Глава 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕЙ И КРИТЕРИЕВ ПРИ ВЫБОРЕ ПЛОЩАДОК
Следующим этапом исследования после выявления возможных площадок является формирование целей, преследуемых при размещении объекта, а также критериев, необходимых для оценки степени, с которой эти цели достигаются. Однако на практике в силу значительной взаимосвязанности процесса выявления приемлемых площадок с выбором целей и критериев последняя задача исследования выполняется одновременно с первой.
Сделаем вначале формальное описание проблемы. Предположим, что имеется набор (множество) возможных площадок S1, .... S2, ...., Sn, подлежащих оценке. Требуется определить цели О1, .... Оi, ...., Oп, которым площадка должна соответствовать. Для каждой цели необходимо установить критерии Х со шкалой для оценки степени, с которой цель Ο1 достигается. Напомним, что конкретные значения (уровни) критерия Χi обозначаются хi.
Для иллюстрации этих обозначений положим, что одной из целей скажем, Ο1, при выборе площадки для АЭС является минимизаций стоимости последней. Критерием такой цели могут быть затраты, единицами — миллионы долларов. Поскольку всегда применяетcя критерий вместе с его шкалой, использование только обозначения не может привести к недоразумению. Конкретным уровнем критерий Х1 может быть x1=1500, что означает 1500 млн. долл.
Такая структуризация проблемы позволяет описать последствия выбора каждой конкретной площадки вектором х = (х1, ..., хn).
Дальнейший анализ заключается и следующем. Обозначим последствия для конкретной площадки через pj (х), где рj может быть или вероятностным распределением возможных последствий выбора площадки Sj, или детерминированным последствием ее выбора. Затем следует измерить приемлемость различных х. Мерой их предпочтения должна быть функция ценности v (х), указывающая порядок предпочтительности х, если рj определяется детерминистически 2. После этого ЛПР должно выбрать вариант площадки, характеризующейся наибольшим значением ценности. Если рj имеет вероятностный характер, показателем предпочтительности может быть функция полезности и (х), позволяющая сравнить варианты по их ожидаемой полезности, причем предпочтение отдается площадкам с наибольшей ожидаемой полезностью.
Рис. 5.1. Схематическое изображение проблемы выбора площадки
Поскольку детерминистская ситуация является частным случаем более сложной (и более типичной) вероятностной ситуации, последняя в основном рассматривается в настоящей книге. Следовательно, суть проблемы может быть схематически представлена на рис. 5.1. Для каждой возможной площадки Sj ожидаемая полезность Е [и (Sj)] вычисляется из рj (х) и и (х). Таким образом, после того как заданы критерии Xl, .... Хп, задача сводится к определению и(х) и рj(х) для каждого варианта.
ИЕРАРХИЯ ЦЕЛЕЙ ПРИ ОЦЕНКЕ ПЛОЩАДОК
Цель, в том смысле как употребляется этот термин, обладает двумя чертами: характеризует главную область заинтересованности (или часть ее) и указывает направление предпочтения. Примерами целей являются «минимизировать загрязнение», «максимизировать расстояние от живописной местности» или «оптимизировать социально-экономическое воздействие». Когда направление неоднозначно, общий термин «оптимизировать» лучше всего подходит для определения цели.
Не рассматриваются в качестве цели, например, следующие интересы: иметь ежегодные дифференциальные затраты менее 20 млн. долл., расположить площадку не далее 16 км от порта, исключить социально- экономические воздействия.
Дело в том, что, если определены ограничения, площадки разбиваются на две группы — удовлетворяющие и не удовлетворяющие этим ограничениям, например формулировка «не допускать социально-экономических изменений» в сущности тоже является ограничением (воздействие нулевое). Если подобные формулировки встречаются в моделях отбора, они рассматриваются в качестве критериев отбора. Поскольку такие формулировки учитывают, например, различия между площадками, находящимися на расстоянии 1,6 или 15 км от порта, они мало полезны для использования на стадии оценки в анализе решений. Цели же с указанным выше содержанием свободны от этого недостатка.
Не включаются в число целей также стоимости, местные налоги, занятость населения. Хотя эти факторы и могут быть использованы в исследованиях площадок, они не дают направления предпочтительности. Но они могут использоваться для достижения, например, таких целей, как минимизация затрат, максимизация местных налогов, увеличение занятости населения и т. д.
Структуризация целей
Наиболее разумным способом структуризации целей является построение иерархии целей. Она начинается с самых общих главных целей, находящихся на высших уровнях, и кончается более узкими на низших. Пример иерархии целей при размещении нефтеперерабатывающего завода в порту приведен на рис. 5.2. Построение иерархии целей обладает некоторыми преимуществами:
верхние уровни иерархии целей довольно стандартны для большинства исследований по размещению предприятий, поскольку в основе их лежат общие положения, изложенные в гл. 1. Они очерчивают область заинтересованности;
иерархия целей помогает обеспечить отсутствие «пробелов» (пропущенных целей), которые могут иметь место на нижних уровнях, поскольку такие «пробелы» сразу обнаруживаются;
главные цели являются основой для установления целей более низкого уровня, поскольку выполнение последних является условием достижения целей более высокого уровня;
на нижних уровнях располагаются более конкретные цели, и, следовательно, для них легче подобрать подходящие критерии;
выявляются ситуации, в которых может иметь место дублирование расчетов или другая лишняя работа;
критерии могут формулироваться только для целей, находящихся на нижних уровнях каждой ветви иерархии целей;
иерархия является основой для формулировки и оценки критериев отбора.
