыми ресурсами образовательных систем (Новиков A.M., Клюев А.К., Филиппов В.М., Тостых Т.О.); планирования и управления учебно-методической и научной работой преподавателей (Белоконь А.В., Кузнецова О.З., Матвеева Л.Г.).

Вместе с тем практически отсутствуют работы, в поной мере затрагивающие специфику менеджмента распределенных образовательных систем, и, прежде всего, с точки зрения оптимального планирования и управления транспортным обслуживанием удаленных объектов.

В этой связи актуальность темы исследования продиктована необходимостью дальнейшего развития математических и инструментальных средств, реализуемых в менеджменте распределенных образовательных систем, с целью повышения эффективности управления на основе оптимального планирования процессов транспортного обслуживания.

Тематика диссертации соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета Математические методы в управлении экономическими процессами.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка математических и инструментальных методов повышения эффективности менеджмента распределенных образовательных систем за счет оптимизации планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов на основе реализации методов комбинаторики, теории расписаний и математического программирования.

В соответствии с данной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

Х системный анализ специфики функционирования распределенных образовательных систем, а также проблематики менеджмента учебного процесса на территориально-распределенных объектах;

Х анализ математических и инструментальных методов оптимального планирования работы сетевых транспортных систем;

Х разработка формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС;

Х построение модели формирования вариантов расписания учебных занятий, учитывающей экономические составляющие менеджмента учебного процесса;

Х разработка модели оптимального планирования учебных занятий и формирование потока заявок на обслуживание транспортными средствами;

Х разработка модели оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов;

Х разработка инструментальных средств принятия оптимальных управленческих решений по планированию транспортного обслуживания РОС.

Объектом исследования являются территориально-распределенные об* разовательные системы в части процессов транспортного обслуживания.

Предмет исследования. Математические и инструментальные методы моделирования и анализа процессов транспортного обслуживания в менеджменте распределенных образовательных систем. 1

Теоретической и методологической базой исследования являются современные достижения в области экономико-математических методов, широко применяемых при решении задач менеджмента распределенных организационно-экономических систем.

Теоретические результаты работы получены на основе использования ме-% тодов теории расписаний, математического программирования, теории графов и комбинаторики.

Тематика диссертационной работы соответствует п. 1.9 Разработка и развитие математических методов и моделей анализа и прогнозирования развития социально-экономических процессов. и п. 2.3 Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях паспорта специальности 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики.

Научная новизна. В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

Х способ формализованного описания исследуемых процессов, положенный в основу обобщенной математической модели транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС и позволяющий реализовать принятие оптимальных управленческих решений в условиях менеджмента образовательной организации;

Х модель формирования вариантов расписания учебных занятий, отличающаяся реализацией комбинаторного подхода к анализу альтернатив с учетом временных фондов преподавателей;

Х модель оптимального планирования учебных занятий, отличающаяся возможностью учета территориальной удаленности объектов РОС и позволяющая минимизировать затраты на доставку преподавателей с использованием агоритма Флойда;

Х модель оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов в соответствии с расписанием учебных занятий, обеспечивающая минимизацию потерь при осуществлении затрат на транспортировку, содержание транспортного ресурса, а также на обслуживание преподавателей;

Х инструментальные средства оптимального планирования транспортного обслуживания, позволяющие повысить эффективность менеджмента РОС с точки зрения качества и оперативности принимаемых управленческих решений.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на I и II Международной научно-практической конференции Единое информационное пространство (Украина, Днепропетровск, 2003, 2004), IX, X и XI Международной открытой научной конференции Современные проблемы информатизации (Воронеж, 2004-2006), II и III Всероссийской научно-практической конференции Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы (Воронеж, 2004, 2005), Всероссийской научно-технической конференции Информационные технологии (Воронеж, 2005), Международной научно-практической конференции Составляющие научно-технического прогресса (Тамбов, 2005), Всероссийской конференции Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве (Воронеж, 2005), а также на научных семинарах кафедры автоматизированных и вычислительных систем ВГТУ (2003-2005).

