Тема: Разработка методов оценки эффективности комплексных систем
охранной безопасности
4
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ ................................................................................................................................................ 5
ANNOTATION ................................................................................................................................................ 5
РЕФЕРАТ ........................................................................................................................................................ 6
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................................... 7
1. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ .................................................................................................................... 10
1.1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ...................................................................................................................... 10
1.2. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ ОХРАННОЙ БЕЗОПАСНОТСИ .................................. 13
1.2.1. Подсистема охранной и тревожной сигнализации ............................................................... 17
1.2.2. Подсистема пожарной сигнализации ..................................................................................... 19
1.2.3. Подсистема телевизионного наблюдения .............................................................................. 23
1.2.4. Подсистема контроля и управления доступа ....................................................................... 25
2. СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КСОБ ....................................................................................... 28
2.1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОНФЛИКТОВ .......................................................................................................... 28
2.2. ВВЕДЕНИЕ ПОНЯТИЯ ВЕКТОРНОЙ ОЦЕНКИ.......................................................................................... 42
2.3. ВВЕДЕНИЕ ПОНЯТИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КОНФЛИКТА .................................................................... 44
2.4. ВОПРОСЫ МЕТОДА АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СВОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ИНФОРМАЦИОННОМ
ДЕФИЦИТЕ .................................................................................................................................................. 46
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КСОБ ...... 55
3.1. ФОРМАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ КОНФЛИКТА В СТРУКТУРНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ КСОБ ..................... 55
3.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КСОБ ................................................................... 59
3.2.1. Разработка метода оценки влияния каждой из подсистем на эффективность КСОБ в
целом .................................................................................................................................................... 60
3.2.2. Разработка метода получения оценок, используемых технических средств .................... 63
4. АЛГОРИТМ РАБОТЫ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ........... 69
4.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ ................................................................... 69
4.1.1. Основные понятия .................................................................................................................... 69
4.1.2. Структура экспертной системы ........................................................................................... 71
4.1.3. Основные характеристики экспертных систем ................................................................... 73
4.1.4. Режимы работы экспертной системы ................................................................................. 74
4.1.5. Классификация экспертных систем ....................................................................................... 74
4.1.6. Основные области применения экспертных систем ............................................................ 76
4.2. ВЫБОР ВАРИАНТА ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ
РЕАЛИЗАЦИИ .............................................................................................................................................. 77
5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА «ОБЪЕКТ» ........................................................ 79
5.1. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ .................................................................................................... 79
5.1.1. Режим решения задачи ............................................................................................................ 80
5.1.2. Режим ввода, удаления и изменения правил экспертизы ..................................................... 82
5.1.3. Режим сбора параметров и информации по техническим средствам............................... 83
5.1.4. Режим сравнения разработанных охранных систем ........................................................... 84
5.2. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА............................................................ 85
5.3. ПРИМЕР ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ................................................... 86
6. РАССЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ПРОГРАММНОГО
ПРОДУКТА «ОБЪЕКТ» В ПРАКТИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОХРАННЫХ
ОРГАНИЗАЦИЙ .......................................................................................................................................... 89
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАБОТНИКОВ ОВО, ОБСЛУЖИВАЮЩИХ
ЭВМ ................................................................................................................................................................ 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................................................... 100
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................................................ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ...................................................................................................................................... 105
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ...................................................................................................................................... 112
5
АННОТАЦИЯ
Результатом выполнения дипломной работы нами было разработано следующее: математическая модель оценки эффективности комплексных систем охранной безопасности; методика для задания оценок
параметров технических средств охранно-пожарной сигнализации; программный продукт «Объект»; проведена классификация технических
средств по тактико-техническим данным.
Для этого в теорию конфликтов было введено понятие векторной
оценки достижения цели системой, параметрического конфликта с использованием математического аппарата анализа и синтеза сводных показателей при информационном дефиците.
ANNOTATION
The outcome of fulfillment of degree work by us developed the following: a mathematical model of an evaluation of efficiency of complex systems of security safety; a technique for the task of valuations parameters of
means of the protection-fire signal system; a software product «Object»; the
classification of means is conducted under the tactic-specifications.
For this purpose the concept of a vectorial evaluation of reaching of
the purpose was entered into the theory of conflicts by a system, parametrical
conflict with use of a mathematical means of the analysis and synthesis of
summary parameters for want of information deficiency.
6
РЕФЕРАТ
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНЫХ
СИСТЕМ ОХРАННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
Отчет по дипломной работе
с., 11 рис., 5 табл., 20 источников,
2 приложения.
Ключевые слова: КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОХРАННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
(КСОБ),
ТЕХНИЧЕСКОЕ
СРЕДСТВО,
ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ, ПОДСИСТЕМА,
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ,
НАДЕЖНОСТЬ,
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ,
ПРОГРАММНЫЙ
ПРОДУКТ,
ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА.
Объектом исследования являются комплексные системы охранной безопасности.
Целью дипломной работы являлась разработка методов оценки
эффективности вариантов оборудования КСОБ, для чего была построена
математическая модель оценки эффективности КСОБ и методы задания
параметров (тактико-технических данных) и их оптимизация либо по
стоимости, либо по надежности, либо по помехоустойчивости.
Для этого в теорию конфликтов было введено понятие векторной
оценки достижения цели системой, параметрического конфликта с использованием математического аппарата анализа и синтеза сводных показателей при информационном дефиците. Эти направления имеют
практическую и научную ценность. Так как, использование данных параметров имеет место практически в любой сфере проектирования (моделирования) сложных систем и с их помощью можно описать практически любую систему.
Разработанный программный продукт «Объект» имеет практическую направленность и рекомендуется к использованию в подразделениях вневедомственной охраны и других ведомственных охранных
фирмах, занимающихся охраной имущества собственников.
Дальнейшим путем развития полученных методов видится программная реализация алгоритма анализа эффективности не только отдельных подсистем, а для всех имеющихся, т.е. с учетом технической
укрепленности, систем контроля и управления доступом, телевизионным наблюдением, комплексом мероприятий по защите информации.
7
ВВЕДЕНИЕ
Исторически корни охраны, как специфического вида человеческого труда, восходят еще к первобытнообщинному строю. На протяжении всего развития человечества менялись только способы проявления
охраны, обусловленные развитием материальной базы и орудий труда.
Суть же данной деятельности оставалась, и, вероятнее всего, будет оставаться одной и той же - защищать имущество, а подчас и жизнь, человека от преступных посягательств.
В настоящее время в России происходят коренные изменения во
многих отраслях. Реализация экономической политики, направленная на
переход к рыночной экономике, требует энергичных и эффективных мер
защиты всех форм собственности, а в соответствии с Конституцией и
Законом Российской Федерации «О собственности» в стране определены
несколько видов собственности. Более того, очень бурно идет развитие
малого и среднего бизнеса, который становиться основной массовой
формой частного предпринимательства.
Соответственно, происходит качественное изменение подготовленности преступлений против личности и посягательств на собственность. Преступления совершаются, можно сказать, профессионально и
отличаются особой дерзостью со стороны преступных группировок.
Оснащенность преступников соответствует последнему слову техники и
нередко превосходит оснащенность охранных структур. В сложившейся
ситуации никто не может чувствовать себя в безопасности: ни директор
банка, ни предприниматель, ни обычный гражданин.
Поэтому, большую роль в безопасности собственности и личности играют подразделения вневедомственной охраны (ПВО). В соответствии с «Положением о вневедомственной охраны при органах внутренних дел РФ», основной задачей ПВО является надежная охрана объектов
и имущества различных форм собственности на основе договоров. Од-
8
нако, поскольку деятельность ПВО осуществляется на основе принципов самоокупаемости и самофинансирования. Поэтому, с точки зрения
функционирования ПВО, как системы в условиях рыночных отношений,
главной целью будет достижение устойчивого финансового положения,
при котором обеспечивалось бы покрытие затрат на содержание и развитие.
Современная индустрия безопасности предоставляет широкий
выбор технических средств (ТС), которые объединяются (интегрируются) в комплексы. Эти системы называются комплексными системами
охранной безопасности (КСОБ). Они используются как для охраны
личного жилища, так и для охраны производственных, офисных и т.п.
зданий, сооружений и помещений. Структуры построения КСОБ имеют
очень широкий спектр вариантов представления, от простейших систем
сигнализации, до комплексных систем интегрированных в единую информационно-техническую среду, практически непреодолимую для преступника.
К сожалению, ни одна охранная организация не может навязать
собственнику то или иное техническое средство, которое, по их мнению,
будет самым наилучшим в конкретных условиях, потому - что запросы и
возможности у всех разные. Разумеется, всем нужна надежная охрана,
но для этого необходимо иметь значительные финансовые средства, которыми в настоящее время обладают далеко не все. Исходя из этого,
возникает проблема - обеспечение надежной охраны при минимальных
материальных затратах. Решением данной проблемы может являться
процесс научно обоснованного выбора технических средств охраны,
осуществление, которого под силу только высококвалифицированному
специалисту в области охранной техники, либо экспертной системе с
элементами оптимизации при выборе варианта оборудования объекта
ТС.
9
Возможность решения такой задачи для построения каждой конкретной КСОБ на базе персонального компьютера позволит уже на ранней стадии проектирования системы снизить затраты на оборудование
объекта техническими средствами, не ухудшая надежности охраны всего объекта в целом.
Данная дипломная работа охватывает узкую, но одну из наиболее
важных проблем организации охраны – выбор конкретных технических
средств, входящих в состав КСОБ. Для этого используются оценочные
показатели ТС, причем, проектировщик и (или) заказчик еще на этапе
проектирования располагают в порядке предпочтений основные критерии оценки подсистемы (системы). Например, экономической эффективности, надежности, помехоустойчивости. В программной реализации
разработанного алгоритма «Объект» осуществляется автоматизированный выбор ТС по следующим разделам: извещатели охранно-пожарной
сигнализации, приборы приемно-контрольные (ППК), устройства высокочастотного уплотнения телефонного канала, источники питания, оповещатели и приборы тревожной сигнализации. Выбор ТС осуществляется в автоматизированном режиме, с учетом специфики конкретного объекта и с последующей оценкой эффективности всей КСОБ.
10
1. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ
1.1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Ведущее место в общегосударственной системе охраны различных форм собственности принадлежит службе вневедомственной охраны при органах внутренних дел. Это крупнейшая организация, специализирующаяся на проблемах защиты имущества собственников от преступных посягательств на договорной основе.
Начало вневедомственной охране было положено 29 октября
1952 года, когда Советом Министров СССР было принято постановление «Об использовании в промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства работников, высвободившихся из охраны, и
мерах по улучшению дела организации охраны хозяйственных объектов,
министерств и ведомств». Им было установлено, что при органах милиции создается вневедомственная наружная сторожевая охрана.
Дальнейшим шагом на пути повышения надежности охраны товарно-материальных ценностей, сокращения численности сторожевого
состава и удешевления ее содержания явилось принятие Советом Министров СССР постановления от 24 января 1959 года № 93-42 «Об упорядочении охраны предприятий, организаций и учреждений». В нем
вместо многочисленных видов охраны предусматривалось установление
двух видов охраны: военизированной и сторожевой.
Постановлением Совета Министров РСФСР от 18 мая 1962 года
№670 перед вневедомственной и ведомственной охраной были поставлены новые задачи по внедрению технических средств охраны.