Рассмотрим кратко эти преимущества на примере иерархии целей- представленной на рис. 5.2. Цель верхнего уровня является исходной. Понятие «благосостояние общества» является сокращенной записью цели: «максимизация благосостояния части общества, имеющего отношение к рассматриваемому энергетическому объекту». Однако невозможно непосредственно измерить благосостояние общества. Вследствие этого главная цель «благосостояние общества» разделяется на пять подцелей, соответствующих основным положениям, рассмотренным в §1.3.
Рис. 5.2. Иерархия целей, преследуемых при сооружении нефтеперегонного завода
1 Должно быть существенное взаимодействие между процессом отбора возможных площадок и точным определением целей и критерии для оценки этих площадок. Группа специалистов по выбору площадки должна заниматься первым и вторым этапами анализа одновременно.
2 Подробно функции ценности и функции полезности рассмотрены в гл. 7.
Обратимся ко второму преимуществу. Если в процессе заполнения иерархии ниже уровня такой цели, как «минимизация воздействия окружающую среду», будет только «минимизация воздействия земельные участки», то отсутствие такой цели, как «минимизации воздействия на водоемы», станет очевидным. Может, однако, случиться, что такая ситуация будет преднамеренной, как это рассмотрено в § 5.2. Сейчас же подчеркивается только то, что отсутствие подобного требования будет немедленно замечено и можно будет ре. шить, следует ли его добавлять.
Взаимосвязь между общими и конечными целями в иерархии должна быть ясна. Средствами воздействия на население являются, например, налоги, увеличение занятости. Подобным же образом рассматривается влияние предусмотренной проектом энергетического объекта прокладки трубопроводов на окружающую флору и фауну.
Для такой цели, как «учет социально-экономического воздействия», нельзя подобрать подходящий очевидный критерий. Гораздо легче сформулировать критерии для таких, например, целей, как «увеличение местных налогов», «наибольшее увеличение занятости» и т. п. Иногда, однако, и для целей низшего уровня бывает трудно подобрать меру измерения, например для минимизации воздействия социально-экономического цикла «бум—спад». Подобные ситуации рассматриваются в § 5.4.
Что касается пункта преимуществ построения иерархии целей, касающегося дублирования расчетов, дело обстоит несколько сложнее. Так, на рис. 5.2 «загрязнение воздуха» встречается дважды: там, где речь идет об охране здоровья и безопасности людей и окружающей среды. Если в обоих случаях цели характеризуются одинаково — уровнем загрязнения воздуха, их можно объединить. В противном случае, если речь идет о различных уровнях загрязнения воздуха, эти цели следует рассматривать раздельно. Однако в этом случае может иметь место дублирование расчетов.
Заметим, что на рис. 5.2 на самом низшем уровне располагаются 15 целей. Вполне допустимо, чтобы такая важная цель, как «учет общественного мнения», находилась на нижнем уровне иерархии. Эти 15 целей именно те, для которых требуется сформулировать критерии, если только они выдержат проверку, о которой будет речь в § 5.2. Цели, находящиеся не на самом низшем уровне иерархии, могут измеряться несколькими критериями соответствующих целей. Например цель «добиться максимальной безопасности людей, имеющих отношение к данному энергетическому объекту» может измеряться критериями, используемыми при рассмотрении целей нижнего уровня иерархии, касающимися автомобильного движения, взрывов и пожаров, аварий танкеров.
Как упоминалось в § 2.3, пять этапов анализа решений при отборе площадок не обязательно выполняются строго последовательно. Работа может вестись одновременно по нескольким этапам, и по каждому этапу в ходе исследования требуется несколько приближений. Иерархия целей позволяет приспосабливать требования общих целей к конкретным проблемам, Это обеспечивает необходимую основу для установления критериев отбора, рассмотренных в гл. 4. С другой стороны, в ходе отбора может выясниться, что некоторые из целен не являются необходимыми, поскольку возможные площадки равнозначны по этим целям. Таким образом, имеется существенное взаимодействие между процессом отбора площадок и построением иерархии целей.
Неоднозначность иерархии целей
В любой конкретной задаче по размещению энергетического объекта иерархия целей не является однозначной. Если отбросить несколько целей нижнего уровня иерархии, изображенной на рис. 5.2, иерархия остается все еще приемлемой для решения данной проблемы. Приемлемый размер, до которого следует расширять иерархию целей, зависит от многих обстоятельств, таких как простота определения критерия, доступность информации по исследуемым площадкам, а также от того, кто является заказчиком исследования и для чего оно предназначено.
Рис. 5.3. Два варианта иерархии целей обеспечения здоровья и безопасности людей при сооружении нефтеперерабатывающего завода
Однако даже при одинаковом числе целей нижнего уровня две иерархии целей для одной и той же проблемы могут быть весьма различными, оставаясь при этом вполне разумными, как показано на рис. 5.3.
