Загальний опис моделі Вологодської області - «Губернатор»

Автори: Макаров В.Л., Сушко Е.Д., Бахтізін А.Р.

Однією з найважливіших завдань, що стоять перед владою різного рівня - як перед місцевою владою на рівні муніципальних утворень, так і перед регіональними на рівні суб'єктів Російської Федерації, а також перед федеральними органами державного управління, - є завдання розробки планів територіального розвитку. Для того щоб подібного роду проекти були реалізовані і принесли очікувані економічні і соціальні ефекти, кожен такий план повинен бути не тільки ретельно підготовлений, вивірений за термінами і ресурсів, але і узгоджений з планами сусідів на одному рівні ієрархії і планами суб'єктів інших рівнів. А крім того, при плануванні реалізації тих чи інших проектів, особливо великих, необхідно проаналізувати, як поведе себе об'єкт управління при можливих змінах зовнішнього середовища, особливо несприятливих, і які з цих змін є для реалізації проекту критичними. Саме з метою отримання якісних прогнозів параметрів керованої соціально-економічної системи в залежності від вжитих заходів, а також оцінок динаміки цих параметрів при можливих змінах зовнішнього середовища, розробники різних територіальних планів все частіше звертаються до такого інструменту, як імітаційне моделювання. Очевидно, що для правомірності застосування комп'ютерної моделі в процесі територіального управління необхідно, щоб вона, як мінімум:

• забезпечувала максимально можливе наближення до реальності, з тим, щоб дозволяти поширювати висновки, отримані в результаті комп'ютерних експериментів, на існуючий в дійсності об'єкт моделювання;
• мала розвиненим і зручним інтерфейсом, що забезпечує користувача наочним поданням процесів, що відбуваються в моделі (з обов'язковою прив'язкою їх до карти території об'єкта, що моделюється), а також можливістю управляти цими процесами.

Метою розробки мультиагентної моделі регіону було створення досить реалістичною комп'ютерної моделі, що імітує поведінку суб'єкта Російської Федерації (регіону) і правила його функціонування як складної соціально-економічної системи на основі реконструкції його внутрішньої структури, а також структури і поведінки діючих на його території самостійних економічних суб'єктів ( акторів). Тому в моделі регіону присутні агенти наступних типів, що відповідають основним видам економічних суб'єктів: 1) агенти - фізичні особи (люди - жителі регіону); 2) агенти - юридичні особи (підприємства, організації); 3) агенти - муніципальні райони. Типи агентів в моделі утворюють знизу вгору наступну ієрархію: агенти-люди → підприємства (організації), на яких люди працюють, → муніципальні райони, на території яких знаходяться підприємства і проживають люди, → регіон-суб'єкт РФ, до якого відносяться муніципальні райони.

Основою всього економічного життя в моделі служить діяльність агентів-людей, що реалізують свій трудовий потенціал. Звідси і максимально докладний опис в моделі структури особистості агентів-людей і зумовленого нею поведінки таких агентів в якості учасників виробництва. Агенти в моделі народжуються, дорослішають, вчаться, вибирають сферу діяльності (підприємство, організацію) і місце проживання (муніципальний район), працюють, виходять на пенсію, помирають. На кожному кроці роботи моделі (временнόм інтервалі, відповідному одному році в реальній дійсності) агенти споживають блага, створені раніше (в тому числі, користуються послугами систем охорони здоров'я та освіти); агенти же працездатного віку, крім того, вносять свій вклад в суспільне виробництво відповідно до свого трудового потенціалу і отримують заробітну плату, що залежить від їх кваліфікації.

Трудовий потенціал агентів наступних рівнів, таких як підприємства, муніципальні райони або ж регіон в цілому, є сукупністю трудових потенціалів включених в них агентів-людей. У моделі він обчислюється за допомогою процедур агрегування і впливає на інші характеристики агентів вищих рівнів, такі як обсяг і ефективність виробництва. Виробництво (реальний сектор), в свою чергу, служить джерелом бюджетних доходів, які на наступному кроці розподіляються за статтями витрат, в тому числі і на соціальну сферу.