Отметим, на данном этапе вопросы промышленного производства технических средств охраны решались каждым ведомством самостоятельно. Это приводило, с одной стороны, к неоправданным затра-
11
там на их создание и, с другой стороны, ограничивало область применения разработанных образцов средств охранной сигнализации.
В целях устранения указанных и иных недостатков Совет Министров СССР Постановлением от 8 февраля 1965 года №76-30, а также и
Совет Министров РСФСР Постановлением от 19 марта 1965 года N36635 наметили меры, в корне изменяющие основное направление в организации охраны. Если, вневедомственная сторожевая охрана при органах
милиции до этого обеспечивала охрану мелких промышленных предприятий и организации, а также хозяйственных, административных и
других объектов, то теперь помимо указанных объектов на нее возлагалась охрана предприятий, строек, учреждений и организаций в городах,
рабочих поселках и районных центрах, за исключением объектов некоторых министерств и ведомств.
В 1964-66 годах, в порядке эксперимента, с разрешения Совета
Министров союзных республик в некоторых городах страны взамен
сторожевой охраны была введена милицейская охрана объектов. Преимущество такой охраны по сравнению со сторожевой было бесспорно,
т.к. вооруженный работник милиции, находясь на посту (маршруте),
осуществляет охрану не только объектов, но и общественного порядка
и обеспечивает борьбу с преступностью. Охрана объектов подразделениями милиции себя оправдала.
В связи с этим, Совет Министров СССР распоряжением от 10 мая
1967года №1025р предложил данную форму охраны объектов распространить на другие города страны с заменой занятых на обходных постах сторожей и бригадиров сторожевых подразделений вневедомственной охраны, лицами рядового и сержантского состава милиции с содержанием их за счет средств вневедомственной охраны.
С 1970 года в практике деятельности милицейской охраны стали
создаваться первые пульты централизованного наблюдения. В 1980 году
под вневедомственную охрану начали передаваться банковские учре-
12
ждения. В 1985 году часть объектов, охраняемых так называемой «ведомственной милицией»,
перешла под вневедомственную охрану.
Предоставление подразделениям полной самостоятельности в вопросах
заключения договоров, оплаты труда создало условия для качественного
улучшения деятельности военизированной и сторожевой охраны.
Наиболее широкое использование получил специфический вид
охраны - охрана с помощью пунктов централизованного наблюдения,
которая является самостоятельным видом охраны, и представляет собой
оперативно-техническое объединение сил и средств, призванных обеспечить надежную и экономическую охрану материальных ценностей.
Именно благодаря централизованной охране объектов, вневедомственной охране удалось «выжить» и развиваться, успешно конкурируя с различными частными охранными структурами. И это закономерно, т.к.
только этот вид охраны позволяет малыми силами (обычно несколько
экипажей групп задержания), контролировать большое количество объектов, что является экономически выгодным и позволяет поддерживать
цены на услуги по охране на уровне или ниже цен, предлагаемых конкурирующими организациями.
На сегодняшний день, вневедомственная охрана, чуть ли не
единственная организация, осуществляющая охрану квартир граждан,
хотя расценки на этот вид охраны настолько низкие, что в некоторых
подразделениях отказываются от принятия квартир под охрану.
Благодаря успешному осуществлению охранной деятельности,
рекламе, работе с населением, вневедомственная охрана пользуется повышенным спросом собственников, т.к. является наиболее организованной, технически оснащенной и мобильной охранной службой в нашей
стране.
13
1.2. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ ОХРАННОЙ
БЕЗОПАСНОТСИ
На современном этапе развития охранной техники, все больше
предпочтения отдается применению, так называемых «комплексных
систем охранной безопасности» (КСОБ).
Основное отличие КСОБ от используемых ранее систем охраны
заключается в том, что в состав КСОБ, кроме подсистем охранной и пожарной сигнализации, как описано в [1], входят еще ряд подсистем: подсистема тревожной сигнализации, система контроля управлением доступа (СКУД), а также система телевизионного видеонаблюдения
(ТСВ). Функциональная схема КСОБ приведена на рис.1. [6]
Подсистема
пожарной безопасности
Подсистема
охранной и тревожной сигнализации
Центр сбора
и обработки информации
(ПЦО, помещение охраны и т.п.)
Подсистема телевизионного
наблюдения
Подсистема
контроля и управления доступом
Рис.1. Функциональная схема КСОБ
В этом случае функции совместно действующих систем должны
дополнять друг друга, не оказывая взаимного мешающего влияния на
работоспособность своих составных частей. В совместно действующих
системах должны обеспечиваться: алгоритмическая совместимость и
раздельная регистрация поступающих от них служебных и тревожных
сигналов.
Современной комплексной системой безопасности решаются
следующие задачи:
14
1) Обнаружение и регистрация фактов несанкционированного проникновения человека («нарушителя») на территорию объекта, в здания и
режимные помещения, и оповещения охраны и службы безопасности
о нештатных ситуациях.
2) Наблюдение за территорией, прилегающей к зданиям объекта.
3) Организация доступа сотрудников и посетителей на территорию
объекта и в режимные помещения.
4) Компьютерный анализ «безопасности» объекта, работоспособности
элементов КСОБ и действий обслуживающих его персонала.
5) Организация тревожно-вызывной сигнализации и тревожного оперативного оповещения.
6) Защита служащих финансового учреждения, клиентов, а также материальных ценностей в случаях стихийных или организованных открытых нападений на охраняемый объект.
Создание современных КСОБ различных объектов, как правило,
требует использование интегрированных систем, в состав которых входят следующие основные подсистемы:
— система охранно-тревожной сигнализации (ОТС);
— система охранно-пожарной сигнализации (ОПС);
— система пожаротушения и дымоудаления;
— система контроля и ограничения доступа;
— система телевизионного наблюдения и видеорегистрации;
— система сбора, обработки и отображения информации (СОИ);
— система оперативной связи;
— система защиты от несанкционированного съема информации;
— система гарантированного электропитания.
Структура КСОБ выполняется по классической схеме:
1) Сервер или главный компьютер, где хранятся и обрабатываются все
базы данных системы.
15
2) Рабочие станции отдельных систем (при необходимости), осуществляющие обмен данными и командами с периферийными устройствами своих подсистем и производящими предварительную обработку получаемой информации.
3) Локальная сеть «enternet», информационно связывающая в единый,
интегрированный комплекс отдельные системы, каждая из которых
может функционировать отдельно и независимо.
4) Периферийные устройства (конвертеры, контроллеры и охранные
модули), непосредственно на аппаратном уровне взаимодействующие со своими датчиками или исполнительными устройствами, а на
информационном уровне связывающие эти датчики и устройства по
локальному интерфейсу (RS-485, RS-232) с рабочими станциями или
с главным компьютером.
5) Датчики ОТС, датчики ОПС, световые и звуковые индикаторы, клавиатура, считыватели и т.д.
6) Сетевое, системное и прикладное программное обеспечение сервера
и рабочих станций, а также микропрограммное обеспечение системных контроллеров и охранных модулей.
7) Система гарантированного электропитания, которая включает в себя:
— электрощитовую КСОБ, подключенную к сети 220В 1 категории1 и содержащую все необходимые входные и выходные
силовые автоматы;
— источники бесперебойного питания (ИБП), обеспечивающие
непрерывное и качественное электропитание всей аппаратуры
КСОБ в течение заданного времени;
— разведенную по всему объекту изолированную сеть питания с
размещением при необходимости отдельных ИБП в специаль-
1
Правила устройства электроустановок (ПУЭ). -М.: Энергоатомиздат, 1986.
16
но выделенных помещениях или шкафах, находящихся под
охраной.
При проектировании КСОБ приходится решать ряд последовательных задач. Прежде всего, необходимо выделить конкретные аспекты в организации безопасности с учетом потребностей объекта.
Далее, исходя из оценки вероятного ущерба в случае совершения преступной акции, следует ранжировать значимость выделенных
аспектов.
Это наиболее сложная задача, и в большинстве случаев оценка
вероятного ущерба не может быть выражена точным количественным
значением. Данный аспект будет рассмотрен в разделе 2 главы 3.
Для выбора КСОБ необходимо руководствоваться: методами математического анализа эффективности системы безопасности, в зависимости от различных видов зон защиты, от степени их значимости,
вероятности и
количества угроз;
методиками определения степени
опасности угроз и приоритетности средств защиты и т.д.
Когда определены подсистемы КСОБ, требуется наметить набор
технических средств, которые будут использованы при организации системы безопасности.
С помощью технических средств обеспечения безопасности происходит блокирование угроз, автоматический контроль целостности
границ зон защиты, ведется дистанционный визуальный контроль, оперативно изменяется степень защищенности охраняемых объектов
(например, блокировка дверей при проникновении злоумышленников
или, наоборот, их разблокировка в случае пожара). Кроме того, автоматически протоколируются несанкционированные изменения в зоне
защиты, а в случае проникновения в зону защиты злоумышленников
фиксируются события и действия службы безопасности по их обезвреживанию.
17
Объем оборудования, используемого в каждой из систем, зависит от назначения охраняемого объекта. Критерием оценки при выборе
варианта совместного использования нескольких систем на объекте является компромисс между эксплуатационной надежностью варианта и
затратами на его реализацию.
Приоритетными для выполнения являются требования, обеспечивающие безопасность для жизни людей, и пожарную безопасность
объекта.
КСОБ должна, в первую очередь, обеспечивать необходимую
функциональную и аппаратную надежность, пожарную безопасность,
помехоустойчивость.
Все составные элементы системы технических средств обеспечения безопасности могут и должны быть объединены в единый комплекс
с возможностью взаимного обмена информацией. Состоящий из современного оборудования комплекс позволяет включить в свой арсенал
компьютер, способный не просто программно управлять системой, но
и дающий дополнительные преимущества, недоступные при традиционном ее построении (например, протоколирование всех изменений режима работы системы с записью изображения в любой контролируемой
зоне). Основная задача автоматизированных комплексов охраны —
повысить эффективность работы системы и снизить влияние человеческого фактора.
1.2.1. Подсистема охранной и тревожной сигнализации
Подсистема охранной сигнализации обеспечивает автоматический контроль за целостностью границ зон охраны и за неизменностью
состояния внутри каждой зоны, выдает адресное сообщение о срабатывании конкретного датчика.
Подсистема может содержать в одном
шлейфе датчики, работающие на разных физических принципах, что
позволяет повысить надежность системы.
18
Координирующим и управляющим центром централизованной
охраны является пункт централизованной охраны (ПЦО), а один из основных элементов – пульт централизованного наблюдения.
Пульт централизованного наблюдения (ПЦН) - самостоятельное
техническое средство (совокупность технических средств) или составная часть системы передачи извещений, устанавливаемая на ПЦО для
приема от пультовых оконечных устройств или ретранслятора извещений о проникновении на охраняемые объекты и (или) пожаре на них,
служебных и контрольно-диагностических извещений, обработки, отображения, регистрации полученной информации и представления ее в заданном виде для дальнейшей обработки, а также (при наличии обратного канала) для передачи команд телеуправления.
Для организации охраны по занятой абонентской линии, а также
для организации многорубежной охраны по одной телефонной линии,
используется аппаратура высокочастотного уплотнения, т.е. приборы
типа «Атлас». «Атлас-3» позволяет создавать дополнительную линию
связи на частоте 18 кГц, «Атлас-6» - две дополнительные линии. В этом
случае использование прибора приемно-контрольного (ППК) может
быть нецелесообразно, т.к. необходимой информационности можно достичь с помощью аппаратуры уплотнения.