Практическая значимость работы. Предложенные в диссертации модели оптимального планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов распределенных образовательных систем могут найти применение в соответствующих структурах систем управления учебным процессом, а также при разработке средств автоматизации принятия решений. Практическая реализация моделей оптимального планирования позволит существенно повысить эффективность менеджмента организаций образования за счет улучшения качества и оперативности применяемых решений.

Теоретические результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре экономической теории Воронежского экономико-правового института при подготовке экономистов в дисциплинах Менеджмент организации и Математическая экономика, а практические - в деятельности ООО РИК, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 научных работах. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: в [10, 11] - способ формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов; в [4, 5] - модель формирования вариантов расписания учебных занятий; в [ 1, 6] - модель оптимального планирования работ с учетом территориальной удаленности объектов; в [2, 3, 54] - модель оптимального планирования процесса доставки испонителей до удаленных образовательных объектов; в [9, 53] - методы оценки экономической эффективности принимаемых решений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Основной текст работы изложен на 131 странице машинописного текста, содержит 29ри-сунков и 14 таблиц. Список литературы включает 117 наименований.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Багирова, Марина Александровна

2.5. Выводы

1. Ввиду ограниченных возможностей теории расписаний, применительно к условиям территориально распределенных образовательных систем, необходима разработка программных математических средств, обеспечивающих решение задачи оптимального транспортного обслуживания.

2. С математической точки зрения распределенной образовательной системе может быть сформулировано описание в виде неориентированного графа, узлам которого соответствуют удаленные образовательные объекты, а ребрам соединяющие их фрагменты дорожной сети.

3. Оптимизирующая модель организации транспортного обслуживания в рамках распределенной образовательной системы может быть декомпозирована на модели формирования потенциальных вариантов перевозок и модель оптимальной маршрутизации.

4. Агоритм оптимизации транспортного обслуживания запросов в распределенной образовательной системе реализует процедуру формирования варианта расписания на транспортной сети и определение множества заявок на перемещение, а также определение оптимального плана перевозок.

5. Задача оптимизации расписания учебных занятий и определения оптимального плана перевозок сводятся к задачам поиска кратчайшего пути в графе, которая реализуется на основе агоритма Флойда.

3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Инструментальная система моделирования и формирования оптимальных вариантов транспортного обслуживания

Программный продукт "Программа моделирования и оптимизации обслуживания запросов транспортной системой" предназначен для составления расписания проведения занятий и составления плана перемещений преподавателей с помощью транспортных средств в географически распределенном учреждении, с учетом взаимного расположения филиалов и расстояний между ними, а также минимизацию расходов на обслуживание транспортных средств.

Разработка такого программного продукта вызвана необходимостью учитывать взаимную удаленность различных филиалов учебного заведения и затраты на перевозку преподавателей между ними.

Разработанный программный модуль обеспечивает пользователю следующие возможности:

- выбор количества узлов в сети, и их координат;

- выбор среднего времени перемещения между узлами;

- графическое отображение карты и используемых объектов;

- вывод информации об объектах;

- отображение вспомогательной информации;

- редактирование визуального отображения узлов транспортной сети;

- генерацию отчета о передвижении преподавателей, и проведении занятий;

- генерацию отчета о передвижении транспортных средств.

