реферат
Національний технічний університет України“
Київський політехнічний інститут”
Залуніна Ольга Михайлівна
УДК 621.311.001.25
МЕТОДИ ОЦІНКИ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ СТАНУ РЕГІОНАЛЬНОГО ЕНЕРГЕТИЧНОГО КОМПЛЕКСУ
Спеціальність 05.14.01 – Енергетичні системи та комплекси
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ - 2007
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” на кафедрі автоматизації управління електротехнічними комплексами, м. Київ, та на кафедрі менеджменту в Кременчуцькому державному політехнічному університеті ім. М. Остроградського, м. Кременчук.
Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент
Розен Віктор Петрович,
Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, м. Київ,
завідувач кафедри автоматизації управління електротехнічними комплексами
Офіційні опоненти: доктор технічних наук,
старший науковий співробітник
Денисюк Сергій Петрович,
Інститут електродинаміки НАН України, м. Київ,
провідний науковий співробітник
кандидат технічних наук,
старший науковий співробітник
Калінчик Василь Прокопович,
Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, м. Київ,
директор науково-дослідницького інституту “Енергія”
Захист відбудеться "15" жовтня 2007 р., о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.002.20 у Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут за адресою:
03056, м. Київ-56, проспект Перемоги,37, корп. 22, ауд. 316.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою:
03056, м. Київ-56, проспект Перемоги, 37.
Автореферат розіслано "12" вересня 2007 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
к.т.н. А.М. Ковальчук
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Cеред численних проблем розвитку енергетики України важливе місце займають питання стабільного функціонування й розвитку енергетичного комплексу регіону. З огляду на роль енергетики в житті суспільства, на її прямі й зворотні зв'язки з економікою, енергетичний комплекс повинен розглядатися як частина більш складних економічних і соціально-політичних систем, підданих різному впливу факторів зовнішнього середовища. При цьому встановлення стабільного функціонування енергетичного комплексу, що визначає енергетичну безпеку території, є основною ланкою в реалізації поставленої мети.
Труднощі оцінки стану енергетичного комплексу посилюються в сучасних умовах, де проблеми аналізування й оцінювання можуть бути вирішені на основі взаємопогоджуваного обліку впливаючих факторів, і пов'язані з виконанням вимог на різних рівнях ієрархії керування регіоном. Одним з найбільш уразливих моментів у вирішенні даної проблеми є врахування впливу негативних факторів та оцінка стану енергетичного комплексу регіону, а також прогнозування кризового стану.
Практичні й теоретичні питання розвитку енергетичного комплексу, що встановлюють енергетичну безпеку території, розглядаються в роботах українських вчених С.П. Денисюка, І.М. Карпа, О.В. Кириленко, М.П. Ковалко, М.М. Кулика, І.В. Недіна, О.В. Новосельцева, Г.Г. Півняка, А.В. Праховника, Ю.Н. Руденко, Б.С. Стогнія, А.К. Шидловського та інших авторів.
Незважаючи на високий рівень досягнутих результатів, не вирішеними залишилися питання моделювання, оцінювання й аналізування факторів, що впливають на функціонування енергетичного комплексу в процесі визначення рівня стану енергетичного комплексу, в зв’язку з особливостями енергетичної галузі.
Процес аналізу існуючих і перспективних ринкових відносин пов’язаний з використанням і перетворенням великої кількості інформації. При цьому для підвищення обєктивності оцінок необхідне проведення обємних досліджень інформації про стан території, визначення факторного поля, що формує енергетичну безпеку. Це, у свою чергу, вимагає розроблення інформаційного і методичного забезпечення, а так саме програмного забезпечення дослідження. Реалізувати таку задачу можливо в разі застосовування сучасного математичного апарату: дискримінантного аналізу, методу головних компонентів, методу факторного аналізу, методів прогнозування.
Відсутність методологічного підходу до оцінювання й аналізування стану енергетичного комплексу часто є причиною реалізації недостатньо обґрунтованих рішень. Тому ситуація, що виникла, вимагає розроблення методики, що дозволяє зробити оцінювання обмежень можливості виникнення кризових станів і відповідала б вимогам доступності, гнучкості й адаптивності до практичного застосування в сучасних умовах. Це й обумовило вибір теми дисертаційного дослідження, його структури й змісту.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрямок дослідження пов’язаний з необхідністю розвитку методологічного забезпечення аналізу й оцінки енергетичного комплексу регіону, а так саме обліку факторів, що впливають на стабільне функціонування території.
Основні положення дисертації використані при виконанні науково-дослідної роботи 0103 U 005001 “Удосконалення управління матеріалопотоками на промислових підприємствах Кременчуцького району з використанням логістичного підходу”.
