Рационализация управления состоянием энергосбережения в регионе на основе прогностических и классификационных моделей

Актуальность темы

Одним из главных факторов, определяющих в настоящее время социально-экономическое состояние региона, является эффективное использование энергетических ресурсов и повышение энергетической безопасности. Основные требования энергоэффективности хозяйственных комплексов определены Федеральным Законом «Об энергосбережении» от 03.04.96 № 28-ФЗ и рядом и рядом последующих постановлений правительства РФ. Их реализация на уровне региона требует формирования системы управления состоянием энергоснабжения как составной части многоуровневой системы управления экономикой территории. Эффективной формой такого управления становится формирование и реализация региональной программы энергосбережения.

Несмотря на теоретические исследования в этой области, практический опыт по стимулированию потребителей энергоресурсов, дальнейшее развитие организационных, правовых, методологических, научно-технических и финансовых условий, обеспечивающих повышение энергоэффективности региональной экономической системы, требует привлечения методов теории управления и системного анализа. Управление региональной программой энергосбережения следует организовывать с учетом возможностей интеллектуальной поддержки управленческих решений с использованием компьютерных технологий.

Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью инновационного подхода к реализации мероприятий по энергосбережению в регионе на основе рационализации управленческих решений с использованием методов моделирования и оптимизации показателей энергоэффективности потребителей энергоресурсов.

Работа выполнена в соответствии с Законом Воронежской области «Об энергосбережении» от 24.12.98 № 72-П-ОЗ в рамках основного научного на5 правления Воронежского государственного технического университета «Проблемно ориентированные системы управления» .

Цель и задачи исследования

Целью диссертации является создание комплекса моделей и алгоритмов рационального выбора управленческих решений, обеспечивающих достижение требований энергоэффективности региональной экономической системой на основе прогнозирования и классификации состояния энергосбережения потребителей энергоресурсов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи: проанализировать современные подходы к формированию и реализации региональных программ энергосбережения и определить пути интеллектуальной поддержки этого процесса на основе методов моделирования и оптимизации с применением современных компьютерных технологийсформировать процедуры построения классификационных и прогностических моделей энергоэффективности потребителей энергоресурсов на базе экспертной и ретроспективной информации с учетом дуального характера динамики показателейразработать оптимизационные модели и алгоритмы принятия решений, базирующиеся на классификационных и прогностических моделях, для интеллектуальной поддержки системы управления состоянием энергосбережения в регионевнедрить разработанные компоненты математического обеспечения при реализации основных требований по энергосбережению потребителями энергоресурсов в Воронежской области.

Методы исследования. При выполнении работы использованы основные положения системного анализа, теории управления, методы прогнозирования, классификации, теории вероятностей, моделирования, оптимизации и экспертного оценивания. 6.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной: процедура прогнозирования степени однородности потребителей энергоресурсов, отличающаяся вычислением относительной энтропийной оценки для двух классификационных моделей: по показателю потребления и набору индикаторов энергоэффективности и обеспечивающая целенаправленное управление состоянием энергосбережениядуальная прогностическая модель динамики энергоэффективности потребителей энергоресурсов, позволяющая оценить на основе канонического разложения случайного процесса долгосрочную и краткосрочную тенденции в изменении состояния энергосбережениямногоэтапная схема рационального выбора совокупности элементов региональной программы энергосбережения и степени их реализации для конкретных групп потребителей энергоресурсов, отличающаяся использованием лингвистических переменных и экспертного оценивания при построении многоальтернативных оптимизационных моделей и двухэтапных процедур рандомизированного направленного перебора при принятии управленческих решенийоптимизационная модель и алгоритм распределения функций многоуровневого управления региональной программой энергосбережения, обеспечивающие эффективный характер реализации каждой функции звеньями организационной структуры с учетом их значимости и трудоемкости выполнения.

Практическая ценность работы и результаты внедрения. Разработано методическое обеспечение по использованию компьютерной системы интеллектуальной поддержки формирования региональной программы энергосбережения и планов мероприятий по ее реализации для групп пользователей энергоресурсов. Сформированы предложения управленческого характера для документов, регламентирующих комплексную оценку потребителей энергоресурсов 7 по финансово-экономическим показателям энергоэффективности в соответствии с информацией, в автоматизированной базе данных.