Например, альтернативой для представленной на рис. 5.2 классификации подцелей к цели «минимизация влияния на здоровье и безопасность людей» могут быть подцели «воздействия при нормальной эксплуатации» и «воздействия аварий». Как следует из рис. 5.3 первую из них можно разделить на «заболевания» и «смертельные случаи», вторую — на «производственные травмы» и «смертельные случаи». Другой пример можно получить, разбив «заболевания» на «временные» и «хронические», включив сюда производственные травмы, смертельные случаи. Следует также учитывать загрязнения воздуха автомобильное движение, взрывы и пожары, аварии танкеров.
Идентификация целей
Идентификация целен в проблеме размещения является творческим процессом. Имеются, однако, некоторые способы, которые могут заметно облегчить ее осуществление. Эти способы можно разделить на три группы: изучение соответствующей литературы, исследование связен в иерархии целей и внутренних связей между целями и критериями; моделирование структуры ценностей. Отправным пунктом для каждого из этих способов служит перечень общих целей, приведенных на рис. 5.2.
Имеющуюся литературу по формулированию целей можно разделить на две основные группы:
материалы исследований других авторов по вопросам размещения;
законодательные акты, положения, нормативы.
Материалы исследований других авторов по вопросам размещения следует рассматривать как часть непрерывного эволюционного процесса, в результате которого схема исследования и принятия решений по выбору площадок постепенно улучшается. Необходимо учиться на ошибках и вырабатывать пути устранения выявляющихся с течением времени недостатков методологии и процедуры исследований. Поэтому обзор и оценки исследований, проведенных ранее и другими авторами, является необходимым этапом решения задачи по идентификации целей.
Федеральные законы, законы штатов, а также действующие нормы и правила оказывают существенную помощь при формулировании целей размещения энергетических объектов. Закон о национальной политике в области окружающей среды от 1969 г. является основой для всех последующих установлений в этой области. Термин «окружающая среда» понимается в нем очень широко. Он охватывает многие аспекты охраны окружающей среды, социально-экономических воздействий, охраны здоровья и безопасности людей, т. е. все аспекты, которые были рассмотрены в § 1.3 в качестве основных исходных положений. Каждый федеральный административный орган или административный орган штата, согласие которого на сооружение энергетического объекта надо получить, имеет свои требования к лицензионным документам [13—16].
В результате изучения литературы можно получить большой перечень целей, а также соображения, касающиеся выбора критериев для них.
Цели будут сильно различаться по широте и глубине рассмотрения области нашей заинтересованности. Некоторые цели могут носить технический характер, например касаться мощности (производительности) объекта, другие относятся к окружающей среде. Некоторыe касаются объекта воздействия, например водоемов, другие — результатов этого воздействия, например гибели рыбы. Задача заключается в том, чтобы превратить этот перечень целей в согласованную иерархию целей. Часть этой задачи включает соотношения между исходными и конечными целями иерархии. Выполняя это, следует устранить излишние работы, а также заполнить «пробелы». Иногда может оказаться трудным подбор критериев для некоторых целей. В этом случае может быть целесообразным переход к другой цели, в основе которой лежит та же область интереса. В § 5.5 рассматриваются некоторые свойства, которыми должен обладать итоговый перечень целей и критериев. В процессе разработки этого перечня некоторые цели могут несколько изменяться.
Как только получен первый вариант иерархии целей и соответствующих им критериев, можно определить функцию полезности, количественно характеризующую структуру ценностей. Одной из главных причин выполнения этой процедуры является необходимость создания модели для оценки возможных площадок, что имеет отношение к вопросам, затронутым в гл. 1. Другая причина связана с необходимостью точного понимания структуры проблемы. В особенности это касается согласованности целей и критериев. На этой стадии зачастую возможны значительные уточнения, даже если все предшествующие работы выполнялись достаточно тщательно. Иногда можно обнаружить, что некоторые цели не являются существенными и их можно без ущерба исключить. В других случаях может оказаться очень сложным выбор предпочтения по данному критерию из-за того, что он определен не лучшим образом или же внутренне противоречив. Именно такой случай имел место в исследованиях для WPPSS (см. гл. 3). Была сделана попытка численно определить предпочтительность по таким критериям, как абсолютные и относительные потери лососевых. Это оказалось очень трудным, так как количество лососей в реке менялось, а предпочтение определялось фиксированным уровнем критерия. Тогда в качестве последнего было использовано число лососей в реке и процент потерь во всех реках, за исключением большой реки Колумбии, где учитывалось только абсолютное число потерь.
На этой стадии исследований должна быть уверенность, что ни одно важное соображение для сравнения площадок не было упущено только потому, что оно было сочтено несущественным. Подобное упущение скорее могло быть следствием того, что не были использованы соответствующие информация и методология. Внимательное отношение к определению целей решения конкретной проблемы является гарантией сведения к минимуму вероятности такого упущения. Рассматриваемые ниже методы обеспечивают должное внимание к этой задаче.
