СИСТЕМА НЕЧЕТКОГО ВЫВОДА ОЦЕНКИ ТЕКУЩЕЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СЕТИ ОПЕРАТОРА СВЯЗИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Предметом исследования выбраны экономические характеристики элементов сети оператора связи при осуществлении их эксплуатации. Описаны общие принципы получения текущей оценки экономического состояния элемента сети передачи данных оператора связи (проекта). В качестве входной информации для получения текущей оценки экономического состояния проекта использованы коэффициент отклонения от плана по прибыли и коэффициент отклонения от плана по рентабельности. Обосновано использование элементов теории нечетких множеств для обобщения экспертных мнений по используемым коэффициентам. Разработана система нечеткого вывода, позволяющая диагностировать текущую экономическую эффективность рассматриваемого проекта. Использован алгоритм Mamdani и гауссовы функции принадлежности для реализации системы нечеткого вывода. Для выполнения промежуточных расчетов, связанных с получением информации о текущей экономической эффективности проекта, предложены следующие показатели: количество абонентов; входящий денежный поток; запланированные затраты на обслуживание оборудования проекта; запланированные систематические платежи; реальное количество абонентов проекта; реальная величина входящего денежного потока; реальные систематические платежи; дополнительные незапланированные платежи. Описана процедура определения значений промежуточных переменных для получения информации о текущей экономической эффективности эксплуатации структурного элемента сети оператора связи, разработана IDEF0 диаграмма данного процесса.

