Алгоритм репродуктивного поведения населения на основе метода построения дерева решений

При стратегическом планировании социально-экономического развития РФ, важным является отслеживание тенденций рождаемости, так как высокие показатели рождаемости приводят к непропорциональному спросу на школы и детские сады, а низкий уровень рождаемости может привести к снижению численности населения и спаду социально-экономического развития территории.

Рождаемость - это самый сложный для управления и прогнозирования процесс, так как при принятии решения о рождении ребенка семья опирается не только на количественные социально-экономические показатели региона, но и на внутренние устои семьи и поведения окружающих. За последние 5 лет в 84 регионах РФ наблюдаются снижение уровня рождаемости, при этом в 11 регионах коэффициент рождаемости приближается к единице, и только в 4 (Чеченская республика, Республика Алтай, Тыва, Сахалинская область) коэффициент рождаемости больше двух.

Исследования направленные на анализ и прогнозирование уровня рождаемости проводятся как российскими так и зару- бежными учеными. Так в своей работе «Влияние развития на решения женщин о фертильности: эволюционная перспектива [1]» Уголь Д.А и Тикнер М. анализируют влияние биологических, социальных и психологических факторов на фертильность населения на разных этапах его жизни. Луо Х. и Ван З. в работе «Влияние предпочтений и его преобразование в поведение в группах: моделирование на основе агентов и имитация намерений и поведения в отношении фертильности» представили агент-ориентированную модель в которой принятие решения о рождении ребёнка формируется в зависимости от поведений окружающих людей (семьи и друзей), через такие показатели как: намерения окружающих (намерение члена семьи i в отношении фертильности в момент t), возраст агента, тип поведения (современный или традиционный), вес (влияния члена семьи j на члена семьи i в момент времени t). Среди российских ученых исследование уровня рождаемости и разработкой имитационной моделей занимаются Макаров В.В., Бахтизин А.Р. и Суш-ко Е.А.. Так, в своей работе «Моделирова- ние демографических процессов с использованием агент-ориентированного подхода», они описали процесс рождаемости нового агента на основе вероятности Бернулли, которая в свою очередь зависит от половозрастного коэффициента рождаемости и коэффициента вариации рождаемости. На сегодняшний день учеными проделана большая работа в рамках исследования уровня рождаемости, однако есть области и методы которые могут повысить точность прогнозов и эффективность принятия управленческих решений для повышения рождаемости. Отличительной особенностью данного исследования является попытка объединения методов параметрического анализа и дерева решений, при реализации поведения агента в блоке рождаемость агент-ориентированной модели, для учета максимального объёма факторов влияющих на принятие решений (рис. 1).

С оциально-экономнческие показатели территории

- количество подруг с детьми: - количество братьев и сестер; - количество человек в семье.

Половозрастной коэффициент рождаемости

• -    темпы роста жилищного строительства;

• -    динамика изменения размера валового регионального продукта:

• -    темпы изменения отношения среднеш-тпевых денежных доходов населения к величине прожиточного минихима;

• -    общая площадь жилых помещений. приходящаяся в среднем на одного жителя;

• -    динамика изменения объёмов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. отходящих от стационарных источников;

• -    среднемесячная заработная плата в ценах 2001 года

• -    число браков в расчете на 1 ОСО населения за год:

• -    отношение величины валового регионального продукта к величине валового внутреннего продукта: - объем выбросов загрязняющих атмосферный воздух веществ, отходящих от стационарных источников, на 1 млн. рублей валового регионального продукта.

  Вероятность

  
  

  Внутренние характеристики агента

  
  
  

  Принятие решения о рождении

  
  
  
  

  Коэффициент младенческой смертности

  
  

• -    уровень дохода семьи;

• -    жилищные условия:

• -    тип поведения (современный традиционный);

• -    возраст:

• -    уровень образования:

• -    вид экономической деятельности.

• Рис. 1. Диаграмма агент-ориентированной модели, блок рождаемость

Проанализировав исследования направленные на прогнозирование уровня рождаемости были выделены три группы факторов влияющих на человека при принятии решения о рождении ребенка:

• 1)    Внутренние характеристики агента. В исследовании «Семья и рождаемость», проведенное Росстатом, было выявлено, что основной проблемой на пути рождения ребенка стоят [4]:

• -    материальные трудности - 47,8%;

• -    неуверенность в завтрашнем дне -44,5%;

• -    жилищные проблемы - 33,3%.

Анализ уровня рождаемости за последние 10 лет показал, что происходит повышение среднего возраста материнства (рис. 2). Можно предположить, что в обществе появляются 2 вида поведения женщины:  современное и традицион ное [5].

100,

80,

60,

40,

20,

0,

93,6   91,2

Я.. /^

г*х *•• 67,3   71,6

74,8

27,4 ■

4 14,6

35,2

38,7

8,9   _0,5

15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54

лет лет лет лет лет лет лет лет

••»• 2000 —♦—2019

Рис. 2. Возрастные коэффициенты рождаемости

Для каждого вида поведения соответствует свой набор весов (значимостей показателей), так например в исследовании [6] говорится, что для женщин в возрасте до 30 лет традиционного вида поведения значимыми являются показатели дохода семьи и жилищных условий, а для женщин старше 30 лет значимым становятся возможность оптимального распределения временных затрат на дом и работу. Так же необходимо учитывать противоречивую отрицательную зависимость уровня рождаемости от социального статуса женщины (уровня заработной платы, вида экономической деятельности и уровня образования).

• 2)    Социально-экономические показатели территории на которой агент проживает. Для оценки причинно-следственных связей между социально-экономическими факторами и коэффициентом рождаемости

использовался корреляционнорегрессионный анализ, результаты которого представлены в статье [7].

• 3)    Окружение агента. Для учета воздействия дружественных агентов (друзей и семьи), которое было описано в исследовании [2], были введены такие показатели, как количество друзей с детьми и количество человек в семье. Данные показатели направлены на реализацию гипотезы, что если в окружении человека есть благополучные семьи с детьми, это служит примером уверенности в собственных силах и уменьшают сомнения, которые часто возникают при решении родить ребенка.

Для того что бы учесть все возможные варианты событий описанные выше разработан алгоритм принятия решений о рождении ребенка на основе метода дерева решений (рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент дерева решений для блока рождаемость

В качестве исходных данных была взята выборка, состоящая из 386 записей, где каждая запись – это характеристик агента, описывающий его поведение во время принятия решения о рождении ребенка. Данный алгоритм позволяет выявить агентов которые готовы к рождению ребенка, однако, для того что бы учесть погрешности выкидышей, младенческой смертности и состояния здоровья матери, проводится расчет вероятности рождения нового агента на основе дискретного распределения вероятности Бернулли, генерирующим 1

(рождение) с вероятностью успеха ВКР (возрастной коэффициент рождаемости в период времени t), а 0 (нет) с вероятностью отказа q=1000-p.

Заключение. Представленный алгоритм является основой для разработки демографической агента-ориентированной модели максимально приближенную к реальности, которая в свою очередь позволит решить задачу оценки эффективных управленческих решений при формировании государственной политики.