Ключові положення дисертації використані в навчальному процесі в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут”, Інституті енергозбереження та енергоменеджменту під час викладання курсів лекцій “Енергетичний менеджмент”, “Правові основи енергозбереження”, а також в Кременчуцькому державному політехнічному університеті під час викладання курсів “Організація виробництва", "Прогнозування та планування енергетики”, “Теоретичні основи енергозбереження та енергоменеджменту”, “Основи підприємницької діяльності”.
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є підвищення рівня стану енергетичного комплексу регіону за рахунок адекватної оцінки та аналізу функціонування енергоекономічних показників, прогнозування кризових явищ стану енергетичного комплексу для розробки підходів прийняття управлінських рішень.
Об’єкт дослідження - процес діагностування стану енергетичного комплексу регіону, що визначає стабільне функціонування на різних рівнях ієрархії.
Предмет дослідження - методологія оцінки та аналізу впливу факторів на енергетичний комплекс регіону.
Методи дослідження. Дисертаційне дослідження базується на результатах сучасних теоретичних і прикладних розробок вітчизняних і закордонних вчених в енергетичній галузі. Використано методи теорії ймовірностей і математичної статистики, прогнозування, розпізнавання образів, включаючи такі методи як дискримінантний аналіз, метод головних компонентів, Байєсовський метод прогнозування.
Відповідно до зазначеної мети дослідження основну увагу було приділено вирішенню наступних задач:
- побудова моделі оцінювання стану енергетичного комплексу регіону з використанням методів теорії ймовірностей і математичної статистики, розпізнавання образів, включаючи такі методи як дискримінантний аналіз, метод головних компонентів, орієнтованих на розрахунок показників енергетичного, макроекономічного, галузевого, соціального та інновацій-ного блоках впливу;
- обґрунтуванню та формуванню складу показників блоків впливу для оцінки стану енергетичного комплексу, спрямованих на забезпечення енергетичної безпеки регіону та критерії вибору варіантів відповідних рішень, орієнтованих на стабілізацію ситуації в енергетиці;
- формування факторного простору та аналізування впливу факторів на функціонування та розвиток енергетичного комплексу регіону з позиції досягнення енергетичної безпеки території;
- визначення стану енергетичного комплексу регіону за ступенем кризи, з використанням дискримінантного аналізу, для визначення характеру впливу факторів, що встановлюють можливість досягнення стійкого функціонування енергетичного комплексу регіону, за допомогою створення відповідних оцінок для визначення параметрів кризових явищ ;
- прогнозування стану енергетичної ситуації з точки зору кризових явищ, на основі Байєсовської процедури.
Наукова новизна результатів.
1. Обґрунтовано використання Байєсовської процедури для прогнозування індикаторів стану енергетичної безпеки регіону. Доведено, що формування індикаторів необхідно використовувати по блокам впливу: енергетичному, макроекономічному, фінансовому, галузевому, соціальному, іноваційному та блоку результативності нових технологій. На відміну від існуючих методів прогнозування, використання Байєсовської процедури дозволяє використовувати короткі часові ряди індикаторів в умовах швидкозмінних впливів на енергетику регіону.
2. Пропонована систематизація факторів та показників для аналізу стану енергетичного комплексу регіону, спрямованих на досягнення енергетичної безпеки, відтворена в поетапному експертно-статистичному відборі факторів та використання методу головних компонент для зниження розмірності факторного простору.
3. Запропоновано новий комплексний критерій оцінки стану енергетичного комплексу регіону, що базується на дискримінантній моделі факторного простору, і дозволяє віднести стан енергетичної безпеки об’єктів аналізу до ступеню кризи і відрізняється від відомих в подальшому визначенню напрямка покращення рівня енергетичної безпеки.
4. Вдосконалено методику визначення стану енергетичного комплексу регіону з оцінкою ступеня кризовості, що включає використання методів покомпонентного аналізу та скалярного порівняння звернутих векторів, яка відрізняється від відомих методик використанням комплексного обліку показників і побудовою поділяючих поверхонь, що дозволяє здійснити моделювання для визначення чинників, котрі впливають на рівень енергетичної безпеки регіону.
Практичне значення отриманих результатів. Запропоновані в дисертаційної роботі моделі використані під час аналізування стану енергетичного комплексу ГОЛОВНИМ УПРАВЛІННЯМ ПРОМИСЛОВОСТІ ТА РОЗВИТКУ ІНФРАСТРУКТУРИ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ ПОЛТАВ-СЬКОЇ ОБЛАСТІ. Використання оцінок ступеня кризи, отриманих за допомогою пропонованих підходів, дозволило виробити ефективну стратегію подолання кризових явищ в енергетичному комплексі.
Підготовлені рекомендації з обґрунтування дій, спрямованих на за без-печення стабільного функціонування суб'єктів господарювання в енергетичному комплексі, з врахуванням їх можливого впливу на ступінь досягнення прийнятного рівня енергетичної безпеки регіону, дозволили підвищити рівень методичного, інформаційного й програмного забезпечення, що було підтверджено під час використання цієї методики в практичній роботі.
