16+

Как наши математики помогают голландцам бороться с торговцами марихуаной

28/06/2016

Как наши математики помогают голландцам бороться с торговцами марихуаной

Когда-то для принятия решения нам требовалась исключительно собственная голова. Но мир усложнился настолько, что без помощи математических методов не обойтись. Профессор Университета ИТМО Александр Бухановский – один из апологетов предсказательного моделирования. С помощью которого можно не только правильно построить стадион, но и бороться с организованной преступностью.


         Институт наукоемких компьютерных технологий Университета ИТМО я нахожу быстро. Он находится между территорией СПбГУ и университетской столовой на Биржевой линии – где-то на этом пересечении вас встретит недоверчивая сторожевая будка, наглухо закрытые ворота и, может быть, парочка престижных автомобилей. Миновав турникет, вижу Александра Бухановского, директора и создателя института, с которым мы будем разговаривать о том, как мир наш устроен.
– Сложной системой можно считать многие объекты реального мира. Сообщество людей в Интернете – это сложная система. Большой город со всеми его подсистемами – не просто сложная, а уже глобальная система. Сложная система характеризуется большим количеством элементов, наличием связей между ними по принципу «каждый с каждым», изменчивостью их свойств, а также фазовыми переходами: изменение малой части приводит к трансформации всей системы.

В общем, для изучения действительности традиционных методов недостаточно.

Проблема в том, что сложная система  может быть рассмотрена только фрагментарно. Единственная возможность изучения – предсказательное компьютерное моделирование. Модель создает виртуальный мир, основанный на математическом расчете, экспериментальных данных и множестве сценариев развития событий, которые пишутся экспертами.

Скажем, можно выяснить, сколько в городе людей, инфицированных ВИЧ, притом что люди часто сами не знают о том, что они инфицированы. И никто не знает. А вот правильно выстроенная модель эту возможность дает.

– Эту работу мы сделали по заказу голландцев с их данными, – добавляет профессор Университета ИТМО. – В нашей стране существенная доля заражения в гетеросексуальной популяции происходит, как правило, в среде наркоманов.

В Институте наукоемких компьютерных технологий есть модель, посвященная финансовому кризису. Ее основная задача – понять, рухнет ли в условиях финансового кризиса вся банковская система или не вся.

Команда, работавшая над этой моделью, анализировала открытые отчеты крупных отечественных банков. На компьютере система чем-то похожа на схематическое изображение молекулы. Зелеными шариками обозначаются банки. Синими – предприятия, привязанные к банкам кредитами, зарплатными проектами и прочим. Дальше профессор Бухановский нажимает на кнопку – запускает кризисный кризис.

Во время кризиса денег становится меньше, кто-то кредиты не возвращает, рынок начинает понемногу осыпаться. На экране вспыхивают алые точки – это значит, один из зеленых шариков лопнул, банк вышел из игры. А другие зеленые шарики, наоборот, становятся крупнее.

Модель банковской системы, правда, не учитывает наличия частных клиентов, открытия новых банков (создатели посчитали, что в кризис новые банки не открываются) и действий регуляторов. Но в этом и весь смысл. Профессор говорит, что все условия были специально подобраны так, чтобы предоставить банковскую систему самой себе.

– Устранением кризисной ситуации в банковской системе занимается Центробанк. Его в этой модели как раз нет, но он должен отслеживать, где ситуация близка к тому, чтобы заняться ее регулированием – одни банки санировать, другим предоставлять кредиты. В банковских сетях, как и во всех задачах, связанных с финансовыми кризисами, самая большая проблема не в отдельном объекте – банке или фирме, а в «эффекте домино».

– Но ведь есть «шарики», которые устояли: самые богатые банки.
– Это только доказывает, что в системе кризис. В устойчивой экономической ситуации есть разные игроки – а в кризис все это разнообразие исчезает.

Для Петербурга Институт наукоемких компьютерных технологий сделал еще несколько проектов: моделирование процессов, связанных с наводнениями, мобильность пассажиров в метро, а также – оборот криминальных денег в городе. Понятно, интересуюсь криминалом.