Модель призначена для апробації різних варіантів керуючих впливів, пов'язаних з управлінням бюджетним процесом на рівні регіону. Крім того, модель дозволяє управляти умовами середовища агентів-людей на рівні муніципальних районів, в яких вони проживають, і галузей економічної діяльності, в яких вони зайняті. Модель також дозволяє проводити експерименти, варіюючи параметри зовнішньої для регіону середовища (наприклад, індекси зміни показників відтворення населення або величина податкового тягаря для підприємств окремих галузей), тобто, розглядаючи не тільки різні комбінації керуючих впливів, а й різні сценарії соціально-економічного розвитку країни в цілому.

Для адекватного моделювання трудового потенціалу регіону, його розвитку та використання, а також імітації процесів модель включає:

• процедуру прогнозування демографічної ситуації на території регіону і окремих його муніципальних районів;
• модель трудового потенціалу одного агента-людини і його поведінки як працівника;
• модель ринку праці;
• модель виробництва;
• модель формування і використання бюджету.

На основі цих процедур в моделі імітуються процеси відтворення населення - народжуваність і смертність; процеси підвищення кваліфікації агентів-людей, а також вибору ними місця роботи і / або місця проживання; взаємодія агентів-людей з агентами-підприємствами в процесі виробництва; взаємодія агентів-підприємств із зовнішнім для них середовищем - владою різного рівня - за допомогою сплати податків до бюджетів відповідних рівнів.

Модель «Губернатор» розроблена в середовищі AnyLogic і являє собою автономне додаток, що володіє інтерфейсом користувача, який дозволяє йому в процесі діалогу управляти ходом комп'ютерного експерименту. Додаток працює зі своєю інформаційною базою - комплексом Excel-таблиць, з яких зчитуються вихідні дані, необхідні для створення популяції агентів і середовища їх проживання, а також для імітації поведінки агентів.

Додаток написано на об'єктно-орієнтованої мови програмування Java, тому основою архітектури моделі служить система Java-класів:

• Головний клас забезпечує введення вихідної інформації; створення популяції агентів; установку стартового стану системи, відповідного базовому році імітації; відображення стану популяції на екрані; організацію діалогу з користувачем; організацію процесу імітації на кожному кроці.
• Клас муніципальних районів, що входять в Вологодську область. Район включає популяцію агентів-людей - його жителів, а також безліч з восьми агентів-видів діяльності, які представляють галузі на території району і відіграють в моделі роль підприємств. Таким чином, характеристиками району є узагальнюючі показники популяцій агентів - це половозрастная структура населення, розподіл населення за рівнем освіти, структура зайнятості (в тому числі, чисельність студентів вищих і середніх спеціальних навчальних закладів), а також результати діяльності галузей. Крім того, район має власний бюджет, в який відраховується частка зібраних на його території податків.
• Клас видів діяльності - галузей економіки регіону. Виділено наступні групи характеристик агентів цього типу:

• Організаційна структура: середня заробітна плата; розподіл працівників за рівнем освіти і відповідна диференціація оплати праці.
• Організаційна культура (специфічний для кожної організації набір цілей і відповідних критеріїв ефективності діяльності, а також ключових чинників, що визначають цю ефективність): ознака стабільності організації; ознака затребуваності творчих здібностей працівників; значимість активності працівників і швидкість їх кар'єрного зростання.
• Внутрішні чинники виробництва: обсяг наявних грошових коштів; агрегований трудовий потенціал працівників.
• Зв'язок із зовнішнім середовищем: податкове навантаження і кошти з бюджету.
• Система цінностей: а) для внутрішнього середовища - частка працівників з вищою освітою; питома трудовий потенціал та рівень задоволеності працівників; б) для зовнішнього середовища - результат діяльності і продуктивність праці.
• Виробнича функція: значимість факторів виробництва; обсяг виробництва (фінансування); стан.

