Методи та засоби підтримки прийняття рішень формування та розвитку територіальних громад

Abstract

У дисертаційній роботі розв’язано актуальне науково-прикладне завдання, яке полягає у розробленні математичних методів та програмних засобів для системи підтримки прийняття рішень формування та розвитку територіальних громад . Розроблено математичні методи формування територіальних громад. Побудовано математичну модель формування територіальної громади як задачу багатокритерійної оптимізації розбиття зв’язного графу на зв’язні під графи на основі ройових алгоритмів. За допомогою анкетування мешканців територіальних громад визначено, що першочерговими задачами є - ремонт доріг та адміністративних будівель у межах територіальної громади. На основі модифікації алгоритму Пріма – створено план моделювання ремонту доріг. Першочерговість задач ремонту адміністративних будівель вирішується зведенням задачі планування до задачі динамічного програмування. Розроблено структуру системи підтримки прийняття рішень формування та розвитку територіальних громад та реалізовано програмне забезпечення її окремих модулів. Здійснено апробацію пропонованих методів та алгоритмів. В диссертационной работе решена актуальная научно-прикладная задача, которая заключается в разработке математических методов и программных средств для системы поддержки принятия решений формирования и развития территориальных общин. Разработаны математические методы формирования территориальных общин. Построена математическая модель процесcа формирования территориальной общины как задача многокритериальной оптимизации разбиения связного графа на связные подграфы на основе роевых алгоритмов. С помощью анкетирования жителей территориальных общин определено, что первоочередными задачами являются - ремонт дорог и административных зданий в пределах территориальной общины. На основе модификации алгоритма Прима - создан план моделирования ремонта дорог. Первоочередность задач ремонта административных зданий решается сведением задачи планирования к задаче динамического программирования. Разработана структура системы поддержки принятия решений формирования и развития территориальных общин и реализовано программное обеспечение ее отдельных модулей. Осуществлена апробация предлагаемых методов и алгоритмов. The dissertation is devoted to solving the actual scientific and applied problem, which consists in the development of mathematical methods and software tools for the system of support of decision making of the formation and development of territorial communities. The efficiency of the development of mathematical methods and software for decision-making support for the formation and development of territorial communities is substantiated. A mathematical model of the process of formation of a territorial community as a multi-criteria optimization task for the partition of a coherent graph on connected graphs, which belongs to a class of NP-complete problems, was constructed. It is proposed to solve this problem by using the swarm algorithms: the hybrid of the ant colony's algorithm and the particle swarm method, for splitting the graph into sub-graphs and the algorithm of gray wolves to find the administrative centers. To set up the free parameters of the routing algorithms, machine learning with reinforcement was used, namely the genetic algorithm. The method of solving the problem of multicriteria optimization of the formation of territorial communities was improved by adjusting the free parameters of such algorithms using a genetic algorithm, which made it possible to increase the efficiency of the use of separate roaming algorithms for the formation of territorial communities. A survey of residents of territorial communities was conducted to determine the priority of solving problems within the community. The results of the questionnaire were processed using expert assessments. The coefficient of concordance is determined and shows the strong consistency of expert opinions. It was determined that the primary tasks of constructing a mathematical model of the process of development of territorial communities are the tasks of repairing roads and administrative buildings (schools, kindergartens, hospitals, etc.). The Prima algorithm is designed for the task of planning road repair within the territorial community, which takes into account the constraints on resources. The task of scheduling repair of administrative buildings to the problem of dynamic programming is set up. The structure of the decision-making support system for the formation and development of territorial communities was developed and the software of its individual modules was implemented. Probation of proposed methods and algorithms is carried out.