Ключевые слова:
элементы сети оператора связи, экономическая эффективность проекта, система нечеткого вывода
Текст
Введение Особенностью эксплуатации системы связи является большое территориальное распределение элементов топологической структуры сети оператора по региону обслуживания. Территориальное расположение объекта связи может существенным образом влиять на его эксплуатационные затраты и экономические показатели, связанные с прибылью. Практика и обзор работ [1-4] показывают, что наиболее часто при оценке экономической эффективности различных проектов предпочтение отдается таким интегрированным показателям, как чистый дисконтированный доход (NPV), индекс рентабельности (PI), внутренняя норма доходности (IRR), срок окупаемости (PP). Спецификой использования подобных показателей является ориентированность на сравнительно большой период получения оценок, как правило, он равен одному году. Использование подобных показателей для оценивания текущего состояния элемента сети передачи данных, ориентированного на коммерческую эксплуатацию, затруднительно. Причина затруднений связана с тем, что для оперативного принятия решений по корректировке детальности проекта требуется получение информации об оценке его эффективности за более короткие периоды. Подобный мониторинг экономической эффективности узлов сети связи позволит, в случае необходимости, скорректировать операционную деятельность и маркетинговые мероприятия оператора, связанные с эксплуатацией контролируемого оборудования. Цель работы - представление и реализация методики по оценке текущей экономической эффективности эксплуатации элементов телекоммуникационной системы оператора связи. Описание общих принципов получения текущей оценки экономического состояния элемента сети передачи данных оператора связи В рамках данного исследования под проектом будем понимать эксплуатацию элемента сети передачи данных оператора связи. Для получения таких финансовых характеристик проекта, как чистый дисконтированный доход (NPV), индекс рентабельности (PI), внутренняя норма доходности (IRR) и срок окупаемости (PP), используются следующие показатели: капитальные и эксплуатационные затраты; объем входящего денежного потока, получаемый от реализации проекта; макроэкономические показатели, связанные с текущими инфляционными процессами государства. Таким образом, при проведении расчетов интегрированных финансовых показателей проекта получаются промежуточные результаты расчета, такие как планируемая доходность проекта (англ. revenue - доход) и планируемые расходы проекта (англ. expenditure - расходы). Особенностью показателей и является то, что в них учтены показатели, связанные с затратами на реализацию и эксплуатацию проекта при условии, что проект достигнет определенных целей его реализации (в рамках проводимых исследований это получение прибыли от реализации услуг связи). Кроме того, показатели и рассчитываются, как правило, для более коротких периодов, чем для интегрированных показателей. Причиной является специфика проведения части эксплуатационных затрат (оплата работникам, плата за предоставление дополнительной полосы пропускания канала, оплата энергообеспечения, различные виды арендной платы за места расположения оборудования) и получения прибыли (ежемесячное внесение абонентской оплаты клиентами оператора). Реальные финансовые результаты проекта можно обозначить в виде параметров и . Таким образом, для текущего контроля проекта можно использовать показатели, которые зависят от планируемых и реальных финансовых результатов проекта: - коэффициент отклонения выполнения от планируемых входящих денежных потоков проекта за -й период времени; с учетом того, что параметр впоследствии планируется использовать в системе обработки информации, его целесообразно определять при помощи соотношения вида (1) где - коэффициент достижения плана по прибыли за интересуемый период времени. Величина определяется с использованием размера прибыли , полученной в результате деятельности проекта, к объемам прибыли, которая была запланирована в экономическом обосновании : (2) - коэффициент отклонения выполнения от планируемой текущей рентабельности проекта за -й период времени: (3) где - фактическая и планируемая рентабельность проекта, которые, соответственно, определяются соотношениями: (4) (5) Для дальнейшего удобства использования соотношение (3) целесообразно преобразовать к виду (6) С учетом соотношений (1) и (4) диапазон значений параметров и находится в пределах [-100, +100]: . (7) Для оценивания текущего состояния экономической эффективности определенного структурного элемента сети оператора связи предлагается обобщить взаимное влияние переменных и при помощи функционала вида (8) где - оператор, используемый для обработки переменных и . Разработка системы нечеткого вывода для получения текущей оценки экономического состояния элемента сети передачи данных оператора связи Учитывая, что на настоящем этапе опыт применения подобной методики наработан недостаточно, для реализации оператора целесообразно использовать систему, позволяющую обобщить опыт экспертов. Как известно из работ [5-9], для обобщения экспертных знаний наиболее целесообразно использование методов теории нечетких множеств. В качестве теоретического метода реализации оператора предлагается использование алгоритма Mamdani. В работе [10] реализация системы нечеткого вывода для получения текущей экономической оценки проводится при помощи выполнения последовательности следующих операций. 1. Преобразование четких значений переменных , и в нечеткую форму: , , ; преобразование проводится при помощи гауссовых функций [11] принадлежности , где - наименование описываемого терма; - наименование описываемой переменной; каждая нечеткая переменная описывается набором термов , где - мощность терм-множества, описывающего определенную переменную; относительно переменных , , их представление показано на рис. 1 и 2; при этом по оси абсцисс располагается шкала значений четкой переменной, а шкала ординат показывает степень принадлежности четкого значения к определенному терму из терм-множеств, описывающих переменную. Рис. 1. Вид функций принадлежности для описания переменных и : NB - низкий; NM - между низким и средним; Z - средний; PM - между средним и высоким; PB - высокий Рис. 2. Вид функций принадлежности для описания переменной : PMZ - скорее средний, чем высокий; PMB - скорее высокий, чем средний 2. После идентификации переменных проводится формирование базы знаний, которая состоит из продукционных правил вида (9) где - номер правила. База знаний формируется на основе обобщения правил вида (9), учитывающих различные комбинации термов входных и выходных переменных. Продукционная база знаний обладает свойствами полноты и связанности. Правила согласованы, исключена противоречивость и избыточность, функции принадлежности содержательно интерпретируются, нечеткие множества выпуклые и нормальные. Формально базу знаний можно представить в виде (10) где - уровень значимости правила, величина которого определяется экспертом в процессе формирования базы знаний. С учетом (9), (10) процесс обработки информации о значениях переменной при помощи оператора в соотношении (8) можно описать следующим образом: 1. Преобразование значений входных переменных от четких значений к нечетким при помощи функций принадлежности соответствующих термов; применительно к соотношению (8) это можно описать следующим образом: (11) 2. На основании конструкции правил вида (9) производится агрегирование подусловий, которое, с учетом [10], описывается соотношением (12) операция выполняется для каждого правила, входящего в базу знаний (10). 