Программный продукт разработан в среде визуального программирования

Delphi версии 8.0, предназначенной для проектирования высокоэффективных приложений для Windows 98/2000/ХР. Выбор данной среды обусловлен тем, что инструментальные и визуальные средства Delphi позволяют проектировать программное обеспечение за короткий промежуток времени. Delphi содержит широкий набор возможностей от разработки форм до поддержки всех популярных форматов баз данных, а именно:

- в Delphi доступно множество уже готовых визуальных и не визуальных объектов, среди которых есть кнопки, объекты для работы с данными, меню и диалоговые окна;

- Delphi обладает целым набором уже готовых шаблонов форм и приложений, которые модно без особых трудностей использовать в качестве основы для создания собственных;

- Delphi использует управляемое событиями программирование и обеспечивает такое взаимодействие процедурного и событийного стилей, которое позволяет программисту больше сконцентрироваться на реализации функциональности приложения и меньше думать о проблемах создания интерфейса пользователя;

Delphi представляет возможность доступа к данным и полный набор инструментов для создания поноценных приложений для баз данных. При помощи ядра процессора баз данных BDE (Borland Database Engine) - встроенного в Delphi средства работы с базами данных, Delphi обеспечивает прямой доступ ко многим типам локальных (Paradox, dBASE, Ms Access и т.п.) и удаленных серверов (Oracle, Informix, Sybase) баз данных; в Delphi можно манипулировать целыми таблицами и выборками данных при помощи соответствующего исходного кода либо SQL - стандартном языке разработки запросов к базам данных; в состав Delphi поставляется генератор отчетов, позволяющий создавать отчеты для любых данных и выводить их на печать.

3.2. Структура информационного обеспечения

Прежде, чем приступить к работе с программой моделирования и формирования оптимальных планов транспортного обслуживания, пользователь дожен провести серьезную работу по сбору и подготовке исходных данных. Прежде всего - это данные, характеризующие транспортную сеть учебного заведения: данные о взаимном удалении узлов, о среднем времени прохождения отрезков дорог между соседними узлами, определить пункт дислокации ТС. Затем создать задание на оптимизацию: определить продожительность периода времени на котором будет построено расписание, определить множество преподавателей, дисциплин и обозначить взаимосвязи между ними.

Реляционный способ организации данных был рассмотрен в первую очередь из-за его простоты и хорошо распространенных методов работы с ними.

В случае реляционного подхода входные данные представляются в виде базы данных, состоящей из набора таблиц, содержащих информацию об аудиториях, учебных группах, преподавателях, времени занятий и т.д.

В базу данных также могут входить и простейшие методы обработки данных в таблицах (это возможно при реализации клиент/сервер например с помощью СУБД MS SQL Server, Oracle, и др., которые имеют возможность определять для набора таблиц триггеры и хранимые процедуры).

Однако, приступив к разработке этого способа организации данных, сразу высинились некоторые особенности, которые свели на нет все его достоинства. Главная из них - реляционный подход не подразумевает структуризации данных, что делает очень неудобной работу с разнородной информацией, кроме того, хранение ограничений в реляционной базе данных в том виде, в каком они фигурируют в системе, оказалось невозможным.

Следующим способом организации входных данных, который был рассмотрен, был иерархический способ. В этом случае данные представляются в виде дерева. Иерархический способ организации данных оказася более удобным для работы, поэтому он был принят в качестве базового.

Преподаватели г

Учебные дисциплины

Транспортные средства

Филиал дислокации ТС

Географическое

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проведенных исследований в области повышения эффективности организации менеджмента применительно к условиям территориально-распределенных образовательных систем на основе моделей оптимального планирования транспортного обслуживания в работе получены следующие основные результаты:

1. На основе системного анализа специфики функционирования распределенных образовательных систем, а также проблематики организации учебного процесса на территориально-распределенных объектах определены основные задачи, решение которых в значительной мере оказывает влияние на повышение эффективности менеджмента объекта управления.

2. Проведен анализ математических и инструментальных методов оптимального планирования работы сетевых транспортных систем, являющихся основным функциональным компонентом, осуществляющим синхронизацию работы территориально-удаленных объектов РОС.

3. Осуществлена разработка формализованного описания процессов планирования транспортного обслуживания территориально-удаленных объектов РОС.

4. Разработана модель формирования расписания учебных занятий, учитывающей экономические составляющие менеджмента учебного процесса, на основе реализации комбинаторного подхода к анализу альтернатив.