Запропоновані автором підходи, моделі й методики аналізу та оцінки враховані УПРАВЛІННЯМ ПАЛИВНО-ЕНЕРГЕТИЧНОГО КОМПЛЕКСУ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ ПОЛТАВСЬКОЇ ОБЛАСТІ при плануванні виробничо-господарської діяльності Полтавського регіону.
Особистий внесок здобувача складається в обґрунтуванні:
- факторного простору, що базується на енергетичному, макроекономік-ному, галузевому, соціальному та інноваційному блоках показників впливу і формує стан енергетичної безпеки регіону;
- послідовності відбору факторів, що впливають на функціонування енергетичного комплексу регіону і дозволяють провести класифікацію факторів впливу по блокам, для відображення спрямованості впливу;
- розробці методичного підходу до оцінки діагностування стану рівня енергетичної безпеки Полтавської області за ступенем кризи;
- прогнозування обґрунтованих індикативних показників блоків, що впливають на енергетичну безпеку регіону;
- у впровадженні отриманих методичних розробок в галузі енергозбе-реження Полтавської області.
У друкованих працях, що опубліковані в співавторстві, особисто здобувачеві належить: [2] - аналіз споживання і оплати енергоресурсів; [4] - обґрунтування зміни техніко-економічних показників ТЕЦ; [5] - обґрунтування наслідків впливу негативних факторів на енергетичну безпеку; [6] - формування індикативних блоків; [8] - класифікація факторів, що впливають на енергетичну безпеку території; [9] - обґрунтування на основі теоретичного аналізу комп-лексності проблеми енергетичної галузі; [10] - методика відбору інформації; [11] - методика відбору факторів, що впливають на енергетичний комплекс регіону.
Апробація результатів дисертації.
Основні положення дисертації доповідалися, обговорювалися й одержали схвалення на конференціях:
- науково-технічної конференції “Проблемы создания новых машин и технологий” ( КДПІ, Кременчук, 18-20 травня 1998 р.);
- міжвузівської науково-методичної конференції професорсько-викла-дацького складу “Актуальні проблеми навчання у ВУЗі” (22-23 квітня 1999 р., Кременчук КДПІ);
- міжнародної науково-технічної конференції “Проблеми створення нових машин і технологій” (22-25 травня 2000 р., Кременчук КДПІ);
- республіканської науково-методичної конференції “Екологія та енерго-менеджмент в сучасній вищій освіті” (м. Суми 2001 р.);
- щорічних науково-технічних конференціях молодих вчених і фахівців 2001-2002 р. м.Кременчук КДПУ;
- всеукраїнської науково-практичної конференції “Управління інновацій-ними проблемами виробничо-підприємницької діяльності” (24-25 жовтня 2002 р., м. Кременчук КДПУ);
- всеукраїнської науково-практичної конференції “Проблеми формування та реалізації іноваційної стратегії господарського суб’єкта” (22-23 травня 2003 р., м. Кременчук, КДПУ);
- міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта `2003” (Дніпропетровськ – Донецьк –Харків, 2003 р.);
- щорічних засіданнях професорсько-викладацького складу кафедри автоматизації управління електротехнічними комплексами НТУУ “КПІ (м.Київ, 2000-2004 р.р.);
- сьомої міжнародної конференції “Енергетична безпека Європи XXI сто-ліття. Іноваційні пріоритети” ( 7-10 вересня 2004 р., м. Київ).
Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи відображено у 11 пуб-лікаціях, з них 6 робіт в наукових фахових виданнях.
Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг дисертації складає 257 сторінок, у тому числі 134 сторінки основного тексту, 19 рисунків, 23 таблиць, список використаних джерел з 153 найменувань, та додатків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, сформульовано мету і задачі досліджень, наведено відомості про зв'язок роботи з науковими програмами, наукову новизну і практичну цінність роботи, апробацію і публікацію результатів досліджень та їх впровадження.
У першому розділі визначено особливості енергетичної галузі. Констатується складна ситуація енергетики, обумовлена неоднозначною економікою країни, а отже, і впливом цілого ряду факторів на функціонування енергетичного комплексу. На прикладі Полтавської області розглянутий галузевий профіль покупців енергоринку. Показано діаграми, що відбивають місткість ринку енергозбереження, а також структуру розподілу потенціалу по видах ТЕР.
Обґрунтовано висновок, що стабільне функціонування енергетичного комплексу - складна проблема, що повинна зважуватися на всіх рівнях, починаючи від державного апарату й включаючи сферу промисловості, виробничих систем, енергокомпаній, комунальних послуг.