3. С использованием уровня значимости правил , проводится их активация, которая, с учетом [10], описывается соотношением (13) 4. Далее производится аккумулирование значений проекций результатов вычислений по соотношению (13) на функции принадлежности выходной переменной: (14) 5. В завершение при помощи операции дефазификации происходит вычисление итогового нечеткого значения выходной переменной к четкой числовой форме : (15) Применительно к алгоритму Mamdani в работе [10] используется метод центра тяжести - Centroid. Обобщение значений переменных и с учетом соотношений (9)-(15) и значений нечетких переменных, показанных на рис. 1 и 2, приведено на рис. 3. Рис. 3. Обобщение экспертных знаний о взаимном влиянии переменных и на значение Следующим шагом проведения исследований является описание процедуры определения значений промежуточных переменных для получения текущей оценки экономического состояния элемента сети передачи данных оператора связи. Описание процедуры определения значений промежуточных переменных для получения текущей оценки экономического состояния элемента сети передачи данных оператора связи Для выполнения промежуточных расчетов, связанных с получением значений переменных соотношений (1)-(8), необходим сбор информации, связанный с параметрами, идентифицирующими следующие виды информации: - - количество абонентов, которое планируется привлекать в определенные бизнес-планом проекта контрольные периоды; - - входящий денежный поток, который планируется получать от абонентов; - - запланированные затраты на обслуживание оборудования проекта, связанные с оплатой труда персонала, транспортные расходы и т. д.; - - запланированные систематические платежи, связанные с внесением арендной платы за места размещения оборудования, оплату потребленных энерго- и других видов ресурсов, налоговые отчисления; расходы, связанные с приобретением дополнительной канальной емкости у других операторов-партнеров; - - реальное количество абонентов проекта, достигнутое на определенные контрольные периоды; - - реальная величина входящего денежного потока, получаемая оператором на одного абонента; - - реальные затраты на обслуживание оборудования проекта, связанные с оплатой труда персонала, транспортные расходы и т. д.; - - реальные систематические платежи, связанные с внесением арендной платы за места размещения оборудования, оплату потребленных энерго- и других видов ресурсов, налоговые отчисления; расходы, связанные с приобретением дополнительной канальной емкости у других операторов-партнеров; - - дополнительные незапланированные платежи, связанные с реализацией и эксплуатацией проекта (штрафы, неустойки, вынужденные меры на устранение предписаний контролирующих органов и т. д.). Обобщение параметров и позволяет определить планируемый входящий доход проекта: . Если оператором обслуживаются различные группы абонентов, у которых предусмотрены различные тарифные планы, то планируемый входящий денежный поток определится из соотношения вида (16) где - номер группы, к которой относится абонент. Параметры и позволяют определить суммарные эксплуатационные затраты, , которые несет оператор, связанные с определенным проектом. Как показывает обзор работ [12, 13], параметры и являются интегрированными и зависят от определенного типа проекта, поэтому в общем параметр целесообразно описать соотношением (17) где и - номера видов затрат на обслуживание и систематических платежей, связанных с эксплуатацией проекта. Аналогично определяются параметры, описывающие реальное финансовое состояние определенного структурного элемента сети оператора связи: (18) Текущие затраты вычисляются исходя из сведений о величине реальных затрат на обслуживание, систематических и незапланированных затрат . Аналогично (17), учитывая, что затраты для каждого типа проекта могут отличаться в обобщенном виде, их получение можно описать соотношением вида (19) где , и - номера видов затрат на обслуживание, систематических и незапланированных затрат, связанных с эксплуатацией проекта. Если происходит изменение макроэкономических показателей, требуется корректировка плановых параметров по прибыли и затратам. Для удобства восприятия процесса оценивания текущей экономической эффективности структурного элемента сети оператора связи соотношения (1)-(19) предлагается обобщить в виде IDEF0-диаграммы (рис. 4). Рис. 4. IDEF0-диаграмма получения оценки текущего экономического состояния элемента сетевой инфраструктуры оператора Схема получения информации о состоянии экономической эффективности эксплуатации структурного элемента сети оператора связи приведена на рис. 5. Рис. 5. Схема получения информации о состоянии экономической эффективности эксплуатации структурного элемента сети оператора связи Как видно из рис. 5, источниками текущей информации о состоянии объекта сети оператора являются биллинговая система и система бухгалтерского учета, а источниками ретроспективной информации выступают системы анализа проектов на этапе их планирования. Обобщение подобной информации при помощи соотношений (16)-(19) и последующее использование системы нечеткого вывода, описанной соотношениями (9)-(15), позволяют получить оценку эффективности эксплуатации структурного элемента сети оператора связи. Полученные схемы (рис. 4, 5) позволяют описать интеграцию предложенных теоретических положений по получению текущей экономической оценки структурного элемента сети с системами управления операционной детальностью и бизнес-процессами (OSS/BSS систем), используемых операторами связи. Обобщение данных о полученной информации по объектам оператора связи позволяет построить матрицу экономической эффективности узлов сети. Представление подобной информации в матричной форме, с учетом дополнительных видов информации о социально-эконо-мических показателях региона, где работает оператор, и сведений о развитии рынка телекоммуникаций в целом позволит упростить процесс ранжирования устройств с целью определения очередности проведения модернизации технического состояния и корректировки маркетинговой политики предприятия. Методика по оценке текущей экономической эффективности эксплуатации элементов телекоммуникационной системы оператора связи может быть использована ЛПР для принятия управленческих решений по корректировке финансовой стратегии [14] развития оператора связи. В перспективе целесообразно создание компьютеризованной СППР [15], позволяющей автоматизировать повторяющиеся расчеты по данной методике, а также формировать базу количественных характеристик. Заключение В результате проведенных исследований предложена и реализована методика оценки текущей экономической эффективности эксплуатации элементов сети оператора связи. Сущность методики заключается в обобщении информации, заложенной в бизнес-плане определенного проекта, и экономической информации, полученной в ходе его эксплуатации. Для получения оценки экономической эффективности определенного проекта идентифицированы два показателя - коэффициент отклонения от плана по прибыли и коэффициент отклонения от плана по рентабельности . Особенностью показателей является то, что для их получения используются только сведения о текущих экономических показателях проекта, в частности плановое и реальное количество абонентов, величина получения прибыли от эксплуатации проекта, величина плановых и реальных эксплуатационных, систематических и несистематических затрат. На основании анализа экспертной информации проведено обобщение взаимного влияния параметров и в виде системы продукционных правил при помощи системы нечеткого вывода. Полученная выходная переменная позволяет диагностировать текущую экономическую эффективность эксплуатации элементов сети оператора связи. Методика по оценке текущей экономической эффективности эксплуатации элементов телекоммуникационной системы оператора связи может быть использована ЛПР для принятия управленческих решений по корректировке финансовой стратегии развития оператора связи. В перспективе целесообразно создание компьютеризованной СППР, позволяющей автоматизировать повторяющиеся расчеты по данной методике, а также формировать базу количественных характеристик. Накопленные в информационном пространстве СППР ретроспективные количественные данные о текущем экономическом состоянии системы оператора связи могут быть использованы для построения математических моделей с целью выявления зависимостей и прогнозирования экономических и эксплуатационных характеристик элементов сети оператора связи.
Список литературы