• Клас агентів-жителів регіону. Агенти-люди мають набір характеристик, які обумовлюють їх цінність з точки зору участі в суспільному виробництві. Виділено наступні групи характеристик агентів цього типу:

• Психофізіологічні: вік, стать, стан здоров'я, рівень здібностей (окремо - здатність до творчості), темперамент. Наділення агента певним типом темпераменту визначає такі його властивості, як активність, швидкість реакції і здатність до адаптації в мінливих умовах зовнішнього середовища.
• Професійні: освіта, сфера діяльності, досвід роботи.
• Особистісні: ставлення до праці, особистісна спрямованість агента на зовнішній або ж на внутрішній світ (екстраверсія - інтроверсія). З цими характеристиками пов'язана і «система цінностей» агента, під якою розуміється пріоритетність його основних життєвих прагнень і відповідних критеріїв оцінки задоволеності своїм становищем. У моделі передбачені такі критерії як рівень доходу, впевненість в завтрашньому дні (стабільність), кар'єрний ріст і самореалізація - то є, враховуються різного роду індивідуальні переваги агентів.
• Інтегральні: трудовий потенціал та стан як рівень задоволеності.

Поведінка агента.

Процедури, які реалізують в моделі поведінку людини, відтворюють основні етапи, що складають структуру поведінкового акта з теорії функціональних систем фізіолога П.К. Анохіна. Спочатку визначається рівень домагань агента і на цій основі ідентифікується ситуація взаємодії із зовнішнім середовищем як вимагає прийняття будь-яких заходів. Далі слід формування програми дій і їх реалізація, а потім і оцінка досягнутого результату. Дії, доступні агенту в моделі: надходження на навчання, вибір / зміна місця роботи, зміна місця проживання (переїзд в інший район).

Для якомога точнішого відтворення в моделі процесів, що відбуваються в реальній дійсності, однаково важливо і коректне відтворення стартового стану модельованої системи, і правдоподібна імітація поведінки агентів, і правильна організація взаємодії агентів. У моделі між собою взаємодіють агенти різних рівнів: агенти-люди з агентами - підприємствами при наймі на роботу та в процесі виробництва. Ця взаємодія здійснюється на основі зіставлення особистих якостей агента і особливостей організаційної культури підприємств різних галузей. Організаційна культура визначає стабільність організації, що оцінюється агентом-працівником. З іншого боку, вона визначає попит на такі властивості агентів-працівників, як активність, креативність і кваліфікація - якщо агент відповідає вимогам організації, в якій він працює, то зростають результати його праці і заробітна плата.
Решта взаємодії в моделі здійснюються через зміни характеристик середовища. Так, умови, що впливають на агента і залежні від району його проживання - робоче місце; податкове навантаження; системи охорони здоров'я і освіти. Робота системи охорони здоров'я в моделі впливає на стан здоров'я кожного агента, яке служить одним з елементів його трудового потенціалу, а система освіти забезпечує необхідний рівень кваліфікації працівників, т. Е. Також впливає на величину трудового потенціалу агентів. Попит визначає наявність робочих місць на ринку праці.

Для установки стартового стану моделі і для її калібрування використовувалися дані про стан Вологодської області в базовому та наступних роках, представлені в збірниках Росстату. Крім того, були використані дані обстежень, проведених Інститутом соціально-економічного розвитку територій РАН (г. Вологда). Значення особистісних характеристик агентів-людей спочатку присвоюються їм за допомогою імовірнісних розподілів таким чином, щоб статистичні дані, розраховані на безлічі агентів, збігалися з реальними даними офіційної статистики. Модель відкалібрована на даних статистики про чисельність населення кожного муніципального району і його половозрастном складі, а також про структуру зайнятості за видами діяльності, статтю, віком та рівнем освіти працівників з відповідною диференціацією заробітної плати.

На малюнку 1 представлена ​​узагальнена блок-схема роботи моделі. А на малюнку 2 представлений екран-заставка моделі, що відкривається при її запуску.