У роботі на підставі літературного огляду по темі дисертаційного дослідження визначені сучасні можливі методи оцінки стану енергетичного комплексу. Встановлено, що для оцінки стану енергетичного комплексу варто застосовувати такі методи як факторний аналіз, метод головних компонентів, дискримінантний аналіз.
В другому розділі визначено вихідний склад факторів, що впливають на енергетичний комплекс Полтавської області. Прийнято вважати доцільним сформувати факторний простір показників з поетапним відбором факторів, що впливають. Як вихідна інформація за результатами теоретичного аналізу, в первісний склад включені 160 факторів. Після експертного відбору за результатами анкетування залишилося 70 факторів, які були згруповані в 6 груп. Структура й взаємозв'язки інформативних факторів наведені на рис. 1.
Після другого туру анкетування та обробки результатів опитування фахівців-експертів за допомогою експертно-статистичних методів виявлено достатню погодженість думок фахівців, зроблено вибір сукупності факторів і встановлення їхньої переваги.
Для остаточного формування факторного простору енергетичного комплексу регіону застосовано аналітичний метод - метод головних компонентів.
Рис.1. Схема Ісікава формування факторного поля енергетичного комплексу регіону
Рішення завдання методом головних компонентів зводиться до поетапного перетворення матриці вихідних даних Х:
Х Z R ( S ) A F
U V
де X – матриця вихідних даних розмірністю n m;
n – число об'єктів спостереження;
m – число елементарних аналітичних ознак;
Z – матриця стандартизованих значень ознак, елементи матриці:
;
R – матриця парних кореляцій;
Якщо попередня стандартизація даних не проводилася, то на даному кроці матриця
елементи матриці Х для розрахунку S центрованої величини:
;
діагональна матриця власних (характеристичних) чисел:
Безліч значень ?j знаходять рішенням характеристичного рівняння
| R – ?E | = 0.
?j – це характеристики варіацій, точніше, показники дисперсії кожного головного компонента.
У такий спосіб був визначений основний склад факторів для подальшого математичного моделювання: вироблена електроенергія, загальна кількість спожитої електроенергії, чистий імпорт електроенергії, максимальна потужність навантаження в зимовий режимний день, зроблено продукції народного вжитку, відпущено теплової енергії, вартість витрат на виробництво продукції, величина вантажних перевезень автотранспортом, довжина автомобільних доріг, кількість вантажних автомобілів, витрати на оплату праці, надходження в бюджет області, різниця дебіторської й кредиторської заборгованості, інвестиції в основні фонди, вартість основних фондів споживання ПЕР у галузі електроенергетики, загальне споживання ПЕР, споживання ПЕР у галузі чорної металургії, споживання ПЕР у галузі машинобудування й металообробки, споживання ПЕР у галузі хімічної й нафтохімічної промисловості, споживання ПЕР у галузі транспорту й зв'язку, трудові ресурси, загальний доход населення, чисельність населення, житловий фонд, чисельність зайнятого населення, обсяг іноваційних технологій, зроблено промислової продукції, кількість створених зразків нової техніки на території, кількість працівників, що виконують науково-технічні роботи, кількість організацій, що виконують науково-технічні роботи.
У третьому розділі на підставі виявлених факторів, що впливають, сформовано шість блоків показників енергетичного комплексу, а саме:
енергетичний, макроекономічний, фінансовий, галузевий, соціальний, іноваційний блок і блок результативності нових технологій.
На підставі сформульованих показників енергетичного комплексу запропоновано два варіанти оцінки стану енергетичного комплексу за рівнем безпеки (покомпонентний аналіз й аналіз згорнутих векторів).
Для покомпонентного аналізу запропоновано оригінальні правила побудови шкали і сама шкала оцінки рівня безпеки по кожному з індикативних показників енергетичного комплексу, блокам та по регіону в цілому. Дані шкали наведені в таблицях 1, 2.
Таблиця 1. Шкала оцінки станів територій за індикаторами енергетичного комплексу
Характер ситуації ЭБ по модифікованій методиці Характер ситуації (зона) Поз-на-чення Співвідношення індикаторів і граничних рівнів Баль-на оцін-ка
Нормальна Н Н 0 Хiн ХПК1,i 0
Анормальна П Початкова стадія ПК ПК1 ХПК1,i Хiн ХПК2,i 1
Критична стадія ПК ПК2 ХПК2,i Хiн ХК1,i 2
К Початкова стадія К К1 ХК1,i Хiн ХК2,i 4
Критична стадія К К2 ХК2,i Хiн ХК3,i 8
Таблиця 2. Шкала значень бальних оцінок ступеня кризовості ситуації по ЕБ
ЕБ по модифікованій методиці | Характер ситуації по ЕБ | Позначення | Сума бальних оцінок по блоку
Нормальна | Нормальна | Н | 0
Анормальна | П | Початкова стадія ПК | ПК1 | 1
Критична стадія ПК | ПК2 | 2;3
К | Початкова стадія К | К1 | 4-7
Критична стадія К | К2 | 8 і більше
Для аналізу згорнутих векторів запропонована комбінація методу експертних оцінок і дискримінантного аналізу. Алгоритм аналізу наступний.
