Применение адаптивного метода в нелинейной управляемой динамической модели межотраслевого баланса

Данная работа посвящена нелинейной динамической модели межотраслевого баланса. Отличительными особенностями этой модели является то, что в систему дифференциальных уравнений включены валовый внутренний продукт и экзогенные макроэкономические показатели, характеризующие структуру добавленных стоимостей и конечного потребления. Основное назначение модели состоит в прогнозировании выпусков экономических секторов и ВВП. Кроме того, варьируя макроэкономические показатели модели, такие как доля чистых налогов на продукцию в выпусках или доля фондов заработной платы в добавленной стоимости, могут быть получены билинейные системы управления. Используя их, исследователи могут проводить экономические эксперименты, направленные на отслеживание влияния этих показателей на динамику роста экономики. Задачи оптимального управления решаются путем построения оптимального управления для последовательности линеаризованных систем с помощью двойственного адаптивного метода Габасова. В работе приводятся описания алгоритмов и их программная реализация в среде MATLAB 2018b. Кроме того, в данной работе описан план полной идентификации модели на основе таблиц межотраслевого баланса, публикуемых Организацией Экономического Сотрудничества и Развития. Приведены численные эксперименты применения модели на примерах экономик США, Китая и Индии.

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Обзор литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Глава 1. Адаптивный метод в теории оптимального управления 8
1.1. Общая постановка линейной задачи оптимального управления . 8
1.2. Функциональная форма линейной задачи оптимального управле­
ния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3. Адаптивный метод решения интервальных задач линейного про­
граммирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4. Оптимальное управление в билинейных системах . . . . . . . . . 19

Глава 2. Нелинейная динамическая модель межотраслевого ба­

ланса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1. Статическая модель МОБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2. Динамическая модель МОБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3. Управляемая динамическая модель МОБ и постановка задач управ­
ления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Глава 3. Идентификация и применение нелинейной управляемой

динамической модели МОБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.1. Идентификация модели МОБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2. Примеры использования модели МОБ . . . . . . . . . . . . . . . 32

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Приложение А. Двойственный адаптивный метод . . . . . . . . . 44

Приложение Б. Линеаризация и сведение нелинейной динамиче­

ской модели МОБ к ИЗЛП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

В заключении выделим основные результаты проделанной работы:

1. Доработана нелинейная модель межотраслевого баланса из работ [4, 5].
В частности, была переработана структура статической модели в соот­
вествии с текущими стандартами представления национальных таблиц
МОБ [17].

2. Рассмотрены варианты формирования управляемой системы на основе
данной модели.

3. Описан план и разработан программный комплекс в среде MATLAB 2018b
полной идентификации параметров модели на основе таблиц межотрас­
левого баланса «Организации экономического сотрудничества и разви­
тия» [10].

4. Приведены примеры и решены задачи оптимального управления экзоген­
ными параметрами модели при помощи адаптивного метода [1, 8] и мето­
дологии линеаризации билинейных систем управления [9, 13]. Программ­
ные реализации в среде MATLAB 2018b представлены в Приложении А и
Приложении Б соответственно.

5. Результаты работы были представлены на двух конференциях:

∙ 49-ая международная научная конференция аспирантов и студентов
«Процессы управления и устойчивость» (CPS’18).
Гирдюк Д. В. Оптимальное управление средними ставками оплаты
труда на основе нелинейной динамической модели межотраслевого
баланса // Процессы управления и устойчивость. 2018. Т. 5, № 1. С.
450–457 [28].
∙ 3rd International Conference on Applications in Information Technology
(ICAIT’18).
Girdyuk D. V., Smirnov N. V., Smirnova T. E. Optimal Control of the
Profit Tax Rate Based on the Nonlinear Dynamic Input-Output Model
// Proceedings of the 3rd International Conference on Applications in
Information Technology. Association for Computing Machinery, 2018. С.
80–84. (ACM International Conference Proceeding Series) [29].

А также опубликована статья:
Цифровые технологии в экономике – средство использования теории в
практике управления ее развитием / Гирдюк Д. В., Пересада В. П., Смир­
нов Н. В., Смирнова Т. Е. // Финансы и Бизнес. 2018. Т. 15, № 4. С.
24—36. [30]

В рамках данной работы удалось решить все поставленные задачи. Даль­
нейшие исследования могут быть направлены на модернизацию подходов к
определению и прогнозированию фондоемкостей; совершенствование структу­
ры модели, создание «более детализированного» варианта (например, выделе­
нии отдельными позициями налогов и субсидий на продукцию и производство
товаров и услуг); поиск новых источников информации для идентификации
модели.