5. Предложена модель оптимального планирования учебных занятий и формирования потока заявок на обслуживание транспортными средствами с использованием агоритма Флойда.

6. Разработана модель оптимального планирования процесса доставки преподавателей до удаленных образовательных объектов.

7. Осуществлена разработка инструментальных средств принятия оптимальных управленческих решений по планированию транспортного обслуживания РОС и проведена практическая апробация в условиях менеджмента тер-риториально-распределенного образовательного учреждения для обслуживающей транспортной компании.

Диссертация: библиография по экономике, кандидат экономических наук , Багирова, Марина Александровна, Воронеж

1. Арнаутов А.А., Багирова М.А., Кравец О.Я. К постановке задачи оптимизации доставки преподавателей в учебном заведении с множеством пунктов покрытия. Информационные технологии моделирования и управления. -2005, №2(20), с. 5-10.

2. Арнаутов А.А., Багирова М.А., Кравец О.Я. К постановке оптимизационной транспортной задачи обслуживания многофилиального предприятия. -Составляющие научно-технического прогресса: сб. матер. Международной НПК. Тамбов: Першина, 2005. - С. 109-110.

3. Ахо А., Ульман Д. "Основы синтаксического анализа, перевода и компиляции". М.: Мир, 1978. 278 с.

4. Багирова М.А., Кравец О.Я., Зимарин Г.И. Динамическое оптимальное назначение мобильного комплекса для обслуживания социально-экономического объекта. Фундаментальные исследования. - 2004, №6. С. 106107.

5. Берж К. "Теория графов и ее применение", М., ИЛ, 1962. 272 с.

6. Васильев Д.К., Карамзина Н.С., Колосова Е.В., Цветков А.В. Деловая игра как средство внедрения системы управления проектами / Материалы Международного симпозиума по управлению проектами в переходной экономике. Москва, 1999. С. 281 -285.

7. Веккер JI.M. Психические процессы. Ленинград: ГУ. Том. 1, 1974. -334 с; Том 2, 1976.-342 с.

8. Вифлеемский А.Б. Экономические отношения образовательного комплекса России. Москва, 2003. 501 с.

9. Виханский О.С., Наумов А.И. Менеджмент: человек, стратегия, организация, процесс. М.: Изд-во МГУ, 1996. 416 с.

10. Воронин А.А., Мишин С.П. Оптимальные иерархические струк-туры.М.: ИЛУ РАН, 2003. 211 с.

11. Воропаев В.И. Управление проектами в России. М.: Алане, 1995. -225 с.

12. Гаджинский A.M. Основы логистики. М., 1996.

13. Гаськов В.М. Управление системой профессионального образованиям.: ИРПО, 2001. 288 с.

14. Гвишиани Д.М. Организация и управление. М.: Наука, 1970. 382 с.

15. Гермейер Ю.Б. Игры с непротивоположными интересами. М.: Наука, 1976.-327 с.

16. Гилев С.Е., Леонтьев С.В., Новиков Д.А. Распределенные системы принятия решений в управлении региональным развитием. М.: ИЛУ РАН, 2002. 54 с.

17. Гламаздин Е.С., Новиков Д.А., Цветков А.В. Механизмы управления корпоративными программами: информационные системы и математические модели. М.: Спутник+, 2001. 159 с.

18. Горелик В.А., Кононенко А.Ф. Теоретико-игровые модели принятия решений в эколого-экономических системах. М.: Радио и связь, 1982. Ч 144 с.

19. Губко М.В., Коргин Н.А. Классификация моделей анализа и синтеза организационных структур / Управление большими системами. Сборник трудов под ред. Д.А. Новикова. Выпуск 6. М.: ИЛУ РАН, 2004. С. 5 -21.

20. Губко М.В., Новиков Д.А. Теория игр в управлении организационными системами. М.: Синтег, 2002. 148 с.

21. Дейнека О.С. Экономическая психология. СПб.: СпбУ, 1999. 240 с.