Інтерфейс моделі налаштований на вирішення завдання управління доходами і видатками бюджетів двох рівнів - бюджету області і бюджетів муніципальних районів при деяких припущеннях про розвиток загальної економічної ситуації в країні. Це і зумовило вимоги до її інтерфейсу, такі як набір керованих параметрів, а також характер і форма відображення результатів роботи моделі на кожному кроці.

Основними параметрами моделі, за допомогою яких експериментатор може управляти протікають в симуляторі процесами (так само, як і реальними важелями впливу адміністрації МО на його соціально-економічний стан), служать показники дохідної частини бюджету: рівень податкового тягаря і частки податкових надходжень, що залишаються в бюджетах муніципальних районів; для видаткової частини бюджетів: нормативи бюджетних витрат на галузі соціальної сфери, а також кошти, вкладені в розвиток галузей реального сектора. Вибір контактів для відображення в інтерфейсі результатів симуляцій пов'язаний з критеріями оцінки благополуччя соціально-економічного стану МО і здійснювався з урахуванням вимог, що пред'являються до органів виконавчої влади МО з боку держави.

На рівні окремого району експериментатор може управляти такими характеристиками галузей, як чисельність зайнятих і середня зарплата в державному секторі, а також показники організаційної культури основних галузей економіки району, що грають роль підприємств.

Для сценарних розрахунків, пов'язаних зі змінами зовнішнього для регіону середовища, експериментатор може управляти індексами народжуваності і смертності.

Інтерфейс включає два робочих вікна, вид яких показаний на рис. 3-4.

На рис. 3 представлений скріншот головного (рівня регіону) робочого вікна моделі, на якому на карті-схемі Вологодської області видно угруповання муніципальних районів за питомими бюджетних доходів після розподілу Регіонального фонду підтримки муніципальних районів і Регіонального фонду компенсацій (після проведення процедури вирівнювання бюджетної забезпеченості районів). Крім того, інтерфейс моделі дозволяє здійснювати на базі цієї ж карти угруповання районів за значеннями таких розрахункових характеристик, як:

• самозабезпеченість бюджету - частка власних доходів в загальних доходах бюджету муніципального району (у відсотках);
• рівень задоволеності населення - частка працюючих агентів-жителів муніципального освіти, задоволених своїм становищем, в загальній чисельності зайнятих (у відсотках);
• загальна демографічна навантаження - чисельність агентів-жителів муніципального освіти молодше і старше працездатного віку, що припадають на 1000 агентів працездатного віку.

Мал. 1. Загальна схема роботи моделі «Губернатор»

Мал. 2. Заставка регіональної мультиагентной моделі «Губернатор»

Мал. 3. Інтерфейс моделі. Головне робоче вікно

Мал. 4. Інтерфейс муніципального району. Результат прогнозування на 6 років.

Індекси народжуваності і смертності варіюються за допомогою покажчика ( «бігунка»), а для інших перерахованих вище параметрів рівня області можна задавати значення в полях редагування.

Поля «Розрахунок майбутніх доходів бюджету», «Розрахунок ВИДАТКІВ за нормативами», «Розрахунок бюджету на Майбутній рік» та «Прийняти бюджет» є кнопками, натіскання на Які запускає відповідні процедури при потокової значення варійованіх параметрів моделі. Остання кнопка відіграє особливо роль - вона віклікає процедури балансування и Прийняття бюджетів усіх муніціпальніх районів, а потім Вже - бюджету області в цілому. Если баланс по області в цілому дорівнює нулю, то відбувається перехід до следующего року (следующего Кроку роботи моделі), в ІНШОМУ випадки Залишок коштів повинен буті розподіленій за статтю витрат користувачем.
Кнопками також є області, що зображують на карті муніципальні райони в межах їх кордонів, - натискання на них тягне перехід до вікна інтерфейсу відповідного району.