1. Ефимов Е. Н. Инвестиционный анализ проекта информационных технологий в условиях неопределенности // Изв. Юж. федер. ун-та. Технические науки. 2014. № 8. C. 66-74.

2. Крюков С. В. Сравнительный анализ подходов к оценке эффективности инновационных проектов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2010. № 11. С. 68-75.

3. Коссов В. В., Лившиц В. Н., Шахназаров А. Г. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. М.: Экономика. 2000. 421 с.

4. Куликов Д. Л., Кучеров А. А. Становление и развитие методов оценки эффективности инновационных проектов // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1. URL: https://www.science-education.ru/ ru/article/view?id=19451 (дата обращения: 21.01.18).

5. Литвак Б. Г. Экспертные технологии в управлении: моногр. М.: Дело, 2004. 232 с.

6. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой информации. М.: Наука, 1981. 206 с.

7. Рыжов А. П. Элементы теории нечетких множеств и измерения нечеткости. М.: Диалог-МГУ, 1998. 102 с.

8. Сидельников Ю. В. Системный анализ технологии экспертного прогнозирования. М.: Изд-во МАИ, 2007. 348 с.

9. Усков А. А., Кузьмин А. В. Интеллектуальные технологии управления. Искусственные нейронные сети и нечёткая логика. М.: Горячая Линия - Телеком, 2004. 143 с.

10. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. М.: Горячая линия - Телеком, 2007. 288 с.

11. Бобырь М. В., Нассер А. А., Абдулджаббар М. А. Исследование свойств мягкого алгоритма нечетко-логического вывода // Изв. Юго-Запад. гос. ун-та. 2016. № 1 (64). С. 41-49.

12. Долженко Л. М., Стариков Е. Н. Экономика и управление предприятием: учеб. пособ. Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2015. 187 с.

13. Курманова А. Х., Черёмушникова Т. В. Управление затратами в организациях связи на основе учётно-аналитической системы // Изв. Оренбург. гос. аграр. ун-та. 2010. № 28-1. Т. 4. C. 128-133.

14. Kvyatkovskaya I. Y., Shurshev V. F., Frenkel M. B. Methodology of a support of making management decisions for poorly structured problems // Communications in Computer and Information Science. 2015. Vol. 535. P. 278-291.

15. Khomenko T. V., Kvyatkovskaya I. Y., Barabanova E. A., Veselova Y. A. Computer linguistic approach for computational creativity tasks // Communications in Computer and Information Science. 2017. Vol. 754. P. 551-561.