22. Деражне Ю.Л. Открытое обучение. М.: Сервис, 2003. 499 с.

23. Дюбин Г.Н., Суздаль В.Г. Введение в прикладную теорию игр. М.: Наука, 1981.

24. Евдокимова М.В. Управление образовательными системами: Учеб.-метод. пособие / Новгород: Новгор. гос. ун-т. им. Ярослава Мудрого, 2001.

25. Егоршин А.П. Управление персоналом. Н.Новгород: НИМБ, 1997.- 607 с.

26. Житков В.А., Ким К.В. Методы оперативного планирования грузовых перевозок.- М.: Транспорт, 1984. 218 с.

27. Жураковский В.М., Кураков Л.П. Образование в системе социально-экономических отношений. М.: Вуз и школа, 2004. 300 с.

28. Загвязинский В.И. Теория обучения. М.: Академия, 2001. 192 с.

29. Закон Российской Федерации "Об образовании".

30. Заложнев А.Ю. Модели и методы внутрифирменного управления. М.: Сторм Медиа, 2004. 320 с.

31. Зимбардо Ф., Ляйппе М. Социальное влияние. СПб.: Питер, 2000. 448 с.

32. Золотарев В.Б. Эффективность деятельности органов управления начальным профессиональным образованием в регионе. А/р диссертации на соиск. уч. ст. к.п.н. Москва, 1999.

33. Иванилов Ю.П., Лотов А.В. Математические модели в экономике. М.: Наука, 1979.-304 с.

34. Интрилигатор М. Математические методы оптимизации и экономическая теория. М.: Прогресс, 1975. 606 с.

35. Ительсон Л.Б. Математические и кибернетические методы в педагогике. М.: Просвещение, 1964. 248 с.

36. Кабаченко Т.С. Психология управления. М.: Педагогическое общество России, 2001.-384 с.

37. Караваев А.П. Модели и методы управления составом активных систем. М.: ИПУ РАН, 2003. 151 с.

38. Карпов А.В. Психология принятия управленческих решений. М.: Юристъ, 1998.-440 с.

39. Клейнер Г.Б. Производственные функции: теория, методы, применение. М.: Финансы и статистика, 1986. 238 с.

40. Козелецкий Ю. Психологическая теория решений. М.: Прогресс, 1979.-504 с.

41. Колосова Е.В., Новиков Д.А., Цветков А.В. Методика освоенного объема в оперативном управлении проектам. М.: Апостроф, 2001. 154 с.

42. Кононенко А.Ф., Халезов А.Д., Чумаков В.В. Принятие решений в условиях неопределенности. М.: ВЦ АН СССР, 1991. 197 с.

43. Коргин Н.А. Неманипулируемые механизмы обмена в активных системах. М.: ИПУ РАН, 2003. 126 с.

44. Котлер Ф. Основы маркетинга М.: Прогресс, 1990. 736 с.

45. Коффман Э.Г. "Теория расписаний и вычислительные машины". М.: Наука, 1984.-212 с.

46. Кузьмицкий А.А., Новиков Д.А. Организационные механизмы управления развитием приоритетных направлений науки и техники. М.: ИПУ РАН, 1993.-64 с.

47. Кузьмицкий А.А., Щепкин А.В. Разработка деловых игр по управлению проектами. М.: ИПУ РАН, 1994. 64 с.

48. Курдюмова И.М. Зарубежный опыт оценки деятельности образовательных учреждений. М.: ИУО РАО, 2002. 124 с.

49. Куркин Е.Б. Управление инновационными проектами в образовании. М.: Педагогика-Пресс, 2001. 328 с.

50. Кыверяг А.А. Методы исследований в профессиональной педагогике. Талин: Вагус, 1980. 334 с.

51. Лазарев B.C., Поташник М.М. Как разработать программу развития школы. М.: Новая школа, 1993. 48 с.

52. Лазарев B.C. Системное развитие школы. М.: Педагогическое общество России, 2002. 304 с.