На першому етапі за допомогою експертизи визначається ряд районів-зразків, що характеризують нормальний й анормальний рівень функціонування енергетичного комплексу. До районів-зразків відносимо ті райони, у яких найбільша погодженість думок експертів (погодженість думок оцінюємо за допомогою коефіцієнта конкордації). За даними районів, у яких найбільша погодженість думок експертів, виробляється формування двох матриць. За допомогою дискримінантного аналізу робимо класифікацію районів, що залишилися, на дві групи - нормальну й анормальну. Райони, що потрапили в анормальну групу, знову відправляються на експертизу, за результатами якої розділяють їх на дві групи - райони із кризовою та з передкризовою ситуацією. Використанням дискримінантного аналізу здійснюєм класифікацію районів, що залишилися, на дві групи з передкризовою й кризовою ситуацією.
Адаптований алгоритм розрахунку коефіцієнтів дискримінантної функції.
Інформація, що вводиться
Х1, Х2 - матриці районів зразків.
– вектор індикатора району, що підлягає класифікації,
де n - індекс району; p - індекс індикатора у векторі району.
Розрахункові співвідношення
- канонічна дискримінантна функція, (1)
де х1 і х2 - дискримінантні змінні;
аі - коефіцієнти дискримінантної функції.
Для множин Х1 і Х2 середнє значення функції й дорівнює:
; , (2)
де хij - середнє значення j-ї ознаки в об'єктах i-ї множини.
Коефіцієнти дискримінантной функції з умови:
.
Тоді:
, (3)
де n - індекс району;
р - індекс індикатора у векторі району;
А - вектор коефіцієнтів дискримінантної функції.
Внутрішньогрупова варіація може бути вимірюваною сумою квадратів відхилень:
;
- транспонована матриця відхилень індикаторів матриці районів-зразків від їхніх середніх величин у першій групі,
- аналогічна матриця для другої групи.
,
де S* - об’єднана коваріаційна матриця.
.
Міжгрупова варіація:
.
Для знаходження вектора коефіцієнтів дискримінантнї функції необхідно максимізувати міжгрупову варіацію й мінімізувати внутрішньо групову, або
.
Коефіцієнти дискримінантної функції:
, (4)
Для районів Полтавської області отримані дискриминантні функції.
Класифікація районів на дві группи з передкризовим та кризовим станом рівня енергетичної безпеки
Середнє значення функції для множини (М1) районів з передкризовим станом рівня енергетичної безпеки
= 211,111-87,978 + 30,284 +5,57 + 5,569 + 77,357 - 34,069 - 52,534- 28,890+ 9,555 - 41,945 –62,623 –5,021 + 22,401 + 74,703 –10,111 –21,951 + 44,262 + 33,672 –52,312 + 48,719 –6,771 –59,182 + 2,317 + 43,811 + 28,756 - 72,121 + 127,23 –24,358 = 248,068
Середнє значення функції для множини (М2) районів з кризовим станом рівня енергетичної безпеки
= 211,111-87,978 + 30,284 +5,57 + 5,569 + 77,357 - 34,069 - 52,534- 28,890+ 9,555 - 41,945 –62,623 –5,021 + 22,401 + 74,703 –10,111 –21,951 + 44,262 + 33,672 –52,312 + 48,719 –6,771 –59,182 + 2,317 + 43,811 + 28,756 - 72,121 + 127,23 –24,358 = -501,026
Константа дискримінації:
.
На основі даного алгоритму й методу експертних оцінок проведена класифікація районів Полтавської області на три групи з нормальним, передкризовим і кризовим рівнем стану енергетичного комплексу. Результати класифікації приведено в табл. 3.
Таблиця 3. Класифікація районів Полтавської області за ступенями кризовості
Райони з нормальним рівнем безпеки | Райони з передкризовим рівнем безпеки | Райони із кризовим рівнем безпеки
Великобагачанський | Гребінківський | Котелевський
Зіньківський | Диканьський | Кременчуцький
Кобеляцький | Новосанжарський | Миргородський
Лохвицький | Оржицький | Полтавський
Хорольський | Карлівський
Чорнухинський | Козельщинський
Чутівський | Машівський
Лубенський | Пирятинський
Решетилівський
Семенівський
Шишацький
У четвертому розділі на підставі відібраних факторів запропоновано використати модель прогнозування показників за допомогою теореми Байєса.