Как наши математики помогают голландцам бороться с торговцами марихуаной

– Голубые облачка означают скопления мигрантов, которые высчитываются по косвенным данным – звонкам населения, – объясняет профессор. – Точки – это сообщения людей о продаже наркотиков, когда, грубо говоря, человек сообщает: «Вот мой сосед, гад, тут всякую дурь продает» (что может быть и не правдой, а бытовой местью). А вот эти ярко-желтые или бирюзовые пятна – это как раз модельный расчет объемов криминальных денег.

Из модели получается, что наибольший оборот криминальных денег в центре города, а на севере их гораздо меньше. Про центр –  довольно предсказуемо.
– Модель дает ровно то, что она может дать, – говорит профессор. – В центре города много туристов, он привлекает криминал и поставщиков нелегальных услуг. А в спальных районах есть потенциал для развития нелегальных бизнес-структур, но они не развиваются столь активно.

Голландская полиция заказала сотрудникам института создание модели по другой криминальной теме. В  Нидерландах народ имеет право легально выращивать наркотики для индивидуального потребления. Но штука в том, что распространять эти вещества за деньги нельзя. Тем не менее наркобизнес процветает: через социальные сети и личные связи формируется структура распространения: от рабочих на плантациях до финансистов. После передачи товара и получения денег вычислить членов группировки практически невозможно. При аресте одного из криминальных элементов остальные тут же начинают искать новые связи, и  структура перестраивается. Вопрос в том, кого надо брать, чтобы и сеть разрушить, и сделать потенциал восстановления связей как можно ниже.

– На первой модели отражен арест первых попавшихся двадцати человек. На второй – всего трех, но  не в случайном порядке. В результате первой облавы осталось двенадцать тысяч потенциальных связей. После второй – всего десять тысяч, которые со временем сокращаются. Это говорит о том, что для того чтобы бороться с преступностью, необязательно массово устранять «слабые звенья». От этого организация будет действовать  тише и незаметнее.

– И кого надо арестовывать в первую очередь?
– Самым неприятным для деятельности криминальной группы оказывается арест даже не «финансиста», а его помощника. Без связи с «финансистом» распространителям некому сдать деньги, поэтому возникает соблазн оставить их себе. Понятно, после этого они не будут стремиться восстановить отношения со своим прежним боссом. На моделях такие закономерности очень хорошо просматриваются.

Из приближенных к нам историй – модель, показывающая  выход болельщиков со стадиона «Зенит-Арена». На экране компьютера – крохотные фигурки людей, покидающих матч, все это – с высоты птичьего полета. Там, где раскаленные пятна, – места особо опасного скопления народа.

– Модель выхода зрителей с футбольного стадиона может показать, как будет двигаться толпа народа, а самое главное – какие у этой толпы будут скорость, плотность и давление внутри, – комментирует профессор.

Плотность – это когда люди, стоя плечом к плечу, спокойно и терпеливо идут в сторону выхода, словно в конце пути их ждет приятный сюрприз. Как в очереди в мавзолей или в «Макдоналдс».

Но может быть и обратная ситуация: когда людей вроде бы не так много, но все толкаются и усердно работают локтями.

Модель, анализирующая перемещения болельщиков, была разработана по запросу Транспортной дирекции чемпионата мира по футболу в 2018 году в России для экспертизы проекта стадиона «Зенит-Арена». Смотря на нее, инженеры могли принять два вида решений.


Как наши математики помогают голландцам бороться с торговцами марихуаной

Первый: пока стадион еще не достроен, поменять его конструкцию, количество и расположение дверей  т.д.

Второй вариант: оставить все как есть, и решить проблему некапитальными средствами. Где-то поставить турникет, какую-то зону оградить красной веревочкой, а двери открывать только через каждые пять минут. То есть организовать на выходе со стадиона пропускной режим, дробить толпу на группки и, если понадобиться, разворачивать людской поток в наиболее безопасном для всех направлении.

– И какие решения были приняты после того, как с вашей моделью познакомился заказчик? – спрашиваю профессора.
– Мы показали городу свои представления о проблеме. Насколько я понял, уважаемый город будет решать вопрос некапитальными средствами, потому что любые архитектурные изменения удорожают проект.              

Всеволод ВОРОНОВ








Lentainform