Результаты диссертации внедрены в фирме «Энергорусь» при реализации программы энергосбережения. Достигнутая энергоэффективность обслуживаемых потребителей энергоресурсов Воронежской области определяется снижением энергоемкости ВВП в среднем на 7%, повышением степени оснащенности приборами учета расхода энергоресурсов на 38%, увеличением внебюджетных средств, выделяемых на энергосбережение на 46%.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Всероссийском совещании-семинаре «Математическое обеспечение информационных технологий в технике, образовании и медицине» (Воронеж, 1997) — Всероссийском совещании-семинаре «Интеллектуальные системы региональной информатики» (Воронеж, 1998) — Всероссийской конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» — общероссийском совещании государственных органов регулирования естественных монополий в энергетике (Москва, 1999) — конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного технического университете (Воронеж, 1997;1999).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 111 страницах, списка литературы из 69 наименований, приложения, содержит 10 рисунков, 10 таблиц.

Выводы четвертой главы.

1. С целью преодоления отрицательных тенденций в динамике потребления энергетических ресурсов на всю произведенную продукцию в Воронежской области целесообразно проведение структуризации внутреннего потенциала энергосбережения и энергозатратности производства, направленной на формирование альтернативных вариантов мероприятий по рациональному использованию и экономическому расходованию энергетических ресурсов.

2. Для оценки результативности системы управляющих воздействий на состояние энергосбережения в Воронежской области приемлемым являются наиболее информативные показатели энергоэффективности, проранжирован-ные на основе групповых экспертных оценок и вычисляемые на основе данных о потребителях энергоресурсов в автоматизированной базе данных.

3. Эффективный подход к разработке программы энергосбережения Воронежской области базируется на принятой классификации потребителей энергоресурсов, оптимальном выборе мероприятий по повышению энергоэффективности для каждой группы и их интеграции на уровне ресурсных возможностей региональной экономической системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Управление состоянием энергосбережения на региональном уровне существенным образом зависит от особенностей групп потребителей энергоресурсов, характерных для данной территории. Эффективность принятия управленческих решений достигается на основе интеллектуальной поддержки этого процесса с использованием прогностических и классификационных моделей. Построение указанных моделей обеспечивает рациональное соотношение по показателям энергоэффективности между нисходящей и восходящими схемами оптимизации комплекса мероприятий энергосберегающего характера при формировании и реализации региональной программы энергосбережения. При решении перечисленных научных задач управления региональной экономической системой получены следующие основные результаты:

1. Проанализированы пути рационализации управления энергосбережением на региональном уровне и обоснованы требования к развитию методов интеллектуальной поддержки принятия решений по обеспечению энергоэффективности групп потребителей энергоресурсов.

2. Проведено экспертное моделирование энергоэффективности потребителей энергоресурсов, на основе которого проранжированы и выделены базовые показатели для принятия управленческих решений.

3. Введена количественная оценка степени неоднородности потребителей энергоресурсов, определяющая управляемость состоянием энергосбережения в регионе в зависимости от группирования потребителей по одномерной и многомерной классификационным моделям.

4. Предложена процедура построения дуальных прогностических моделей динамики энергоэффективности потребителей энергоресурсов, основанные на каноническом разложении случайных процессов.

5. Разработана процедура формирования комплекса мероприятий энергосбережения для региональной программы энергосбережения по оптимизацион.

Ill ной модели максимальной значимости для классификационных групп с учетом выделяемого по разным направлениям ресурсного обеспечения.

6. Предложена многоэтапная схема рационального выбора системы мер воздействий на потребителей энергоресурсов с целью обеспечения программных требований в зависимости от прогнозируемых по дуальной модели динамики состояния энергосбережения и экономических условий его улучшения в регионе.

7. Сформированы оптимизационная модель и алгоритм распределения функций многоуровневого управления программой энергосбережения, ориентированные на целесообразный уровень передачи управленческих решений между потребителями энергоресурсов и руководством энергетического комплекса.

8. На основе анализа состояния энергосбережения в Воронежской области оптимизирована структура мероприятий, рекомендуемых для программы энергосбережения и обеспечено повышение энергоэффективности потребителей энергоресурсов, обслуживаемых фирмой «ЭнергоРусь».