Если объект большой, то целесообразно наряду с выводом нескольких рубежей на пункт централизованной охраны, применять приемно-контрольные приборы с выносными оповещателями (обязательно в
первом рубеже). Это дает возможность группе задержания определить
место срабатывания сигнализации при непосредственном прибытии на
объект (например: тыл, фасад, подвал), что повышает эффективность
внешнего осмотра и определения места проникновения. При этом телефонных линий на объекте может быть достаточно для организации
охраны без использования аппаратуры уплотнения.
19
Что касается тревожной сигнализации, то ее функционирование,
как правило организовывают во время работы объекта, поэтому, для
возможности использования телефонного аппарата по назначению и
контроля за состоянием шлейфа тревожной сигнализации используют
аппаратуру высокочастотного уплотнения типа «Атлас».
Более подробно структура подсистемы охранной сигнализации
описана в [1].
1.2.2. Подсистема пожарной сигнализации
Системы пожаротушения и сигнализации являются
неотъ-
емлемой составной частью оснащения предприятий средствами техники безопасности и охраны труда. Правильно спроектированные системы
пожарной защиты имеют высокую эффективность, обеспечивают оперативность обнаружения очага пожара и успешную его ликвидацию до
прибытия пожарных. Нормы, распространяющиеся на проектирование
автоматических установок пожаротушения и пожарной сигнализации,
изложены в СНиП «Пожарная автоматика зданий и сооружений»2.
Для предупреждения пожаров на объектах различного назначения, находящихся под охраной подразделений вневедомственной
охраны, используются простейшие тепловые, дымовые и световые пожарные извещатели (табл. 1).
Количество автоматических пожарных извещателей определяется необходимостью обнаружения очагов возгорания по всей контролируемой площади помещений (зон). Если установка пожарной сигнализации предназначена для управления автоматическими установками
пожаротушения, дымоудаления и оповещения о пожаре, каждую точку
защищаемой поверхности необходимо контролировать не менее чем
двумя автоматическими пожарными извещателями.
2
СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений. -М., 1995.
20
Дымовые и тепловые пожарные извещатели следует устанавливать, как правило, на потолке. При невозможности такой установки допускается их размещать на стенах, балках, колонах. Допускается
также подвеска извещателей на тросах под покрытиями зданий со световыми, аэрационными, зенитными фонарями. В этом случае извещатели необходимо размещать на расстоянии не более 300 мм от потолка,
включая габариты извещателя.
Таблица 1
Выбор автоматических пожарных извещателей в зависимости
от назначения помещений
Автоматический
пожарный извещатель
Перечень характерных помещений, производств, технологических процессов
А. Производственные здания
1. Тепловой
дымовой
2. Тепловой
световой
3. Световой
4. Тепловой
5. Тепловой
световой
6. Тепловой
дымовой
1.С производством и хранением:
или Изделий из древесины, синтетических смол, синтетических
волокон, полимерных материалов, текстильных, трикотажных, текстильно-галантерейных, швейных, обувных, кожевенных, табачных, меховых, целлюлозно-бумажных изделий,
целлулоида, резины, резинотехнических изделий, синтетического каучука, горючих рентгеновских и кинофотопленок,
хлопка.
или Лаков, красок, растворителей, смазочных материалов, химических реактивов, спиртоводочной продукции.
Щелочных металлов, металлических порошков, каучука натурального.
Муки, комбикормов, и других продуктов и материалов с выделением пыли.
2. С производством:
или Бумаги, картона, обоев, животноводческой и птицеводческой
продукции.
3. С хранением:
или Несгораемых материалов в сгораемой упаковке, твердых сгораемых материалов.
Б. Специальные сооружения
7. Тепловой
дымовой
8. Дымовой
9. Тепловой
световой
или Помещения (сооружения) для прокладки кабелей; помещения
для трансформаторов, распределительных и щитовых
устройств.
Помещения электронно-вычислительной техники, электронных регуляторов, управляющих машин, АТС, радиоаппаратных.
или Помещения для оборудования и трубопроводов по перекачке
горючих жидкостей и масел, для испытаний двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры, наполнения бал-
21
Автоматический
пожарный извещатель
Перечень характерных помещений, производств, технологических процессов
лонов горючими газами.
10. Тепловой или Помещения предприятий по обслуживанию автомобилей.
световой
В. Общественные здания и сооружения.
11. Дымовой
Зрительные, репетиционные, лекционные, читальные и конференц-залы, артистические, костюмерные, реставрационные
мастерские, фойе, холлы, коридоры, гардеробные, книгохранилища, архивы.
12. Тепловой или Склады декораций, бутафории и реквизитов, административдымовой
но-хозяйственные помещения, машиносчетные станции,
пульты управления.
13. Тепловой
Жилые помещения, больничные палаты, помещения предприятий торговли, общественного питания и бытового обслуживания.
14. Дымовой или Помещения музеев и выставок.
световой
Извещатели одного шлейфа пожарной сигнализации должны
контролировать не более пяти смежных или изолированных помещений,
расположенных на одном этаже и имеющие выходы в общий коридор
(помещение). Допускается извещателями одного шлейфа контролировать в общественных, жилых и вспомогательных зданиях до десяти, а
при выносной световой сигнализации и установке ее над входом в контролируемое помещение — до двадцати смежных или изолированных
помещений, расположенных на одном этаже и имеющих выходы в общий коридор (помещение).
Количество автоматических пожарных извещателей, включаемых
в один шлейф пожарной сигнализации, следует определять технической
характеристикой станции (ППК) пожарной сигнализации. В одном помещении следует устанавливать не менее двух автоматических пожарных извещателей.
Ручные извещатели следует устанавливать для подачи сигнала о
пожаре в установках пожарной сигнализации. Извещатели устанавливаются как внутри, так и вне зданий на стенах и конструкциях на высоте 1.5 м от уровня пола или земли.
22
Внутри зданий ручные извещатели следует устанавливать на
путях эвакуации (в коридорах, лестничных клетках и т.д.) и при необходимости — в отдельных помещениях. Расстояние между извещателями должно быть не более 50 м. Извещатели устанавливаются по одному
на всех лестничных площадках каждого этажа. Извещатели следует
включать в самостоятельный шлейф пожарной сигнализации или совместно с автоматическими пожарными извещателями.
Автоматические установки пожаротушения следует проектировать с учетом:
— строительных особенностей защищаемых зданий и помещений;
— возможностей и условий применения огнетушащих веществ
исходя из характера технологического процесса;
— технико-экономических показателей.
Для тушения возникших очагов пожаров используются следующие системы автоматического пожаротушения:
1. Спринклерная водяная система, состоящая из распределительных
трубопроводов, на которых установлены оросители (спринклерные
головки с легкоплавкими замками, вскрывающимися при повышении температуры в зоне пожара). Спринклерная система применяется
для тушения пожаров локальным поверхностным способом.
2. Спринклерная водяная система со смачивателем, применяется для
тушения некоторых видов материалов (особенно пластмасс), на поверхности которых не удерживается вода. В качестве смачивателей
применяют сульфонат, пенообразователь ПО-1, сульфанолы НП-1 и
др. Концентрация смачивателя принимается равной 0.5-2 процента.
3. Спринклерная водо-пенная система (аналогична спринклерной водяной системе) применяется в тех случаях, когда по технологическим
или нормативным требованиям применение воды запрещено.
23
4. Дренчерная водяная, дренчерная водяная со смачивателем и дренчерная водо-пенная системы состоят из распределительных трубопроводов, на которых установлены оросители (дренчерные головки или
генераторы).
Применяются эти системы для создания водяных или пенных завес, орошения защищаемых поверхностей, для тушения пожаров внутри окрасочных и сушильных камер, стеллажных складов.
Приведенные выше нормы распространяются на проектирование
объектовой пожарной сигнализации и установок пожаротушения для
зданий и сооружений различных форм собственности. Средствами пожарной сигнализации оборудуются все помещения объекта независимо
от их назначения в соответствии с нормативными документами государственной противопожарной службы. Пожарные извещатели включаются
в самостоятельные шлейфы сигнализации с подключением их на пульт
внутренней или централизованной охраны «без права отключения». Система пожарной сигнализации должна быть рассчитана на круглосуточную работу.
Методика проектирования подсистемы пожарной сигнализации
подробно описана в [6].
1.2.3. Подсистема телевизионного наблюдения
Среди различных технических средств обеспечения безопасности
ведущее положение занимают телевизионные системы наблюдения, которые находят широкое применение для охраны банков, офисов, гостиниц, супермаркетов, складских помещений, а также для видеоконтроля
технологических процессов на производстве. Такие системы позволяют
значительно увеличить эффективность служб охраны. Ценность телевизионных систем состоит в том, что они позволяют получить визуальную
картину состояния охраняемого объекта, обладающую высокой информативностью. При этом человек выводится из зоны наблюдения в без-
24
опасную зону, что создает ему условия для анализа получаемой информации и принятия обдуманного решения.
При использовании телевизионных систем видеонаблюдения
(ТВН) решаются следующие основные задачи:
— наблюдение на экране монитора различных контролируемых
зон с оценкой текущего состояния этих зон;
— оценка оператором степени угрозы при возникновении нештатной ситуации и принятие адекватных мер:
— обнаружение вторжения в охраняемые зоны;
— запись изображения контролируемых зон на магнитную ленту
с возможностью последующего анализа происшедшего и
идентификации личности нарушителя.
В состав ТВН могут входить следующие компоненты:
1) Телевизионные камеры и устройства для их оснащения;
2) Устройства обработки и коммутации видеосигналов;
3) Устройства регистрации;
4) Устройства передачи телевизионного сигнала.
Рассмотрим базовые элементы и параметры типовых систем видеонаблюдения.
Основным элементом таких систем являются видеокамеры.
На сегодняшний день все видеокамеры строятся на основе использования ПЗС-матриц. Поверхность ПЗС-матрицы представляет собой
совокупность светочувствительных ячеек (пикселей), причем, чем
больше их количество, тем качественнее изображение. Важнейшими параметрами видеокамеры являются ее разрешение и чувствительность.
Для регистрации видеоизображения в рассматриваемых системах
применяются специализированные видеомагнитофоны, которые отличаются от бытовых тем, что позволяют увеличить время записи на стандартную видеокассету Е-180 до 960 часов, причем с более высоким качеством и надежностью.
25
Для управления многокамерными системами видеонаблюдения и
обработки
видеоизображения
применяются
следующие
основные
устройства: видеокоммутаторы, видеоквадраторы реального времени,
видеомультиплексоры и т.д.
Видеокоммутаторы — самые простые устройства управления небольшими видеосистемами (до 8 видеокамер), Коммутатор позволяет
выводить на экран монитора изображение с любой камеры системы в
ручном или автоматическом режиме.
Видеоквадраторы реального времени применяются в небольших
системах видеонаблюдения (до 8 камер) для одновременного вывода на
экран монитора изображения от всех видеокамер в реальном времени в
режиме мультикартинки, то есть делят экран монитора на 4,6 или 8 частей.
Видеомультиплексоры предназначены для управления работой
многокамерной системы (до 16 видеокамер), а также для обработки видеосигналов при записи на спецвидеомагнитофон и воспроизведении.