Байєсовський підхід, що виражає апріорну інформацію в термінах функції щільності розподілу ймовірностей, є більше зручним і гнучким, чим класичний, і дозволяє враховувати вплив різнорідної апріорної інформації, наявної в розпорядженні особи, що приймає рішення.
Вихідна інформація для розрахунків.
1. Апріорна інформація:
К – вибір класу моделей; –
параметри моделі;
Т – довжина передісторії;
N – ступінь поліномінальної моделі; –
випадкова величина, що має нормальний розподіл з нульовим середнім і відомою дисперсією;
- число прогнозних значень.
Рис.3. Вхідні компоненти та вихідна інформація процедури прогнозування факторів впливу енергетичного комплексу регіону на основі Байєсовского підходу
2.Вимірювальна інформація: –
вектор результатів вимірів; –
вектор значень моментів часу одержання індикаторів енергетичного комплексу.
Розрахункові співвідношення.
1. – визначення вектора оцінок параметрів моделі.
2. – визначення коваріаційно-вариаційної матриці апріорного розподілу.
3. Xt – вектор індикаторів енергетичного комплексу регіону.
4. Zt – проміжна матриця.
5. – система лінійних рівнянь.
6. – коваріаційно-варіаційна матриця апріорного розподілу.
7. – коваріаційно-варіаційна матриця апостеріорного розподілу.
8. – параметри моделі.
9. – прогнозне значення індикатора енергетичного комплексу.
10. – дисперсія прогнозного значення індикатора енергетичного комплексу.
C допомогою теореми Байєса спрогнозовані основні показники, що впливають на енергетичний комплекс регіону і дозволяють визначити стан району на рік вперед.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведено нове рішення наукової задачі оцінки й аналізу стану енергетичного комплексу регіону. Наведено теоретичне узагальнення, що полягає в пропозиції нових підходів до оцінки й аналізу стану енергетичного комплексу регіону. На підставі результатів виконаного дослідження зроблені наступні висновки:
1. Стійке функціонування енергетичного комплексу регіону - це процес, що потребує виявлення взаємозв'язків значної кількості взаємодоповнюючих та взаємовпливаючих енергетичних, макроекономічних, галузевих, фінансових, соціальних аспектів. При цьому необхідне рішення задачі аналізу стану енергетичного комплексу, яка впливає на енергетичну безпеку регіону. Тому, для достовірної оцінки енергетичної ситуації потрібен взаємоузгоджений розгляд питань забезпечення енергетичної безпеки, реалізований в застосуванні методів чисельної оцінки факторів впливу.
2. Енергетична безпека регіону залежить від адекватної оцінки енергетичного комплексу, орієнтованої на її підтримку, і залежить від рівня індикаторів енергетичного, макроекономічного, фінансового, галузевого, соціального та інноваційного блоків. Основою формалізації аналізу стану енергетичного комплексу регіону є запропонований в роботі метод експертних оцінок для визначення й відбору факторів, що дозволяє на першому етапі сформувати первісний факторний простір, що складається з 160 факторів, а на наступному зменшити його розмірність до 70 факторів.
3. Під час визначення факторів, що впливають, на функціонування енергетичного комплексу регіону доцільне поетапне перетворення матриці вихідних факторів, для відбиття найбільш важливих властивостей стану безпеки регіону, без перекручування характеру існуючої ситуації. Використання методу головних компонентів дозволяє додатково знизити розмірність факторного простору за засобами його перетворення..
4. Під час виконання індикативного аналізу за ознаками ступеня кризи стану енергетичного комплексу доцільне використання методів по компонент-ного аналізу й скалярного аналізу, приведених до одного числа показників, що дозволяє зробити оцінку рівня стану енергетичного комплексу району. Покомпонентний аналіз багатомірних векторів дає можливість визначити рівень стану енергетичного комплексу не тільки в окремих районах області, але й діагностувати стан блоків індикаторів енергетичного комплексу й окремих індикаторів конкретного району. Цей метод надає також можливість особі, що приймає рішення, робити висновки про наявну ситуацію, аналізуючи показники блоків індикаторів енергетичного комплексу. Запропоновані в роботі правила одержання покомпонентних оцінок дозволяють побудувати ефективну шкалу оцінок індикаторів, блоків індикаторів енергетичного комплексу й району в цілому.
5. Діагностування стану з використанням методу дискримінантного аналізу, що передбачає скалярне порівняння згорнутих векторів, в повній мірі здатне задовільно впливати на встановлення енергетичної безпеки. Це дає можливість провести класифікацію районів за ступенем кризи, експертна оцінка яких неоднозначна. Крім цього, даний метод дозволяє зменшити вплив суб’єктивної складової експертизи, а при нагромадженні достатнього обсягу інформації в групах районів-зразків виключити цей вплив. Так, для Полтавської області, за результатами дослідження пропонується поділ районів на три групи - з нормальним, передкризовим і кризовим станом енергетичного комплексу.
