C2. Системы поддержки принятия решений

Система поддержки принятия решений (СППР) — это интерактивная система, которая выходит за рамки моделирования, данных и информации и включает в себя их управление, анализ, оценку, представление, доступность и коммуникацию для повышения эффективности принятия решений. СППР может интегрировать различные типы информации, способствуя более целостному системному мышлению, учитывающему множество аспектов сложных проблем. В этом подразделе представлены инструменты СППР, которые могут помочь в процессе принятия решений.

Введение в системы поддержки принятия решений

Системы поддержки принятия решений (СППР) направлены на повышение качества принятия решений посредством простых в использовании интерактивных систем. СППР интегрируют разнообразные наборы знаний, данных и информации из различных дисциплин, чтобы учесть множество аспектов и сложностей, связанных с управлением водными ресурсами. Кроме того, СППР сочетаются с аналитическими инструментами и визуальными методами, которые поддерживают интерпретацию данных с разных точек зрения, делая их пригодными для использования лицами, принимающими решения. Они могут включать данные с гидрологических станций, метеорологических станций, от экспертов и местные знания. СППР обеспечивают базу знаний для целостного реагирования в рамках комплексного управления водными ресурсами (Giupponi and Sgobbi, 2013).

Система поддержки принятия решений (СППР) может помочь преодолеть разрыв между исследователями и политиками и выступить катализатором междисциплинарных исследований и улучшения процесса принятия решений (Cai, Marston and Ge, 2015). Она связывает научные исследования и опыт практиков с лицами, принимающими решения, а также передает знания и повышает осведомленность среди заинтересованных сторон. Улучшенное понимание водных систем и их взаимосвязей с другими системами создает общий язык среди заинтересованных сторон, способствуя эффективной коммуникации (Carmona, Ortega and Bromley, 2013). Это также способствует развитию многостороннего партнерства (Инструмент B3.05) и позволяет в процессе принятия решений изучать различные альтернативные сценарии развития бассейнов, гидрологии, водопользования и политики управления.

Общие компоненты системы поддержки принятия решений

Системы поддержки принятия решений (СППР) обеспечивают основу для принятия решений, учитывая ключевую информацию, адаптированную к процессу принятия решений и контексту. Типичная СППР для комплексного управления водными ресурсами включает пять основных компонентов, которые перечислены ниже (Georgakakos, 2007):

• Система сбора данных: Она включает в себя системы сбора данных, такие как дождемеры, гидрологические посты, спутники, радары, обследования и интервью.
• Интерфейс «пользователь-данные-модель»: этот интерфейс позволяет передавать данные в базу данных и обеспечивает легкий доступ к данным, инструментам анализа и моделям.
• База данных: хранилище разнообразных наборов данных и информации, включая результаты анализа, результаты моделирования и исходные данные.
• Инструменты анализа данных: удобные средства для визуализации и анализа различных наборов данных.
• Набор взаимосвязанных моделей: Набор взаимосвязанных моделей позволяет пользователям получить представление о различных аспектах управления водными ресурсами и их взаимосвязях, таких как землепользование, экосистемы, социально-экономические и энергетические системы.

Научное моделирование и анализ данных

При изучении темы систем поддержки принятия решений (СППР) следует учитывать несколько важных моментов:

• Анализ и представление данных: Учитывая огромное разнообразие данных, необходимых для планирования и управления водными ресурсами, эти данные должны быть проанализированы и представлены в понятной и удобной для лиц, принимающих решения форме. Системы поддержки принятия решений анализируют большие объемы данных и обобщают необходимую информацию для процессов принятия решений. Кроме того, данные и информация визуально представляются в интерактивном формате для обеспечения удобства интерпретации. Например, географические информационные системы (Инструмент C2.01) широко используются для интеграции и визуализации различных данных в пространственном и географическом масштабах. Кроме того, на основе полученной информации могут быть использованы соответствующие графики и диаграммы. Часть данных используется в моделях для моделирования альтернативных будущих сценариев и последствий различных решений, что позволяет проводить сравнительное принятие решений (Ahmadi et al., 2020).
• Моделирование: Модель — это упрощенное представление сложной системы, помогающее в расчетах и ​​прогнозировании. Модель обычно описывает изолированные гидрологические, гидроэкономические процессы или процессы, связанные с водными ресурсами, в то время как система поддержки принятия решений (СППР) — это структура, которая связывает базы данных, анализ данных, системы знаний и информации, моделирование и коммуникации (де Кок и Винд, 2003). Модель должна быть репрезентативной, чтобы гарантировать, что она способствует принятию более эффективных решений. Гидрологические модели имитируют речной сток, грунтовые воды, качество воды и испарение, в то время как другие модели рассматривают социальные, экологические и экономические системы. СППР может включать в себя ряд интегрированных моделей для развития системного мышления и принятия целостных решений. Например, социально-гидрологическое моделирование (Инструмент C2.04) объединяет социальные науки и техническое или традиционное гидрологическое моделирование для описания взаимодействия и обратной связи между социальными и гидрологическими системами.
• Оптимизация: Модели и процессы принятия решений дополнительно поддерживаются алгоритмами оптимизации, основанными на ряде параметров и заданных пользователем целях (GWP, 2013). Эти алгоритмы учитывают конкурирующие цели, такие как защита от наводнений, требования к экологическому стоку и потребности пользователей в воде, чтобы представить ряд оптимальных стратегий, таких как управление водохранилищем или распределение воды.