Видеомультиплексор имеет все функции
видеокоммутатора и ви-
деоквадратора, т.е. позволяет вывести на экран монитора изображения
от 16 видеокамер в режиме мультикартинки. Методика проектирования
подсистемы телевизионного наблюдения подробно описана в [6].
1.2.4. Подсистема контроля и управления доступа
Система контроля и управления доступом (СКУД) позволяют
обеспечить безопасность объектов в рабочее время от различных криминальных и других проявлений, организовать санкционированный
управляемый доступ на объект персонала и посетителей. Ряд СКУД позволяет решить дополнительные задачи, такие как учет рабочего времени
сотрудников, поддержка индивидуального графика при многосменном
режиме работы, автоматизированный учет реально отработанного времени и ряд других.
контроллер
к ПЭВМ
датчик положения двери
26
Рис. 2. Структурная схема СКУД с однодверным контроллером.
1
ПЭВМ
1
1
2
3
1
2
3
2
3
3
3
3
Рис. 3. СКУД с сетевым контроллером. 1- управляющие контроллеры
(групповые контроллеры); 2 - дверные контроллеры; 3 - двери.
4
к ПЭВМ
С
2
Сч.
Сч.
С
1
5
27
Рис. 4. Схема фрагмента сети объектовой СКУД
Методика проектирования СКУД подробно описана в [6].
28
2. СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КСОБ
2.1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОНФЛИКТОВ
Несмотря на то, что теория конфликтов стала развиваться сравнительно недавно, проблема конфликта освещена в достаточном количестве литературы, и имеет немалые научные традиции. По Булдингу
конфликт - это состязание, в котором стороны стремятся достичь несовместимых положений. Этому противоречит концепция о возможности
разрешения конфликта посредством соглашения. В ряде работ конфликт
исследовался на основе математической теории игр, искался путь к достижению оптимального решения. В настоящее время, конфликт рассматривается не как нечто исключительное, не как синоним конфронтации, а как способ преодоления противоречий и ограничений, способ
взаимодействия сложных систем.
Понятийный аппарат теории конфликтов включает эффективность, качество, процесс, силу, а также ряд социальных, психологических и технических переменных - все переменные физически измеримы.
Конфликт может разрушать порядок, поддерживать порядок, устанавливать новый порядок. Такая концепция конфликта как научной категории
расширяет сферу познания и возможности формализации.
В соответствии с [2], можно определить два пути системного исследования конфликта:
Описать взаимодействие систем в общем виде, с учетом
всех существенных факторов и на основании системографии обнаружить и исследовать возможные характеры взаимодействия, конфликтующие стороны, причины, механизмы, ход и исход конфликта. Модели
получаются крупные, требующие больших затрат, зато дают надежный
многоплановый результат.
29
Предположить, что стороны, причины и характер конфликта известны, выделить главный - с точки зрения исследователя - фактор
(2-3 фактора), построить простейшую расчетную модель для оценки весомости априорного фактора и результатов конфликта. Путь наиболее
оперативный, экономичный, но весьма узкий.
В соответствии с концепцией системотехники будем исследовать
конфликты любой природы как сложные системы с автономной метрикой и законами сохранения. Целенаправленность конфликта определяет
наличие систем ценностей, которые для взаимодействующих систем могут выражать либо исход развития процессов, либо позицию систем, либо позицию исследователя. Автономность метрик и законов сохранения
порождает различие способов функционирования и взаимодействия со
средой или другой системой.
Рассмотрим абстрактный конфликт, под которым будем понимать ситуацию взаимодействия систем без каких-либо ограничений на
характер взаимодействия и ресурсы систем.
Пусть P = ( P0, x(t), t ) - функция ценностей, определяемая назначением системы и характером ее развития; P0 - множество стабильных
для данной системы показателей ценности; x(t) - состояние системы; t время. Зададим целевые функции системы на интервале Т.
Z r = Z r ( P, X (t), T ),
(1)
T
Z ( T ) = F ({ ( X (t) ) dP ( x (t), t ) }),
(2)
0
где Z = { Z
r
}, T = { T
z
} - вектор-функция; F - вектор-
функционал.
Рассмотрим конфликт двух систем S1 и S2 .
X1 (t) = f1 ( t, X1 (t), X2 (t), J1 (t), J2 (t) ) + U1 ( t + 1u ) + V2 ( t, 2v ),
X2 (t) = f2( t, X2 (t), X1 (t), J1 (t), J2 (t) ) + U2 ( t + 2u ) + V1 ( t, 1v ),
(3)
30
U1 ( t + 1u ), U2 ( t + 2u ) - функции самоуправления; V1 ( t, 1v ), V2
( t, 2v) - функции взаимоуправления систем S1 и S2 соответственно; u1
U1 ,
u2 U2 , v1 V1 , v2 V2 .
При наличии случайных компонентов 1 (t), 2 (t)
i (t) = 0, i (t) i (t) = 2 i exp [ - i (t - t) ] ,
Xi (t) = fi ( t, Xi (t), Xj (t), Ji (t), Jj (t) ) + Ui ( t + iu ) + Vj ( t, jv ) + i (t) ,
(4)
где i, j = 1, 2; i j.
Возможен конфликт, при котором i-я сторона стремиться увеличить Zir в ущерб Э i , где Э - эффективность, Э = Э ( Q, T ) , Q = {Qi } или
Э = Э ( { Zr }, Tzr , T ).
x1 (t) = a1 x1 (t) + u (t-u) + b1 x2 (t),
x2 (t) = a2 x2 (t) + v (t-v) + b2 x1 (t),
T
T
Z1=
0
x1 (t) dt ,
Z2=
x2 (t) dt ,
0
при t = 0, x1 (0) = x10 , x2 (0) = x20 , где x1 (t), x2 (t) - скалярные
функции; ai, bi - коэффициенты. Пусть a1 = a2 = b1 = b2 = 1, тогда
x1 (t) = x1 (t) + x2 (t) + u (t-u),
x2 (t) = x2 (t) + x1 (t) + v (t-v),
При полностью известной информации выигрывает сторона, для
которой запаздывание меньше, поэтому значение более оперативного
управления u1 выбираются так, чтобы росло x1 (t), но падало x2 (t), предполагается, что значения ui , vi не скрываются. Ситуация меняется, если
управления не известны другой стороне: сторона S1 знает только x1 (t), а
сторона S2 знает только x2 (t) . В этом случае выбрать рациональные
значения непросто, задача становится рефлексивной. В данном примере
сторона S1 имеет то преимущество, что, наблюдая за известным ей значением функции x1 (t), она может оценить запаздывающее значение v на
31
интервале t+1, а для другой стороны S2 , наблюдающей за x2 (t), экстраполяция недоступна.
Рассмотрим критериальную классификацию конфликта. Предположим, что стороны имеют полную информацию о ситуации. Введем
понятие интенсивности взаимодействия 1 для S1 и 2 для S2 . Интенсивность взаимодействия есть функциональная производная:
1 =
Э1 [ Э2 ]
, 2 =
Э2
Э2 [ Э1 ]
.
Э1
(5)
Если учесть, что
F [U ]
=
U ( X 0 )
lim
F [U + U ] − F [U ]
X →0
max U →0
U ( X )dX
,
(6)
X
то для 1 эффективность Э1 есть функционал от функции Э2 (Х2),
а для 2 эффективность Э2 есть функционал от функции Э1 (Х1) . Функционалы Э1 (Э2) и Э2 (Э1) не взаимопреобразуемы.
Под влиянием взаимодействия эффективности систем изменяются, это и служит основой критериальной классификации. Обозначим:
i = i , если *i i * i ,
i = i , если *i > i , * i < i .
При 1 = 0, 2 = 0 системы нейтральны, взаимодействия
нет, цели совместны и независимы. При 1 > 0, 2 > 0 системы содействующие.
При 1 > 0 , 1 > 0, 2 > 0 , 2 > 0 , Э1 (1) = 0 , Э2 (2) = 0
, max Э1 max Э2 системы образуют единство.
При 1 > 0 , 2 > 0 , Э1 (1) 0 , Э2 (2) 0 , max Э1 max
Э2 - системы образуют симбиоз.
При 1 > 0 , 1 0, 2 > 0 , 2 0 , max Э1 max Э2 системы образуют содружество.
32
При 1 > 0 , 1 0, 2 > 0, 2 0 , max Э1 max Э2 системы образуют коалицию. При 1 < 0 , 2 < 0 - системы противодействующие.
При 1 < 0 , 1 < 0, 2 < 0 , 2 < 0 , max Э1 ( Э2 = 0) системы находятся в состоянии антагонизма.
При 1 < 0 , 1 0, 2 < 0 , 2 0 , max Э1 min Э2 ,
max Э2 min Э1 - строгое соперничество ( строгий конфликт).
При 1 < 0 , 1 > 0, 2 < 0 , 2 > 0 , max Э1 min Э2 ,
max Э2 min Э1 - нестрогое соперничество ( нестрогий конфликт).
Для многоцелевых систем критериальная классификация усложняется, т.к. по некоторым целям системы могут быть содействующими,
по другим - противодействующими. Введем дополнительно:
9. [ ( 1 > 0 , 2 > 0 ) ( ( Z1i , i = 1,n1 ) ( Z2i , i = 1, n ) ) ]
[ ( 1 = 0 , 2 = 0 ) (( Z1i , i = n1 + 1, m1 ) ( Z2i , i = n2 + 1, m2 )) ] .
10. [ ( 1 > 0 , 2 > 0 ) ( ( Z1i , i = 1,n1 ) ( Z2i , i = 1, n ) ) ]
[( 1 < 0 , 2 < 0 ) (( Z1i , i = n1 + 1, m1 ) ( Z2i , i = n2 + 1, m2 ) ) ] .
11. [ ( 1 > 0 , 2 > 0 ) ( ( Z1i , i = 1,n1 ) ( Z2i , i = 1, n ) ) ]
[ ( 1 > 0 , 2 > 0 ) ( ( Z1i , i = n1 + 1, m1 ) ( Z2i , i = n2 + 1, m2 ) )] .
Критериальная классификация 9, 10, 11 предполагает осознание
цели: возможна ситуация, когда, например i > 0, но Si предполагает
противоположное; возникает возможность инверсии конфликта и в результате нерационального управления содействие переходит в противодействие и наоборот. Возможны несимметричные конфликты: S1 антагонистично к S2 , но S2 содружественно к S1 .
Иногда класс конфликта не может быть отнесен ни к содействию,
ни к противодействию, т.к. включает компоненты того и другого. Существуют надсистемы, целевые функции, которых противоречивы, но в
тоже время ни одна из систем не может достигнуть своих целей без дру-
33
гой. Иначе говоря, несмотря на противодействие целей, каждая из систем обладает чем-то необходимым другой системе и уступает это «чтото» в обмен на уменьшение противодействия. Вокруг такого обмена и
развивается конфликт, а эффективность систем определяется ходом
конфликта. Из определения видно, что надсистема неустойчива: в результате конфликта может измениться не только характер взаимодействия, но и морфология систем. Тем не менее, такая неустойчивость может длиться очень долго. Конфликт диалектически совмещает черты антагонизма и симбиоза, будем называть его конфликтом эксплуатации.
При эксплуатации
( Э'1 Э1 ' Э1 ) ( Э' 2 Э2 ' Э2 );
0 п ри
(1, 2 )
0 п ри ( Э ' ' Э ) ( Э ' ' Э ), Э
1 Э1 Э
2 Э2 .