6. В умовах швидкозмінюваного зовнішнього середовища потрібно врахування швидкомінливих факторів. Використання теореми Байєса для прогнозування індикативних показників потрібно розглядати як засіб, що дозволяє врахувати швидкомінливі фактори, що дуже важливо для динамічної економіки й енергетики України в умовах проведення політики енергозбереження й введення нових потужностей. Для побудови прогнозної моделі стану енергетичного комплексу регіону, цей метод є більше зручним і гнучким, чим класичний, і дозволяє враховувати вплив різнорідної апріорної інформації, наявної в розпорядженні експертів. Це необхідно для того, щоб в повній мірі врахувати короткі тимчасові ряди, які відображають швидкомінливу енерго-економічну ситуацію.
7. Моделювання районів Полтавскої області дало змогу визначити за рівнем енергетичної безпеки три групи: з нормальним рівнем - 11 районів, з передкризовим рівнем -10 районів, з кризовим рівнем - 4 района.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ У РОБОТАХ
1. Залунина О.М. Некоторые аспекты проблемы энергосбережения Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды Кременчугского госу-дарственного политехнического института. Выпуск 2/1999 (7).- С.170-173.
2. Трифонов В.Г., Луговой А.В., Залунина О.М. Кризис неплатежей за энергоресурсы."Проблемы создания новых машин и технологий" Научные труды Кременчугского государственного политехнического института" 1999 г. Выпуск 1.- С.160-168.
3. Залунина О.М. О методике образования отпускного тарифа на теплоэнерго-ресурсы. Вестник Харьковского государственного политехнического уни-верситета 128`2000 технический прогресс и эффективность производства. ХГПУ- 2000.- С.222-226.
4. Трифонов В.Г., Залунина О.М. Изменение технико-экономических показателей ТЭЦ при применении новой методики расчета затрат на производство тепловой и электрической энергии при их комбинированной выработке. Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды Кременчугского государственного политехнического института. Выпуск 1/2000 (8).- С.230-235.
5. Розен В.П., Залунина О.М. Структура угроз энергетической безопасности и их характеристика. Вестник Национального Технического Университета “ХПИ” Сборник научных трудов Тематический выпуск “Технический прогресс и эффективность производства” 8-2`2000.- С.162-167.
6. Розен В.П., Залуніна О.М. Формування індикативних блоків для оцінки стану енергетичного комплексу регіону. Вісник технологічного універ-ситету Поділля №1, Хмельницький, 2007р..- С.147-150.
7. Залунина О.М. Взаимосвязь проблем анализа энергетической безопасности и устойчивого развития. Регіональні перспективи. Науково-практичний журнал 1(20) 2002.- С.156-158.
8. Розен В.П., Залунина О.М. Причинно-следственная взаимосвязь факторов, влияющих на энергетическую безопасность территории. Регіональні перспективи. Науково-практичний журнал 6(25) 2002.- С.11-13.
9. Розен В.П., Залунина О.М. Экономические аспекты энергетической отрасли. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта 2003” 20-24 січня 2003 року Дніпропетровськ-Донецьк-Харків том 27 економіка.- С.73-75.
10. Залунина О.М., Шалугин В.С., Розен В.П. Теоретико – информационный подход к проблемам подготовки энергоменеджеров. Вісник Сумського державного університету. Науковий журнал № 6(52) 2003.- С.183-187.
11. Розен В.П., Залунина О.М. Определение исходного состава факторов, влияющих на энергетическую безопасность территории. Наукові праці Кі-ровоградського державного технічного університету. Випуск 5. Частина 1. Кіровоград 2004.- С.313-321.
АНОТАЦІЯ
Залуніна О. М. Методи оцінки та прогнозування стану регіонального енергетичного комплексу. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.14.01 - “Енергетичні системи та комплек-си”. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2007.
Дисертаційна робота присвячена обґрунтуванню методів аналізу енергетичного комплексу регіону. У дисертаційному дослідженні розглянуто підходи оцінки й аналізу стану енергетичного комплексу. Розроблено поетапний відбір факторів, що впливають, що дозволяє проводити математичне моделю-вання для більш точного визначення факторного поля. Сформовано індикативні блоки енергетичного комплексу, що відбивають вплив факторного поля.
Запропоновано поділ районів Полтавської області за ступенями кризовості за допомогою дискримінантного аналізу й аналізу згорнутих векторів.
За результатами дослідження основних показників, що впливають, енергетичного комплексу Полтавської області, класифіковані райони з нормальним рівнем безпеки, з передкризовим рівнем безпеки й кризовим рівнем.
За результуючими факторами, що впливають, запропонована модель прогнозування показників енергетичного комплексу на основі Байєсовського підходу, з урахуванням впливу різнорідної інформації.