53. Ларионов А.И., Юрченко Т.И., Новоселов А.Л. Экономико-математические методы в планировании. М: Высшая школа, 1991.

54. Лебедев О.Е. и др. Управление образовательными системами:

55. Пособие. М.: М-во общ. и проф. образования РФ, 1998.

56. Леднев B.C. Содержание общего среднего образования. М.: Педагогика, 1980.-264 с.

57. Леонтьев С.В. Модели и методы управления региональным развитием. М.: Физматлит, 2002. 324 с.

58. Липский В. "Комбинаторика для программистов" М.: Мир, 1988.200с.

59. Литвак Б.Г. Экспертная информация: методы получения и анализа. М.:Радио и связь, 1982. 184 с.

60. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. М.: Патент, 1996.-271 с.

61. Литл Дж., Мурти К., Суини Д., Кэрел К. Агоритм для решения задачи о коммивояжере // Экономика и математические методы. 1965. Т.1. Вып. 1.С. 94-107.

62. Логвинов И.И. На пути к теории обучения. М.: ИТОП РАО, 1999.-170 с.

63. Логвинов И.И. Имитационное моделирование учебных программ. М.:Педагогика, 1980. 114 с.

64. Лотов А.В. Введение в экономико-математическое моделирование. М.: Наука, 1984.-391 с.

65. Лысаков А.В., Новиков Д.А. Договорные отношения в управлении проектами. М.: ИПУ РАН, 2004. 101 с.

66. Майерс Д. Социальная психология. СПб.: Питер, 1998. 688 с.

67. Маклаков С.В. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: Диалог-МИФИ, 2001. 304 с.

68. Менар К. Экономика организаций. М.: ИНФРА-М, 1996.-160 с.

69. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. 344 с.

70. Научные основы регионального социально-экономического мониторинга/ Афанасьев A.M., Гармасар О.А., Знаменская К.Н. и др.; Под ред. Л.В. Ивановского, В.Е. Рохчина. СПб, 1998. - 274 с.

71. Новиков Д.А. Сетевые структуры и организационные системы.1. М.:ИПУ РАН, 2003. 102 с.

72. Новиков Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи). М.: МЗ-Пресс, 2004. 67 с.

73. Новиков Д.А. Стимулирование в организационных системах. М.:Синтег, 2003.-312 с.

74. Новиков Д.А., Цветков А.В. Механизмы стимулирования в многоэлементных организационных системах. М.: Апостроф, 2000 184 с.

75. Новиков Д.А. Модели и механизмы управления развитием региональных образовательных систем. М.: ИПУ РАН, 2001. 83 с.

76. Новиков Д.А., Смирнов И.М., Шохина Т.Е. Механизмы управления динамическими активными системами. М.: ИПУ РАН, 2002. 124 с.

77. Новиков Д.А., Цветков А.В. Механизмы функционирования организационных систем с распределенным контролем. М.: ИПУ РАН, 2001. -118 с.

78. Новиков Д.А., Чхартишвили А.Г. Активный прогноз. М.: ИПУ РАН,2002.- 101 с.

79. Новиков Д.А., Чхартишвили А.Г. Рефлексивные игры. М.: ИПУ РАН,2003.-160 с.

80. Олейник А.Н. Институциональная экономика. М.: ИНФРА-М, 2000. -372 с.

81. Олейникова О.Н. Многоуровневые учебные заведения профессионального образования за рубежом. М.: ЦИППО, 2001. 46 с.

82. Основные направления социально-экономической политики Правительства РФ на догосрочную перспективу // Высшее образование сегодня. 2001. № 1.

83. Петраков С.Н. Механизмы планирования в активных системах: неманипулируемость и множества диктаторства. М.: ИПУ РАН, 2001. 135 с.

84. Плотинский Ю.М. Теоретические и эмпирические модели социальных процессов. М.: Логос, 1998. 280 с.

85. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. 284 с.

86. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. "Курс методов оптимизации". М.: Наука, 1986. 304 с.

87. Танаев B.C., Шкурба В.В. "Введение в теорию расписаний" М., Наука, 1975 г.-294 с.

88. Тостых Т.О. Теория и методология управления развитием региональных образовательных комплексов: Автореф. дис. . д-ра экон. наук : 08.00.05. -Воронеж, 2005,- 42 с.

89. Хейне Пол. Экономический образ мышления. М: Изд-во Дело при участии изд-ва лCatallaxy, 1992. - 704 с.

90. Цацулин А.Н. Ценообразование в системе маркетинга. М.: Филин,1997.

91. Яковлев А.А., Седова Е.И., Задирако И.Н., Глисин Ф.Ф. Задачи и методология исследования товарных рынков в современных условиях// Вопросы статистики. 1999. - N 3.

92. Bard J.F., Huang L., Dror M., Jaillet P. А Branch and Cut Algorithm forthe VRP with Satellite Facilities, HE Transactions 30, pp 821-834

93. Brown J.D. and Earle J.S. Competition, Geography, and Firm Performance: Lessons from Russia. CEPR/WDI Annual International Conference on Transition Economics, Moscow 2/5 July 2000.

94. Carlin W., Fries S., Schaffer M., and Seabright P. Competition, and Enterprise Performance in Transition Economies: Evidence from a Cross-country Survey. CEPR/WDI Annual International Conference on Transition Economics, Moscow 2/5 July 2000.

95. Cordeau J.-F., Desaulniers G., Desrosiers J., Solomon M.M., Soumis F.

96. VRP with Time Windows. In P. Toth and D. Vigo (eds.): The Vehicle Routing Problem, SIAM Monographs on Discrete Mathematics and Applications, vol. 9, Philadelphia, PA, 157-193. 2002.

97. Dantzig G. В., Ramser R.H. лThe Truck Dispatching Problem. Management Science 6, 80-91. 1959

98. Dror M., Laporte G., Trudeau P., лVehicle routing with split deliveries, Discrete Appl. Math. 50, 239-254 (1994).

99. Gribkovskaia I., Halskau O., Bugge M., Kim N. лModels for Pick-up and Deliveries from Depots with Lasso Solutions.

100. Hjorring C. лThe Vehicle Routing Problem and Local Search Metaheuristics, Chapter 2. PhD thesis, Department of Engineering Science, The University of Auckland, 1995.

101. Jacobs-Blecha C., Goetschalckx M. лThe vehicle routing problem with backhauls: properties and solution algorithms. Technical Report, School of Industrial and Systems Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta,

102. Georgia. Presented at the National Transportation Research Board, January 13-15, 1992, Washington DC.

103. Kawasaki S. and Zimmermann, K.F. Testing the Rationality of Price Expectations for Manufacturing Firms. Applied Economics 18,1335-47, 1994.

104. Laporte G., Louveaux F.V. лSolving Stochastic Routing Problems withthe Integer L- shaped Method. In Fleet Management and Logistics, T.G. Crainic and G. Laporte (eds.), 159-167, Kluwer Academic Publishers, Boston. 1998.

105. Ralphs Т., Hartman J., Galati M. лCapacitated Vehicle Routing and Some Related Problems. Some CVRP Slides. Rutgers University. 2001.

106. Ralphs Т.К., Kopman L., Pulleyblank W.R., Trotter Jr. L.E. лOn the Capacitated Vehicle Routing Problem. Accepted to Mathematical Programming, 2001.

107. Short-Term Economic Indicators. Transition Economies. OECD, Paris,1999.

108. The VRP Web: Ссыка на домен более не работаетp>

109. Theil H.: Applied Economic Forecasting Amsterdam: North Holland,1966.

110. Toth P., Vigo D. лThe Vehicle Routing Problem. Monographs on Discrete Mathematics and Applications. SIAM, Philadelphia. 2001.

Похожие диссертации