Данные и информация для принятия решений

Системы поддержки принятия решений (СППР) делают информацию доступной для процессов принятия решений. Доступность СППР для лиц, принимающих решения, и заинтересованных сторон способствует прозрачности и доверию в процессе принятия решений (Serrat-Capdevila, Valdes and Gupta, 2011). Веб-публикации стали популярным методом распространения информации и знаний, которые могут включать результаты моделирования. Веб-публикации предлагают простой способ обеспечения контроля доступа, предоставляя различным организациям разные права доступа (GWP, 2013). Часть этих данных и информации может быть непосредственно доступна через различные инструменты оценки (Инструменты C1), которые предоставляют важную информацию.

Системы мониторинга и оценки (М&О) (Инструмент C2.05) используют уроки, извлеченные из прошлого и текущего опыта, в процессах принятия решений. Соответствующая и всеобъемлющая система М&О может дать представление об эффективности процесса и его управления, а также помочь переформулировать политику, программы, стратегии или планы, перераспределить ресурсы и направлять процессы более эффективным и результативным образом. Доступность и качество данных лежат в основе точности любой модели или симуляции и влияют на принятие решений. Следовательно, эксплуатация и техническое обслуживание гидрологических и метрологических систем, а также других систем сбора данных приобретают все большее значение для улучшения процесса принятия решений. Это может также включать расширение систем сбора данных.

Цель процесса принятия решений — достижение соглашения, приемлемого для всех заинтересованных сторон, с учетом социальной справедливости и экологической устойчивости (Кастеллетти и Сончини-Сесса, 2007). Следовательно, он должен учитывать предпочтения и приоритеты заинтересованных сторон, выходящие за рамки экологичности, экономической эффективности и технических достоинств. Таким образом, анализ заинтересованных сторон (инструмент C1.03) необходим для принятия решений с участием всех сторон. Включение участия в систему поддержки принятия решений (СППР) позволяет сделать процессы принятия решений прозрачными, а также расширить возможности заинтересованных сторон и маргинализированных сообществ, предоставив им доступ к пространствам для принятия решений. Для достижения этих целей СППР должна быть нейтральной и объективной, выступая при этом в качестве канала для предоставления исчерпывающей информации.

Обзор раздела

В этом подразделе представлены несколько систем поддержки принятия решений (СППР), которые могут помочь политикам и специалистам по планированию водных ресурсов принимать более обоснованные и, будем надеяться, более инклюзивные решения. Географические информационные системы (Инструмент C2.01), одна из наиболее часто используемых СППР в управлении водными ресурсами, позволяют визуализировать в пространстве обширные наборы данных, включая социальную, экономическую, метеорологическую и гидрологическую информацию. Инструмент планирования на основе общего видения и совместного моделирования (Инструмент C2.02) рассматривает способы моделирования различных сценариев и оценки наилучших вариантов с учетом определенных предположений в условиях участия многих заинтересованных сторон. При правильном использовании эта СППР позволяет различным заинтересованным группам и людям из разных слоев общества участвовать в процессе принятия решений. Серьезные игры (Инструмент C2.03) — это альтернативный тип СППР, который использует ролевые игры и иногда включает технические модели в управлении водными ресурсами для решения конкурирующих задач заинтересованных сторон и достижения консенсуса. В этом подразделе также представлены социально-гидрологические модели (Инструмент C2.04), используемые для объединения социальных и природных элементов в единую систему. Эта система поддержки принятия решений чрезвычайно мощна и становится все более популярной благодаря своей способности фиксировать и аппроксимировать сложные взаимодействия и механизмы обратной связи реального мира. Наконец, в этом разделе рассматривается важность создания надежных систем мониторинга и оценки (Инструмент C2.05) как средства понимания текущих проблем и внесения корректировок для улучшения состояния управления водными ресурсами.