Ключові слова: енергетичний комплекс, дискримінантный аналіз, факторне поле, індикативні показники.
АННОТАЦИЯ
Залунина О.М. Методы оценки и прогнозирования состояния региональ-ного энергетического комплекса. Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.01 - “Энергети-ческие системы и комплексы”. Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2007.
Диссертационная работа посвящена обоснованию методов анализа и прог-нозирования состояния энергетического комплекса региона. В диссертационном исследовании рассмотрены подходы диагностирования ситуации состояния энергетического комплекса. Рассмотрено и уточнено понятие энергетической безопасности, используемой в отечественной практике.
Разработан поэтапный отбор влияющих факторов, включающий метод экспертных оценок, метод главных компонент, который позволяет проводить математическое моделирование для более точного определения факторного поля.
В целях формирования индикативных блоков энергетического комплекса классифицированы информативные факторы, которые позволяют определять блоки влияния и определять показатели этих блоков.
По результирующим влияющим факторам предложена модель прогнози-рования показателей энергетического комплекса на основе Байесовского подхода, для учета влияния разнородной информации, т.к. Байесовский подход является единой теорией, органично сочетающей в себе следующих три главных положения.
Положение 1. Параметр исследуемой модели или системы является случай-ным, причем случайность может трактоваться как в общепринятом смысле, так и в смысле неопределённости. Случайному параметру приписывается априорное распределение.
Положение 2. Результаты наблюдений и априорное распределение объеди-няются с помощью теоремы Байеса и с целью получения апостериорного распределения параметра.
Положение 3. Статистический вывод или решающее правило принимается исходя из максимизации ожидаемой полезности, в частности, минимизации потерь, связанных с применением этого правила.
Для прогнозирования ситуации наиболее удобным и гибким является Байесовский подход, выражающий априорную информацию в терминах функции плотности распределения вероятностей. Он позволяет учитывать влияние разнородной априорной информации имеющейся в распоряжении лица, принимающего решение, на параметры модели.
Надо отметить, что в условиях неограниченного возрастания выборки байесовские оценки совпадают с оценками классического подхода.
Процедура прогнозирования индикативных показателей энергетического комплекса с использованием ортодоксальной схемы Байесовского подхода является одним из подходов, обеспечивающих учёт такого элемента как индивидуальный опыт, и включение лица, принимающего решение, в логико-математический процесс принятия решений. На первом этапе процедуры исходная априорная оценка принимается на основании опыта, предварительных оценок по учёту влияющих факторов, реконструкция предприятий, введение новых генерирующих мощностей, строительство новых электропередач, внед-рения энергосберегающих мероприятий, увеличения выпуска продукции и др.
На втором этапе процедуры используется информация о фактическом влиянии и априорная оценка корректируется. При прогнозировании предпо-лагаемая оценка ? задаётся распределением вероятности h0 (?), которая в последствии уточняется при наличии информации о максимальном влиянии.
Предложено ранжирование районов Полтавской области по степени кризисности дискриминантным анализом и анализом свернутых векторов. Сформулированы правила построения шкалы оценки и сама шкала уровня безопасности по каждому из индикативных блоков.
По результатам исследования основных показателей энергетического комплекса Полтавской области, районы классифицированы с нормальным уровнем безопасности, с предкризисным уровнем безопасности и кризисным уровнем.
Ключевые слова: энергетический комплекс, дискриминантный анализ, факторное поле, индикативные показатели.
ANNOTATION
Zalunina O.M. Models of an estimation and the analysis of functioning and development of a regional power complex. The manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. on a speciality 05.14.01 “Power systems and complexes”. National technical university of Ukraine “Kiev polytechnical institute”, Kiev, 2007. Dissertational work is devoted to a substantiation of methods of the analysis of a power complex of region. Stage-by-stage selection of influencing factors which allows to spend mathematical modelling for more exact definition of a factorial field is developed. Are generated indicative blocks of a power complex reflecting influence of a factorial field. Ranging areas of the Poltava area on a degree of crisis by means of the discriminantal analysis and the analysis of the curtailed vectors is offered.By results of research of the basic influencing parameters of a power complex of the Poltava regoin, areas are classified with a normal level of safety, with a precritical level of safety and a crisis level.
The model of forecasting of parameters of a power complex on the basis of Bayes the approach, in view of influence of the diverse information is offered to influencing factors.
Підписано до друку 6.09.2007 р. Формат 21 ? 29,7 ?. Бумага офс.
Умов. друк. арк. 1,15. Наклад 100 прим. Зам. № 8-0907
ПП “Вібра Лабораторія”
Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру видавців,
виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції серія ДК № 2471 від 25.04.2006 р.
03057, м. Київ, вул. Смоленська, 31/33
Тел.: (044) 410-83-44, E-mail: info@vibra.com.ua