1
1
2
2
Будем различать следующие виды эксплуатации:
1. «Доброжелательная», если ( Э1 0) ( Э 2 0) - обе стороны выигрывают в конфликте, но одна больше другой.
2. «Нормальная», если ( Э1 0) ( Э2 0) - одна сторона выигрывает за
счет другой, другая проигрывает.
3. «Злобная», если ( Э1 Э 2 ) ( Э 2 0, Э1 0) - обе стороны проигрывают,
но одна меньше (предпочитает проиграть, чтобы конфликтующая
сторона проиграла еще больше).
Осуществив классификацию конфликта по критериям, вернемся к
определению конфликта. Понятно, что отнести к конфликту только противодействие (борьбу), было бы ошибкой. Во-первых, определить класс
конфликта без подробного его исследования невозможно: внешние проявления «борьбы» говорят мало. Во-вторых, классы конфликтов не
вполне стабильны, в процессе развития надсистемы они изменяются, и
это изменение - тоже конфликт. В-третьих, если разделить конфликты на
«полезные» и «вредные», то результат почти всегда будет определяться
34
интервалом оценки. Полезное на коротком интервале, может быть вредным на длинном и наоборот (польза от кратковременного содружества
может оказаться губительной в перспективе, а временный антагонизм
стать благом для эволюции).
Из всей теории для нас наиболее интересны вопросы взаимодействия элементов систем в процессе их функционирования. Мы будем
рассматривать структуру систем, и формирование механизма конфликта
между элементами этой структуры как показано в [3], [4], [5].
Рассмотрим произвольную систему S ={S1, S2, S3 ,..., SN}, состоящую из N действующих элементов (подсистем) S i , i = 1, 2, ..., N. В процессе функционирования система S стремится к достижению некоторой
цели W, а каждая из подсистем S i к достижению своей локальной цели
Wi . Попробуем описать взаимные влияния подсистем друг на друга и на
систему S.
Применим теоретико-множественное описание системы S, тогда
пусть X - входное множество, Y - выходное множество, а C - множество
внутренних (глобальных) состояний системы S , причем X = X 1 X
2
... X m , Y = Y 1 Y 2 ... Y n , где - символ декартова произведения
и С = { C 1, C 2 ... C k }.
X1
Y1
S: X C→ Y
S(X C) Y
S
С={C 1,C 2, ...,
Ck}
Xm
Yn
Рис. 5.
Предположим, что произвольная цель W измерима, значит на
множестве X
задана вещественная функция полезности q ( x ), такая
что если x1, x2 X и q ( x1 ) > q ( x2 ), то x1 x2 ( - лучше ) в процессе
достижения W, то есть, предпочитая аргумент x1 , система S достигает
цель W эффективней.
35
Естественно предположить, что функция полезности каждой из систем зависит от Xi = {xi }- множества реализаций входного объекта
и
Yi= {yi}- множества реализаций выходного. Причем qi ( x i ) = q i ( x i , Ri
( c i , x i )), где Ri - некоторый оператор преобразования X в Y. Для конкретных значений состояний ci системы этот оператор выражается
функцией.
Таким образом, мы приходим к рассмотрению
множества си-
стем SM = {S0, S1, S2 ,...., SN}, где в качестве системы S0 предполагается
внешняя среда.
Рассмотрим матрицу связей для всех элементов множества SM, считая, что возможна связь между выходом и входом одного элемента. Заметим, что такой подход позволяет описывать структуры систем, представленных в виде различных комбинаций типовых соединений элементов: последовательного, параллельного и с обратной связью.
Представив в таком виде формализацию функционирования системы, можно перейти к определению отношения конфликта.
Выберем из этого множества произвольные две системы Si , Sj .
Предположим, что они взаимодействуют таким образом, что часть выходов системы Si передается на входы системы Sj . Будем считать, что
возмущается подсистема S i . Это возмущение
задается приращением
xi(Si ) входного вектора xi подсистемы S i , причем таким образом, что
функция подсистемы S
i
обеспечивает положительное, относительно
своей функции полезности действие, повышая эффективность достижения своей локальной цели Wi , т.е. qi (xi + xi ( S i )) > qi (xi) . Это вполне
понятно если считать множество SM принадлежащим к классу целеустремленных систем. Тогда из условий дифференцируемости R можно
вычислить приращение yi ( S i ) на выходе элемента S i , как
y ( S i ) = ( Ri / xi ) xi ( S i ).
Из условия дифференцируемости функции полезности по известным из курса высшей математики формулам можно вычислить прира-
36
щение qj(Si) при условии действия подсистемы S i на подсистему S j и
q j (t)
производную
si (t) .
qj ( Si ) = Xilim
[ qj ( x 0j + x 0j ( Si ) ,..., x Nj + x Nj ( Si ) ) −
( Si )→ 0
- qj (x 0j ,..., x Nj ) ] / xi ( Si ),
(7)
где xj ( Si ) = ( x 0j ( Si ), x 1j ( Si ) ,..., x Nj ( Si ) ) - сложный вектор
- приращение, полученное входом S j в результате действия элемента S i
. Действие элемента задается возмущением xi ( Si ) таким, что qi (xi +xi
( Si )) > qi (xi)) ; x j ( Si ) - компонента приращения, формируемая подсистемой S в результате действия подсистемы S i ; i,j, = 0, N .
Будем считать, что подсистема S
i
вступает в конфликт с подси-
стемой S j ( S i >Iк S j ), если qj ( Si ) < 0 . Это означает, что действие
системы S i уменьшает эффективность достижения системой S j своей
цели W j .
Подсистема S
i
содействует функционированию подсистемы Sj( S
i
>Iс S j ), если qj ( Si ) > 0 , т.е. эффективность достижения системой S j
своей цели W j возрастает.
Функционирование подсистемы S
j
не зависит от Si ( S i >Iн S j ),
если qj ( Si ) = 0, т.е. подсистема S i не влияет на эффективность функционирования S j в смысле достижения цели W j.
Если обозначить через полную группу введенных отношений
( = >Iк >Iс >Iн ), то по значению приращения qj ( S i ) на множестве SM можно задать всю группу отношений между подсистемами S
i
и S j ( S i S j ).
В
общем
(q / s ) i,j= 0, N ,
j
i
случае,
можно
построить
матрицу
(якобиан)
элементы которой соответствующие производные по
подсистемам. Этот якобиан определяет структуру формирования кон-
37
фликта на множестве систем S
M
={S 0 ,S1 ,... , SN}, а также на множе-
стве систем S ={S1, S2 , ... , SN}, то есть определяет всю группу отношений: ( S i S j ), ( S j S i ), ( S Si ), ( S i S ), ( S0 Si ), ( Si S0 ), ( S0
S), ( S S0) .
Теперь предположим, что система S функционирует на промежутке времени t [t0, tk ] = T, тогда X(t) : {x(t)tT }, Y(t) : {y(t)tT }, C(t) :
{c(t)tT }. Действие каждой подсистемы S i (t) представим в виде уравнения «вход - состояние - выход» нелинейной системы в дифференциальной форме :
Ci (t) = F i ( C i (t), X i (t) ), Y i (t) = R i ( C i (t) , X i (t) ),
(8)
где C i (t) = {ci (t)} - множество глобальных состояний подсистемы
S i , X i (t) = X i 1 (t) X i 2 (t) ... X i mi (t) - входной объект подсистемы
S i , Y (t) = Yi 1 (t) Yi 2 (t) ... Yi ni (t) - выходной объект системы Si ,
причем X i k (t) = { x ik }, k = 1, mi , Yi r (t) = {yi r }, r = 1, ni - множества
реализаций соответственно входов и выходов системы S i , F i и R i - вектор - столбцы в общем случае нелинейных зависимостей. Ci (t) - характеризует изменение внутреннего состояния системы во времени.
Введем функцию полезности функционирования системы S
с
i
временным аргументом t [t0, tk ] = T процесса достижения цели W
i
:
qi (xi (t)) = qi ( xi (t), Ri (ci (t), xi (t)) ) , где xi (t) X i (t), ci (t) C i (t). Причем
будем считать i = 0, N , предполагая представление внешней среды в виде системы S0.
Для изучения взаимодействий подсистем, в первую очередь, необходимо выделить t T из множества SM(t) подмножества элементов S
(t), S>Iс(t) и S>Iн(t), для которых справедливы бинарные отношения
>Iн
>Iк, >Iс и >Iн соответственно.
38
Это равносильно выделению из G(t) = G ( SM, E, t ) t T подграфов: G (>Iк) = G>Iк( S>Iк, E>Iк, t ) , G (>Iс) = G>Iс ( S>Iс, E>Iс, t ), G (>Iн)
= G>Iн ( S>Iн,E>Iн,t ) G ( SM, E, t).
Бинарные отношения
>Iк, >Iс, >Iн можно задавать матрицами
смежности для соответствующих подграфов графа G= G ( SM, E, t ). Обо-
н
с
значим такие матрицы через K = ij , KК = ijk , KC = ij , KH = ij по-
рядка n n, n N+1, причем:
-
k
ij
-
k
ij
-
k
ij
-
k
ij
k
с
н
0, если eij E eij 0 ,
k
ij
= eij ;
k
0, если eij E>Iк eij 0 , k ij = eij <0 ;
с
0, если eij E>Iс eij 0 , k ij = eij >0;
н
0, если eij E>Iн eij 0 , k ij = eij =0.
Значение kij равно весу дуги, соединяющей S
i
с S j , а значение kji
равно весу дуги, соединяющей S j c S i , причем справедливо следующее
выражение K = KК + KC + KH .
Для каждой вершины S i определим суммы вида
n
n
j =1
i =1
o ( S i ) = ij , в ( S i ) = ij ,
(9)
где ij - элемент ноль-единичной матрицы () , где - обобщенное отношение = ( >Iк >Iс >Iн ).
( >Iк ), а
Например, если ij
eij E>Iк и eij 0, то ij =1, в противном случае ij =0.
Суммы o ( S i ) и в ( S i ) в теории графов называются полустепенью исхода и полустепенью захода вершины Si соответственно. Величина
o ( S i ) определяет число дуг, выходящих из вершины S i , в ( S i )
- число дуг входящих в вершину S i .
Равенство суммы o ( Si ) нулю ( o ( S i ) = 0 ) служит признаком
выделения элементов S
i
( конечных подсистем), действие которых не
39
оказывает влияние на формирование отношения в соответствии с
рассматриваемым графом G
>Iк
G
>Iс
G>Iн а значение o ( S i ) > 0
определяет число подсистем на которые S i оказывает влияние при формировании отношения .
Равенство же суммы в ( S i ) нулю (в ( S i ) = 0 ) служит признаком
выделения элементов S i (исходных подсистем), действие которых оказывают влияние на формирование отношения в соответствии с рассматриваемым графом G>Iк G>Iс G>Iн , а значение в ( S i ) > 0 определяет число подсистем, которые оказывают влияние на S
i
при форми-
ровании отношения .
Если o ( S i ) = в ( S i ) = 0, то вершина является изолированной, в
смысле отношения .
В виду того, что суммы o ( S i ) и в ( S i ) дают представления лишь
о месте S i в структуре G , целесообразно ввести величины, характеризующие степень влияния S i на формирования отношения .