На рис. 4 представлений скріншот робочого вікна муніципального району через 6 кроків після старту, на якому видно структура доходів районного бюджету та інші соціально-економічні характеристики району в поточному році, а також динаміка вікової структури населення району. У цьому вікні представлений і інтерфейс організацій, розташованих на території району.

Значення всіх зазначених вище керованих параметрів муніципального району та організацій на його території можна задавати у відповідних полях редагування.
Поля «Розрахунок майбутніх доходів бюджету», «Розрахунок бюджету на майбутній рік» та «Прийняти бюджет» є кнопками, натискання на які запускає відповідні процедури для даного муніципального району при поточних значеннях варійованих параметрів. Остання кнопка викликає процедуру балансування і прийняття бюджету району. Якщо баланс не дорівнює нулю, то відбувається перерозподіл залишку коштів на користь останнього виду діяльності - інфраструктури. Поле «Назад» також є кнопкою і служить для повернення до головного вікна моделі.

Таким чином, за допомогою процедур розрахунку параметрів бюджетів двох рівнів, процедур розрахунку станів агентів-жителів регіону і їх дій як працівників, а також механізмів подальшого агрегування їх трудових потенціалів, шикуються ланцюжки впливу дій користувача на вихідні параметри моделі. Як результат дій, що управляють розглядається динаміка трудового потенціалу та рівня задоволеності населення області та окремих муніципальних утворень.
Адекватність моделі підтвердили проведені з її використанням чисельні експерименти по імітації динаміки стану населення Вологодської області, її муніципальних районів і підприємств на їх території при різних значеннях керованих параметрів.

З використанням моделі «Губернатор» були проведені чисельні експерименти по імітації динаміки стану населення Вологодської області, її муніципальних районів і підприємств на їх території при різних значеннях керованих параметрів моделі.

Експеримент 1. Управління розподілом доходів консолідованого бюджету між бюджетами двох рівнів. Керовані параметри - частки податкових надходжень, зібраних на території муніципальних утворень, що залишаються в їхньому бюджеті. Загальне податкове навантаження на підприємства різних галузей, а також на працюючих жителів області не збільшується, але надходять у вигляді податків кошти по-різному розподіляються між бюджетами двох рівнів.
Метою експерименту було простежити вплив перерозподілу податкових надходжень на такі характеристики муніципальних районів, як самозабезпеченість їх бюджетів і бюджетна забезпеченість на 1 жителя.

Експеримент 2. Управління бюджетними витратами на охорону здоров'я. Керований параметр - норматив бюджетних витрат на охорону здоров'я в розрахунку на одного жителя області. Метою експерименту було простежити вплив зниження нормативу бюджетних витрат на такі інтегральні характеристики, як частка практично здорових серед зайнятого населення, а також питома трудовий потенціал.

Експеримент 3. Управління взаємовідносинами організацій і їх працівників. Керовані параметри - характеристики організаційної культури видів діяльності, такі як цінність творчості працівників і швидкість їх кар'єрного зростання. У моделі приймається, що внесок кожного агента-працівника в загальний результат пропорційний його відносного потенціалу, який залежить і від можливостей самого агента як працівника, і від затребуваності його активності і креативності з боку його організації-роботодавця. Таким чином, зміна відповідних параметрів організаційної культури агентів-підприємств має впливати на відносний потенціал їх працівників.
Метою експерименту було простежити вплив змін в організаційній культурі підприємств на такі інтегральні характеристики агентів другого типу і Вологодської області в цілому як частка працівників, задоволених життєвими обставинами; питома відносний потенціал працівників, а також ступінь використання цього потенціалу.

Модель можна використовувати як інструмент планування при бюджетуванні, орієнтованому на результат, т. Е. При розподілі бюджетних ресурсів відповідно до цілей, завдань та функцій органів управління.

Детальніше про концепцію і конструкції моделі «Губернатор» , А також про результати проведених з її використанням комп'ютерних експериментів можна ознайомитися в розділі нашого сайту «Публікації».