Інформаційна технологія управління портфелями проєктів в галузі дорожнього будівництва

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 Комп’ютерні науки (12 Інформаційні технології). Черкаський державний технологічний університет, Міністерство освіти і науки України, Черкаси, 2026. У дисертаційному дослідженні вирішена актуальна науково-прикладна задача розробки нових та вдосконалені існуючих моделей, методів та інформаційної технології управління портфелями проєктів в галузі дорожнього будівництва з метою підвищення ефективності управління означеними портфелями проєктів за рахунок застосування стратегій FEFO, FIFO, LIFO та HIFO для забезпечення ефективного визначення актуальних проєктів та узгодження їх з наявними ресурсами (матеріальними, фінансовими, людськими тощо). Для вирішення поставленого завдання дослідження виявлено, що за загальної здатності транспортної галузі забезпечувати потреби економіки та населення стан дорожнього господарства залишається стримувальним чинником економічного відновлення й сталого розвитку через системне недофінансування, погіршення якості доріг і зростання соціально-економічних втрат. Сукупність цих проблем зумовлює необхідність переходу від фрагментарного управління окремими проєктами до стратегічно орієнтованого портфельного підходу. Проведений аналіз існуючих моделей і методів управління портфелями проєктів показав їх обмежену придатність до специфіки дорожнього будівництва. Встановлено, що наявні інформаційні технології лише частково забезпечують потреби портфельного управління в галузі. Це обґрунтовує доцільність розробки нових моделей, методів і спеціалізованої інформаційної технології управління портфелями проєктів дорожнього будівництва. Реалізація такого підходу дозволить підвищити ефективність використання ресурсів, узгодженість управлінських рішень та відповідність стратегічним пріоритетам розвитку транспортної інфраструктури. Розроблено концептуальну модель формування портфелів проєктів в галузі дорожнього будівництва, яка побудована за допомогою моделі «Компас», що ґрунтується на включені проєктів до відповідного портфеля з урахуванням часової та ціннісної актуальності. Це може бути реалізовано за рахунок використання стратегій FEFO, FIFO, LIFO та HIFO для забезпечення ефективного визначення актуальних проєктів та узгодження їх з наявними ресурсами (матеріальними, фінансовими, людськими тощо). Одержано подальший розвиток математичної моделі формування портфелів проєктів в галузі дорожнього будівництва, яка дозволяє описати, в рамках певного портфеля проєктів, кожен окремий проєкт за допомогою факторів таких, як: пріоритет, вартість, тривалість, ризик, вигоди для замовника проєкту та код проєктного менеджера. Її реалізація запропонована автором за допомогою дерева рішень для вибору стратегії формування портфелю проєктів в галузі дорожнього будівництва, що забезпечить ефективне та своєчасне визначення актуальних проєктів за допомогою застосування стратегій FIFO, LIFO, FEFO та HIFO, які дозволяють узгодити означені проєкти з наявними ресурсами (матеріальними, фінансовими, людськими тощо) в певний момент часу. Удосконалено метод формування портфеля проєктів у галузі дорожнього будівництва на основі адаптації логістичних стратегій FIFO, LIFO, FEFO та HIFO, який забезпечує стратегічну узгодженість, оптимізує використання ресурсів та зменшує управлінські ризики. Запропонований підхід легко інтегрується з цифровими системами ERP, GIS, BI, забезпечує гнучкість реагування на зовнішні зміни, прозорість оцінювання та створює надійну основу для контролю і звітності. Це дозволяє ефективно впроваджувати метод як на державному, так і регіональному рівнях, сприяючи підвищенню якості управління дорожніми проєктами та їхньої реалізації в умовах післявоєнного відновлення й економічної стабілізації. Запропоновано метод управління портфелем проєктів у галузі дорожнього будівництва відзначається системністю, адаптивністю та логічною завершеністю. Його структура дозволяє послідовно проходити всі етапи, від ініціації до оцінки ефективності, з можливістю циклічного повернення у разі виявлення відхилень чи нових викликів. Основними перевагами цього методу є інтеграція цифрових інструментів, пріоритизація проєктів за логістичними стратегіями (FIFO, LIFO, FEFO, HIFO), а також гнучке реагування на ризики. Метод забезпечує не лише ефективну реалізацію технічних завдань, а й підвищує прозорість управління, узгодженість зі стейкхолдерами та досягнення соціально-економічних результатів. Його використання дає змогу приймати обґрунтовані рішення на кожному етапі життєвого циклу портфеля. У цілому, метод формує новий підхід до управління інфраструктурними програмами в умовах невизначеності та ресурсних обмежень. Для розробки інформаційної системи визначено, на яких платформах працюватиме майбутній продукт, вимоги до інтерфейсу, та виявлено, які інструменти будуть використовуватися під час розробки для досягнення запланованих результатів. Спроєктовано архітектуру застосунку та бази даних, яка визначає майбутній успіх програмного продукту, що впливає на всі аспекти розробки, від якості до продуктивності та базу даних. Автором розроблено інформаційну систему управління портфелями проєктів в галузі дорожнього будівництва, яка дозволяє створювати користувача, портфелі та проєкти, а також підтримувати зворотний зв'язок з користувачем та серверним API, який коригує та зберігає дані до бази даних. Практичне значення одержаних результатів підтверджується впровадженням їх в процеси формування та управління портфелями проєктів в галузі дорожнього будівництва. Використання запропонованих автором моделей та методів управління портфелями проєктів дозволяє підвищити ймовірність успішної їхньої реалізації в галузі дорожнього будівництва.

Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Philosophy in the specialty 122 Computer Sciences (12 Information Technologies). Cherkasy State Technological University, Ministry of Education and Science of Ukraine, Cherkasy, 2026. The dissertation study solves the current scientific and applied problem of developing new and improved existing models, methods and information technology for managing project portfolios in the field of road construction in order to increase the efficiency of managing the specified project portfolios by applying the strategies FEFO, FIFO, LIFO and HIFO to ensure the effective identification of relevant projects and their coordination with available resources (material, financial, human, etc.). To solve the problem, the study found that, given the overall ability of the transport industry to meet the needs of the economy and the population, the state of the road sector remains a limiting factor for economic recovery and sustainable development due to systemic underfunding, deterioration of road quality and increased socio-economic losses. The combination of these problems necessitates the transition from fragmented management of individual projects to a strategically oriented portfolio approach. The analysis of existing models and methods of managing project portfolios showed their limited suitability for the specifics of road construction. It has been established that the existing information technologies only partially meet the needs of portfolio management in the industry. This justifies the feasibility of developing new models, methods and specialized information technology for managing portfolios of road construction projects. The implementation of such an approach will allow to increase the efficiency of resource use, the consistency of management decisions and compliance with the strategic priorities of transport infrastructure development. A conceptual model of project portfolio formation in the field of road construction has been developed, which is built using the "Compass" model, which is based on the inclusion of projects in the corresponding portfolio, taking into account time and value relevance. This can be implemented by using the FEFO, FIFO, LIFO and HIFO strategies to ensure the effective identification of relevant projects and their coordination with available resources (material, financial, human, etc.). A further development of the mathematical model of project portfolio formation in the field of road construction has been obtained, which allows describing, within a certain project portfolio, each individual project using factors such as: priority, cost, duration, risk, benefits for the project customer and the project manager code. Its implementation is proposed by the author using a decision tree for choosing a strategy for forming a project portfolio in the field of road construction, which will ensure effective and timely identification of relevant projects through the use of FIFO, LIFO, FEFO and HIFO strategies, which allow to coordinate the specified projects with available resources (material, financial, human, etc.) at a certain point in time. The method of forming a project portfolio in the field of road construction has been improved based on the adaptation of the logistics strategies FIFO, LIFO, FEFO and HIFO, which ensures strategic coherence, optimizes the use of resources and reduces management risks. The proposed approach is easily integrated with digital ERP, GIS, BI systems, provides flexibility in responding to external changes, transparency in evaluation, and creates a reliable basis for control and reporting. This allows the method to be effectively implemented at both the state and regional levels, contributing to improving the quality of road project management and their implementation in the context of post-war recovery and economic stabilization. The proposed method for managing a portfolio of projects in the field of road construction is characterized by its systematicity, adaptability, and logical completeness. Its structure allows for consistent passage of all stages, from initiation to effectiveness assessment, with the possibility of cyclical return in case of deviations or new challenges. The main advantages of this method are the integration of digital tools, prioritization of projects according to logistics strategies (FIFO, LIFO, FEFO, HIFO), as well as flexible response to risks. The method ensures not only the effective implementation of technical tasks, but also increases the transparency of management, coordination with stakeholders, and the achievement of socio-economic results. Its use allows you to make informed decisions at each stage of the portfolio life cycle. In general, the method forms a new approach to managing infrastructure programs under conditions of uncertainty and resource constraints. To develop an information system, it was determined on which platforms the future product will work, the interface requirements, and what tools will be used during development to achieve the planned results. The application and database architecture was designed, which determines the future success of the software product, affecting all aspects of development, from quality to productivity and the database. The author developed an information system for managing project portfolios in the field of road construction, which allows you to create users, portfolios and projects, as well as maintain feedback with the user and the server API, which corrects and saves data to the database. The practical significance of the results obtained is confirmed by their implementation in the processes of forming and managing project portfolios in the field of road construction. The use of the models and methods of project portfolio management proposed by the author allows you to increase the likelihood of their successful implementation in the field of road construction.