Для каждой вершины S i определим суммы вида
n
o ( S i ) =
k
j =1
n
n
ij
100 % ,
n
k
j =1 i =1
в ( S i ) =
ij
k
i =1
n
ij
100 % ,
n
k
j =1 i =1
(10)
ij
Сумма o ( S i ) показывает (в процентах от суммарного по SM ),
степень воздействия S i на другие системы в смысле отношений . Сумма в ( S i ) , наоборот, степень воздействия других систем на S i в смысле отношений ..
При таком подходе пары ( o ( S i ), o ( S i ) ) и ( в ( S i ), в ( S i ) )
довольно полно характеризуют важность (вес) подсистемы S i в формировании отношений между подсистемами множества SМ .
Для = ( >Iк >Iс ), определим, сумму
40
n
n
= k ij , kij K
(11)
i =1 j =1
Отношения >Iк/>Iс и >Iс/>Iк характеризуют, соответственно, общую конфликтность или сотрудничество элементов системы.
Введем понятия симметричности и транзитивности бинарных отношений.
Симметричность. Отношение между S i и S j будет симметрично, если S i S j и S j S i .
Транзитивность. Отношение между S i , S j , S
k
будет транзи-
тивным, если удовлетворяет соотношениям : S i S j , S j S k , S i S k .
В общем случае отношение не симметрично и не транзитивно,
но для любого графа можно выделить его симметричную и транзитивную части (подграфы), причем S i G : [ ( (S i G ss) (S i
G tr) )
( (S i G ss) (S i G tr) ) ( (S i G ss) (S i G tr) )
( (S i G ss) (S i G tr) ) ] и e ij E : [ ( (e ij E ss) ( e ij E
tr) )
( (e ij E ss) ( e ij E tr) ) ( (e ij E ss) ( e ij E tr) ) (
(e ij E ss) ( e ij E tr) ) ].
Рассмотрим некоторые структурно - топологические характеристики, представляющие интерес для задач анализа бинарных отношений
>Iк , >Iс, >Iн.
Степень централизации. Характеризуется индексом центральности
n
=
(
=1
max
− ( S ))
(n − 1) ( max − 1)
,
(12)
где i ( S i ) = o ( S i ) + в ( S i ); max = max i ( S i ).
i
Индекс служит для количественной оценки степени централизации структурного представления бинарного отношения. Если = 0 ,
41
то связи распределены равномерно, если же =1, то структура, описывающая отношение имеет максимальную степень централизации.
Структурная избыточность. Характеризует относительную разность числа связей E , имеющихся в структурном представлении бинарного отношения, и числа связей E min , минимально необходимого
для связности графа. Вводится показатель
=( E - E min ) / E min = ( E / ( n-1 ) ) - 1.
(13)
Показатель оценивает меру избыточности структуры по связям.
Если >0 , то структура имеет максимальную избыточность ( типа
полный граф ), если = 0 , то наблюдается случай с минимальной избыточностью; < 0 - структура отношения не связна.
Структурная компактность. Это свойство предлагается оценивать рядом показателей:
- диаметром структуры - d ( G ( ) ) = max d ( S i , S j ) , где
i, j
d ( S i , S j ) - расстояние между вершинами S i , S j S ( длина
кратчайшего пути, соединяющего вершины S i и S j , равная числу дуг,
составляющих этот путь );
- центром и радиусом структуры - вершина S 00 является центром,
если S i S : ( max d ( S i , S j ) max d ( S 00 , S j ) ), а d ( S 00 , S j ) Sj
Sj
радиусом;
- относительным показателем, характеризующим структурную
близость подсистем между собой:
n
n
от = ( / min )-1, где = d (S i, S j), min = n(n-1).
i =1 j =1
от=
n
n
i =1
j =1
d (S S
i,
n ( n − 1)
j
)
.
(14)
42
2.2. ВВЕДЕНИЕ ПОНЯТИЯ ВЕКТОРНОЙ ОЦЕНКИ
Рассмотрим далее векторную оценку достижения цели W. Допустим что, W частично измеримая цель и на множестве S задана некоторая совокупность функций Q = (q1(S), …, qm(S)) такая, что S1 S2, если
qi(S1) qi(S2) i=1,…,m и хотя бы для одного i имеет место qi(Sr)
qi(Sk). Тогда по аналогии с определением, рассмотренным в [3] введем
отношение конфликта между двумя системами.
Определение 1. Система S2 конфликтует с системой S1 (S2 >I S1)
по вектору Q в смысле достижения цели W, если для каждого i = 1,…,m
qi ( S1, S2 ) qi ( S1 )
(15)
и хотя бы для одного i неравенство (15) строгое.
По определению 1 можно ввести и отношения >IН и >IС.
_
Если qi ( S1, S2 ) = qi ( S1, S 2 ) для каждого i=1,…,4 то S2 >IН S1 и ес_
ли qi ( S1, S2 ) qi ( S1, S 2 ) для каждого i=1,…,4 и хотя бы для одного i неравенство строгое, то S2 >IС S1.
Как и ранее можно показать, что заданные таким образом отношения антирефлексивны, не транзитивны и не симметричны. Достаточно только рассмотреть эти свойства по каждой координате вектора Q.
Для оценки степени конфликта в виде величины ij(q) в векторном случае можно поступить двумя способами.
Первый способ заключается в постулировнии некоторой скалярной свертки векторной оценки вектора Q на множестве S, например, в
виде: q =
q ,
i i
где i – весовой коэффициент.
i
Второй способ связан с непосредственным введением расстояния
_
между векторами Q ( S1, S2 ) и Q ( S1, S 2 ) отдельно для случая S2 >IС S1 и
2
_
S2 >IК S1, например, в виде: ij (q) = qi (S1 , S2 ) − qi (S1 , S2 ) .
43
Вернемся к определению 1. Здесь считается, что цель W частично
измерима, т.е. системы S1 и S2 S сравнимы по вектору Q(S), если выполняется хотя бы одно из условий:
Q ( S1 ) Q ( S2 );
(16)
Q ( S1 ) Q ( S2 );
(17)
Q ( S1 ) = Q ( S2 );
(18)
В первых двух соотношениях предполагается, что хотя бы для
б
б
одного qi(S) неравенство строгое, причем считается S1 S2 ( - безб
б
условно хуже) в случае выполнения условий (16), S1 S2 ( - безусловно лучше) в случае выполнения условий (17), S1 S2 ( - эквивалентна) в
случае выполнения условий (18).
В то же время не рассматривается ситуация, когда S1 и S2 S
сравнить нельзя S1 S2 ( - несравнима), а именно:
- для условия (16) i = k1,k2,…,kr, r<m, такие, что qi(S1) > qi(S2);
- для условия (17) i = k1,k2,…,kr, r<m, такие, что qi(S1) < qi(S2).
Другими словами в (16) существует хотя бы одна функция qi(S)
для которой значение qi(S1) больше значения qi(S2), а в (17) – хотя бы одна функция qi(S) для которой значения qi(S1) меньше значения qi(S2).
В связи с этим дадим более общее определение конфликта.
Определение 2. Система S2 конфликтует с системой S1 (S2 >IК S1)
по вектору Q в смысле достижения цели W, если хотя бы для одного i
_
qi ( S1, S2 ) < qi ( S1, S 2 ).
(19)
б
Определение 2 как бы объединяет две ситуации, когда S1 S2 и
когда S1 S2. Поэтому можно записать, что >IК = >IБ >Ipar, >IБ >Ipar
= . В смысле выше изложенного, назовем >IБ – безусловным конфликтом между S1 и S2, а >Ipar - частичным.
44
Отношение >Ipar имеет широкое распространение в так называемых многокритериальных задачах оптимизации. Здесь S1 и S2 называется
Парето – оптимальными решениями.
2.3. ВВЕДЕНИЕ ПОНЯТИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КОНФЛИКТА
Положим, как и ранее3, что система S состоит из N подсистем: S
= {S1,…,SN}.
Пусть, в свою очередь, каждая из подсистем Si состоит из совокупности объектов sj, которые связаны между собой и от которых зависит работа подсистемы: Si = {s1,…sj}, где j – количество объектов в i-ой
подсистеме.
Рассмотрим подробнее объект sj подсистемы Si. Допустим, что
каждый объект определяется совокупностью (вектором) скалярных параметров: = {1,…,k}.
Для простоты определения, положим, что объект s определяется
двумя параметрами = {1, 2}.
Рассмотрим множество = {(1, 2) (1, 2 ) ( 1 , 2)
( 1 , 2 )}. Здесь i - отсутствие данного параметра у объекта. Будем считать, что ( 1 , 2 ) = 0.
Введем понятие полезности параметра : () – некоторая вещественная функция полезности параметра объекта s, такая, что если
параметр1 полезней чем 2 для цели достижения максимальной эффективности объекта s, то (1) >(2), т.е. имеет количественную оценку.
Определение 1. Будем считать, что 1 >I 2 (конфликтует) в
смысле достижения максимальной эффективности s, если:
(1,2) < ( 1 ,2).
3
Сысоев В.В., Амрахов И.Г. The conflict in structural representation of sys-
tems (Конфликт в структурном представлении систем).
45
То есть, эффективность объекта s уменьшается, если в векторе
параметров присутствует параметр 1.
Аналогично рассмотрим случай:
2 >I 1 (1,2) < (1, 2 ).
Определение 2. Будем считать, что 1 >IС 2 (содействует) в
смысле достижения максимальной эффективности s, если:
(1,2) > ( 1 ,2).
То есть, эффективность объекта s увеличиться, если в векторе параметров присутствует параметр 1.
Определение 3. Будем считать, что 1 >IН 2 (независим) в смысле достижения максимальной эффективности s, если:
(1,2) = ( 1 ,2).
То есть, эффективность объекта s не изменится, если в векторе
параметров присутствует параметр 1.
Для оценки меры рассмотренных отношений, введем понятие
степени параметрического конфликта параметра :
ij = (1,2) - ( 1 ,2).
Эта величина может служить оценкой меры параметрического
конфликта, характеризующей степень отношений >I и >IС.
Действительно, если ij = 0, то 1 >IН 2, если ij > 0, то 1 >IК 2
и чем больше это значение, тем «сильнее» параметрический конфликт,
если ij < 0, то 1 >IС 2 и чем больше по модулю это значение, тем
«сильнее» это сотрудничество.
46
2.4. ВОПРОСЫ МЕТОДА АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СВОДНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ
ИНФОРМАЦИОННОМ ДЕФИЦИТЕ
В марте 1908 г. полковник Алексей Николаевич Крылов представил в Морской технический комитет, где он состоял в должности
Главного инспектора кораблестроения, две записки, содержащие соображения о построении «формулы сравнительной оценки» проектов линейного корабля, участвовавших в международном конкурсе. Этот конкурс, объявленный Морским министерством России в 1907 г., ставил
своей целью отбор наилучшего проекта строительства серии линкоров
для воссоздаваемого после войны с Японией российского военноморского флота,
Полсотни проектов, представленных ведущими русскими и зарубежными кораблестроительными фирмами, необходимо было оценить с
учетом полутора сотен технических условий и множества параметров,
определяющих эффективность артиллерии и минно-торпедного вооружения, качества бронирования и конструкции: корпуса. Именно многочисленность учитываемых характеристик и многообразие их типов привели А.Н. Крылова к мысли о необходимости построения сводной
«сравнительной оценки», которая, объединяя информацию о значениях
отдельных характеристик и информацию о значимости этих характеристик, позволила бы упорядочить все рассматриваемые проекты по
степени их общей предпочтительности.
Таким образом, разработав концепцию построения «формулы
сравнительной оценки» проектов линкоров, А. Н. Крылов дал один из
первых образцов применения метода свертки многих оценок в одну,
столь широко используемого теперь для построения сводных (глобальных, интегральных, обобщенных, генеральных, синтетических и т.п.)
показателей, синтезирующих отдельные (локальные, дифференциальные, частные, маргинальные, аналитические и т.п. соответственно) показатели, характеризующие качество (эффективность, надежность, полез-
47
ность, предпочтительность и т.п.) любых многопараметрических объектов: сложных технических систем; вариантов управленческих, организационных и инвестиционных: решений; видов потребительских товаров и
услуг; типов ЭВМ и их программного обеспечения; мнений отдельных
экспертов и экспертных комитетов; финансовых и экономических проектов и т.д.
Для получения сводной оценки А.Н. Крылов считал необходимым решить следующие вопросы:
0 – «какие качества... подлежат рассмотрению в смысле влияния
на оценку сравнительного достоинства»;
1 – «каким числом каждое из этих качеств в отдельности измеряется»;
2 – «какой способ группировки этих чисел принимается»;
3 – «какие относительные множители приписываются тем качествам, коим дается предпочтение».
И теперь, спустя много лет, ответы на эти вопросы определяют
основные этапы построения сводных показателей, синтезирующих значения отдельных критериев; по которым оценивается сложный многопараметрический объект. Действительно, отвлекаясь от содержания многокритериальных оценок и от природы оцениваемых объектов, упрощенную схему построения сводного показателя Q некоторого исследуемого объекта можно представить в виде последовательности следующих
шагов.
0. Формируется вектор x = (x1, …, xп) исходных характеристик,
каждая из которых необходима, а все они вместе - достаточны для полного, всестороннего оценивания исследуемого объекта.
1. Формируется вектор q = (q1,…, qm) отдельных показателей,
представляющих собой функции qi(х), i = 1,…, m, вектора исходных показателей x = (x1, ..., xп) и оценивающих различные аспекты исследуемого объекта с использованием т различных критериев. В простейшем
48
случае каждый отдельный показатель qi , является функцией одной исходной характеристики xi: qi = qi (xi), i = 1, …, m = n.
2. Выбирается вид синтезирующей функции Q (q) сопоставляющей вектору отдельные показателей q = (q1,…, qm) сводную оценку Q
(значение сводного показателя Q = Q(q)), характеризующую исследуемый объект в целом. При этом обычно предполагается, что синтезирующая функция Q(q) зависит от вектора w = (w1,…, wm) положительных
параметров w1,…, wm, определяющих значимость отдельных показателей
q1,…, qm для сводной оценки Q соответственно: Q = Q (q) = Q (q; w).
3. Определяется значение вектора w параметров w1,…, wm, wi, 0,
обычно интерпретируемых как весовые коэффициенты (веса), задающие
степени влияния отдельных показателей q1,…, qm на сводную оценку Q.
Часто используемое дополнительное условие нормировки (w1 + • • • +
wm = 1) позволяет говорить о значении параметра wi, как об оценке относительного веса отдельного показателя qi.
Таким образом, в описываемом методе сводных показателей
(МСП) можно выделить следующие три составные части (три этапа построения сводного показателя):
1) формирование вектора отдельных показателей q = (q1,…, qm);
2) выбор синтезирующей функции Q (q) = Q (q; w);
3) определение вектора весовых коэффициентов w = (w1,…, wm).
Тот вариант МСП, который был разработан в начале века А.Н.
Крыловым, относится к методам оценивания качества, входящим в область квалиметрии, т.е. в область науки об измерении и управлении качеством продукции и услуг. При этом понятию «качество продукции»
дается следующее толкование, предложенное Международной организацией по стандартизации и зафиксированное в ее стандарте ISO 840286: «Качество - совокупность свойств и характеристик продукции или
услуги, которые придают им способность удовлетворять обусловленные
или предполагаемые потребности».
49
Такая системность характеристик оцениваемых объектов позволяет говорить о качестве продукции в целом, об обобщенной оценке этого качества, что в свою очередь, служит основой понятия сводного показателя качества сложного, многопараметрического целесообразно функционирующего объекта.
В настоящее время в рамках квалиметрии, которую можно рассматривать как первый источник метода сводных показателей4, разработан широкий спектр математических моделей синтеза обобщенный
оценок качества, позволяющих оценивать все множество социальноэкономических и культурных благ.
Вторым источником МСП является теория функций полезности, основы которой можно усмотреть уже в работах австрийской
школы политической экономии (К. Менгер. Е. Бем-Баверк, Ф. Визер).
Математический же аппарат этой теории последовательно развивался
трудами А. Курно (1801-1877), Г. Госсена (1810-1858), С. Лжевонса
(1835-1882), Л. Вальраса. (1834-1910), В. Парето (1848-1923) и других
исследователей. К настоящему времени накоплено целое множество математических моделей, позволяющих строить функции, оценивающие
полезность в целом различных наборов хозяйственных благ. При этом
такие сводные оценки полезности сложных наборов благ могут иметь
как числовой («кардинальная полезность»), так и нечисловой («ординальная полезность») характер.
Третий источник метода сводных показателей содержится в
теории экономических индексов, оценивающих единым числом такие
многопараметрические объекты и явления, какими являются, например,
цены потребительских товаров, колебания биржевого курса акций, динамика деловой активности и т.п. В истории индексного метода, интенсивно разрабатываемого уже с конца прошлого века, особое место зани4
те.
Хаванов В.С. Анализ и синтез показателей при информационном дефици-
50
мает классическая монография И. Фишера, во многом предопределившая дальнейшее развитие математических методов построения сводных
индексов, удовлетворяющих определенным аксиомам и требованиям.
Следует отметить, что именно в рамках теории построения индексов
начался систематический сравнительный анализ синтезирующих функций различного вида, связанных с понятием обобщенного среднего,
частными случаями которого являются понятия среднего арифметического, геометрического, гармонического и т.д.
Проанализируем описанные составные части и источники МСП с
целью выявления принципов построения сводных показателей. Для этого нам придется подробнее рассмотреть структуру множества изучаемых
многопараметрических объектов. Введем на множестве всех оцениваемых объектов s = {s1,…,sN}, отождествляемых на данном этапе с векторами отдельных показателей q(sj) = (q1(sj),…, qm(sj)), j = 1,…, k, отношение покомпонентного доминирования (мажорирования), обозначаемое
и определяемое соотношением:
(q(sr) q(ss)) (( i: qi(sr) qi(ss)) и ( j: qi(sr) > qi(ss)).
Это соотношение можно трактовать как утверждение, что объект
q(sr) предпочтительнее по оцениваемому качеству (по эффективности,
по надежности, по полезности и т.п.), чем объект q(ss) тогда и только тогда, когда он не менее предпочтителен по каждому отдельному критерию (qi(sr) qi(ss)) и существует критерий по которому первый объект
предпочтительней второго (qi(sr) > qi(ss)).
Наряду с отношением «строгого» упорядочения по предпочтительности введем отношение порядка следующим образом:
(q(sr) q(ss)) ((qi(sr) qi(ss)) или (i: qi(sr) = qi(ss)).
Существенной трудностью, возникающей при упорядочении объектов с помощью отношения покомпонентного доминирования, обычно
является наличие большого числа объектов q(sr) и q(ss) несравнимых по
51
отношению или . То есть объектов, для которых не выполнятся ни
соотношение q(sr) q(ss), ни соотношение q(ss) q(sr).
Для преодоления этого затруднения приходится привлекать дополнительную информацию, позволяющую каким-то образом все же
сравнивать «несравнимые» векторы q(sr) и q(ss) отдельных показателей
путем перехода к сводным показателям Q(q(sr)), Q(q(ss)), обеспечивающих линейное упорядочение всех объектов по степени проявления оцениваемого качества.
При этом синтезирующая функция Q(q) оказывается монотонной,
т.е. удовлетворяющей соотношению:
(q(sr) q(ss)) [Q(q(sr)) Q(q(ss))].
Таким образом, построение сводного показателя Q(q) осуществляет линеаризацию множества векторов отдельных показателей, частично упорядоченного отношением покомпонентного доминирования.
Если удается произвести однозначное определение компонент
вектора исходных характеристик исследуемой системы x = {xi}, однозначно задать функции q1(S),…qm(S) и однозначно определить вектор весовых коэффициентов w = (w1,…,wm), то результатом является однозначная сводная оценка Q = Q(q,w) = Q(q(x),w) = Q*(x,w) исследуемого объекта в целом.
Однако, как еще указал А.Н. Крылов, однозначный выбор функций и векторов, определяющих сводную оценку Q, на практике весьма
затруднителен. Поэтому формирование сводного показателя Q(q(x),w)
обычно происходит в условиях дефицита информации, когда имеет место неопределенность выбора функций qi(x), i =1,…m; Q(q) и вектора w
= (w1,…,wm).
Указанная неопределенность формирования сводного показателя
Q(q) усугубляется еще и тем, что во многих случаях информация, доступная исследователю, не имеет числового характера – отдельные по-
52
казатели q1(s),…qm(s), сводная оценка Q и весовые коэффициенты
w1,…,wm определяются по какой-либо квалиметрической шкале, имеющей более бедную структуру, чем обычная числовая шкала. Например,
отдельные показатели объекта оцениваются баллами b1 – «плохо», b2 «удовлетворительно», b3 - «хорошо», b4 - «отлично», а весовые коэффициенты просто ранжируются по значимости. В этом случае возникает
проблема «арифметизации» («оцифровки»), состоящая в выборе отображения (bi), сопоставляющего баллу bi, имеющему нечисловую природу, некоторое действительное число. Так, например, обычная шкала,
состоящая из указанных четырех баллов b1, b2, b3, b4 , превращается в
числовую шкалу при помощи арифметизации (bi) = i + 1. Разумеется,
выбор арифметизации, как правило, неоднозначен, и исследователь имеет целый класс допустимых арифметизаций.
Используя разработанную еще Т. Байесом и последовательно доработанную Э. Борелем идею моделирования неопределенности выбора
функций qi, Q, и вектора w из соответствующих классов при помощи
рандомизации этого выбора (т.е. при помощи случайного выбора), полу~
чаем стохастические процессы (поля): q~i (x ), Q(q; w),~(bi ) и случайный
~ ~
~
вектор w = (w1 ,..., wm ) соответственно.
Рандомизация отдельных показателей, синтезирующей функции
и весовых коэффициентов ведет к рандомизации сводного показателя:
вместо определенного числа Q = Q*(x,w), оценивающего в целом исследуемый объект, задаваемый вектором исходных характеристик, мы по~ ~
~ ) , являющуюся рандомизиролучаем случайную величину Q = Q * (x; w
ванным сводным показателем. Задача сравнения k объектов, задаваемых
векторами исходных характеристик хj = (хj,…,xj), }, j = 1,...,k, сводится,
тем самым, к задаче выявления того или иного вида стохастического
~ ) , j = 1,...,k.
доминирования среди случайных величин Q j = Q * (x j ; w
~
~
53
В простейшем случае, например, в качестве сводной оценки Qj
~
объекта sj можно взять математическое ожидание M Q j (или другую характеристику центра распределения) рандомизированного сводного по~
казателя Q j . Тогда точность такой сводной оценки определяется стандартным отклонением (или другой характеристикой разброса распреде~
ления) случайной величины Q j . Достоверность же выявленного доминирования сводной оценки Q(sr) объекта sr над сводной оценкой Q(ss) объ~
~
екта sr (M Q(sr ) > M Q(s s ) ) измеряется вероятностью стохастического не~
~
равенства Q(sr ) > Q(s s ) .
Помимо описанной выше теоретико-вероятностной интерпретации неопределенности, возникающей на разных стадиях построения
сводного показателя, возможна и интерпретация тех же формальных
процедур МСП, связанная с широко используемой в публикациях последних десятилетий терминологией теории нечетких множеств. Нечеткое множество, понятие которого введено фактически еще Э. Борелем,
определяется «нечеткой функцией принадлежности» (индикаторной
функцией) ( A) сопоставляющей каждому элементу o из некоторого
универсального множества = {} значение (0 A) [0,1), оценивающее степень принадлежности элемента 0 нечеткому множеству A.
Тесная связь между теоретико-вероятностными понятиями и понятиями теории нечетких множеств, позволяет легко перейти, например,
к такому пониманию основных элементов метода рандомизированных
сводных показателей: qi (xi) [0,1] – оценка с точки зрения i-го критерия
степени принадлежности объекта x = (x1,…,xm) к нечеткому множеству
предпочтительных
~
~
Q (q) = MQ(q) = MQ* (q)
объектов;
математическое
ожидание
[0,1] рандомизированного сводного показателя
~
Q(q) - сводная оценка степени принадлежности объекта x = (x1,…,xm) к
~
~
нечеткому множеству предпочтительных объектов; P{Q * ( x) Q * ( x0 )}
54
[0,1] – оценка степени принадлежности объекта x к нечеткому множеству объектов, более предпочтительных, чем объект x0 и т.д.
55
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ
ЭФФЕКТИВНОСТИ КСОБ
3.1. ФОРМАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ КОНФЛИКТА В СТРУКТУРНОМ
ПРЕДСТАВЛЕНИИ КСОБ
Как мы уже рассматривали в [20], будем рассматривать взаимодействие между элементами функционирующей комплексной системы
охранной безопасности (КСОБ), в ее структурном представлении S, состоящую из семи действующих подсистем N = 7:
S = { S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 },
где соответственно:
- S1 - техническая укрепленность объекта (ТУ);
- S2 - охранная сигнализация (ОС);
- S3 - пожарная сигнализация (ПС);
- S4 - тревожная сигнализация (ТС);
- S5 - система контроля и управления доступа (СКУД);
- S6 - система видеонаблюдения (ТВН);
- S7 - комплекс мер по защите информации (ЗИ).
Положим, что в процессе функционирования система S стремится к достижению цели W - обеспечению защиты имущества собственника от краж, пожаров; несанкционированного проникновения на территорию охраняемого объекта; несанкционированного считывания (съема)
информации. Каждая из подсистем Si стремится, в свою очередь к достижению своей локальной цели Wi, соответствующие их прямому
назначению. Попробуем описать взаимные влияния подсистем друг на
друга и на систему S.
Применим теоретико-множественное описание системы S, тогда
пусть X - входное множество, Y - выходное множество, а C - множество
внутренних (глобальных) состояний системы S, причем X = X 1 X 2 ...
56
X m , Y = Y 1 Y 2 ... Y n , где - символ декартова произведения и
С = { C 1, C 2, ..., C k } см. рис. 5.
Пусть, мы имеем возможность определить цель W, предполагаем,
что на множестве X задан вектор значений вещественной функции полезности q ( x ), x = { x1,…, xL }, такая что если x1, x2 X и q ( x 1)>q ( x2
), то x1 x2 ( - лучше ) в процессе достижения W, то есть, предпочитая
вектор параметров x1 , система S достигает цель W эффективней.
Для определения эффективности КСОБ выделим совокупность
критериев оценки подсистем: q1 – экономическая эффективность; q2 –
надежность; q3 - помехоустойчивость. Они будут составлять вектор общей эффективности каждой из подсистем и КСОБ в целом:
q = {q1, q2, q3 }.
(20)
В таблице 2 приведены составляющие каждого из параметров qi,
рассматриваемых в нашем исследовании.
Таблица 2.
Экономическая эффективность
(затраты)
1.Приобретение технических средств;
2. Обслуживание;
3. Ремонт;
4. Установка.
Помехоустойчивость
Надежность
Защита:
1. Технологическая;
1. от фоновых засве- 2. Функциональная.
ток;
2. излучений УКВ
диапазона;
3. конвективных помех;
4. скачков напряжения
питания;
5. мелких животных и
насекомых и т.п.
Представив в таком виде формализацию функционирования
КСОБ, можно перейти к определению взаимоотношений подсистем.
57
Выберем
из множества подсистем две произвольные Si , Sj .
Предположим, что они взаимодействуют таким образом, что часть выходов системы Si передается на входы системы Sj . Будем считать, что
возмущается подсистема Si. Это возмущение
задается приращением
xi(Si ) входного вектора xi подсистемы S i , причем таким образом, что
функция подсистемы S
i
обеспечивает положительное, относительно
своей функции полезности действие, повышая эффективность достижения своей локальной цели Wi , т.е.
qi (xi + xi ( S i )) > qi (xi) . Это
вполне понятно если считать множество SM принадлежащим к классу
целеустремленных систем. Тогда из условий дифференцируемости R
можно вычислить приращение yi ( S i ) на выходе элемента S i , как
y ( S i ) = ( Ri / xi ) xi ( S i ).
Из условия дифференцируемости функции полезности по известным из курса высшей математики формулам можно вычислить приращение qj(Si) при условии действия подсистемы S i на подсистему S j и
производную
q j (t)
si (t) .
qj ( Si ) = Xilim
[ qj ( x 0j + x 0j ( Si ) ,..., x Nj + x Nj ( Si ) ) −
( Si )→ 0
- qj (x 0j ,..., x Nj ) ] / xi ( Si ),
(21)
где xj ( Si ) = ( x 0j ( Si ), x 1j ( Si ) ,..., x Nj ( Si ) ) - сложный вектор
- приращение, полученное входом S j в результате действия элемента S i.
Действие элемента задается возмущением xi ( Si ) таким, что qi (xi +xi
( Si )) > qi (xi)) ; x j ( Si ) - компонента приращения, формируемая подсистемой S в результате действия подсистемы S i ; i,j, = 0, N .
Будем считать, что подсистема S i вступает в конфликт с подсистемой S j ( S i >IК S j ), если qj ( Si ) < 0 . Это означает, что действие
58
системы S i уменьшает эффективность достижения системой S j своей
цели W j .
Подсистема S
i
содействует функционированию подсистемы Sj
(Si >IС Sj), если qj ( Si ) > 0 , если эффективность достижения системой
Sj своей цели W j возрастает.
Функционирование подсистемы S j не зависит от Si ( S i >IН S j ),
если qj ( Si ) = 0, если подсистема S i не влияет на эффективность функционирования S j в смысле достижения цели W j.
В
нашем
(q / s ) i,j=1,7 ,
j
i
случае
можно
построить
матрицу
(якобиан)
элементы которой соответствующие производные по
подсистемам. Этот якобиан определяет структуру формирования конфликта на множестве систем S M ={S1 , S2 ,... , S7}, а также на множестве
систем S ={S1, S2 , ... , S7}, то есть определяет всю группу отношений: (S i
S j ), ( S j S i ), ( S Si ), ( S i S ), ( S1 Si ), ( Si S1 ), ( S1 S), (S
S1).
Бинарные отношения >I, >IС, >IН можно задавать матрицами
смежности для соответствующих подграфов графа G= G (SM, E, t). Обо-
значим такие матрицы через K = ij , KК =
, K = , K
k
ij
C
с
ij
H
н
= ij по-
рядка n n, n N+1.
Для дальнейшего исследования было необходимо определить
взаимодействие каждой из подсистем с другими, входящими в состав
КСОБ относительно отражаемости каждой составляющей полного набора угроз. Составив матрицы смежности размером 77 между подсистемами, мы получили возможность проанализировать, каким образом будут строиться отношения элементов КСОБ. Значения элементов матриц
смежности и подграфы отношений подсистем приведены в приложении
3.
Характеристики, рассчитываемые по формулам (12), (13), (14),
соответственно представлены в таблице 3.
59
Таблица 3.
Название графа
Индекс
Центральности
Показатель
структурной избыточности
0
Показатель
структурной
компактности
4
Экономической эффективности
Помехоустойчивости
Надежности
0,67
0,13
0,5
3
-0,6
0,7
0,5
3.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КСОБ
Рассмотрим далее, каким образом влияет каждая из подсистем Si
на систему S в целом. Поставим для себя задачу: определить эффективность каждой из подсистем Si для i = 1,…,N и системы S в целом.
Необходимыми результатами будут являться:
1. Числовые значения вектора QКСОБ =
{Qq[1];…, Qq[L]}, где
Qq[1];…, Qq[L] – сводные оценки всех подсистем по каждому
отдельному параметру, где L – количество рассматриваемых
параметров;
2. Линейная свертка векторных значений, необходимая для
определения наиболее эффективной КСОБ из предложенных
L
вариантов: QКСОБ = Qq l l , где Qq[l] – l-ый элемент векl =1
тора QКСОБ ; l – соответствующий элемент вектора задаваемых предпочтений (приоритетов) критериев (параметров); l =
1,…,L.
Для этого, необходимо осуществить три последовательных этапа:
1) Разработать метод оценки влияния каждой из подсистем на
эффективность системы в целом.
2) Разработать метод получения оценок используемых технических средств на эффективность подсистемы, в которой они используются.
60
3) Разработать метод оценки эффективности КСОБ в целом.
Рассмотрим в следующих подразделах эти этапы.
3.2.1. Разработка метода оценки влияния каждой из подсистем на эффективность КСОБ в целом
Определение влияния подсистемы Si на эффективность КСОБ
можно осуществить, оценивая возможность отражения полного набора
угроз охраняемому объекту средствами КСОБ, со стороны злоумышленника и пожаров.
Всего рассмотрим семь типов отражаемых угроз:
1) Взлом;
2) Проникновение;
3) Возгорание;
4) Нападение;
5) Кража;
6) Саботаж;
7) Несанкционированное считывание информации.
Общее количество рассматриваемых угроз обозначим за M.
Введем понятие бинарного вектора оценки набора отражаемых
угроз p , которым сможем характеризовать каждую подсистему по
предотвращению каждого из семи типов отражаемых угроз. Тогда на основе нормативных документов и чисто субъективных суждений построим семь векторов p для характеристики каждой из подсистем.
Вектор p будем строить следующим образом, если рассматриваемая подсистема Si отражает m-ый тип угрозы, тогда значение элемента
m вектора p i будет иметь значение 1, если нет, то – 0. Для рассматриваемых подсистем рассмотрим таблицу 4.
61
Таблица 4
Под-
Название
систе-
подсистемы
1
Тип угрозы, m
2
3
4
5
6
Значения
7
вектора p
ма, Si
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
элементов
ТУ
ОС
ПС
ТС
СКУД
ТВН
ЗИ
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
{1,1,0,0,1,1,1}
{1,1,0,0,1,0,1}
{0,0,1,0,0,0,0}
{0,0,0,1,0,0,0}
{1,1,0,0,1,1,1}
{1,1,1,1,1,1,1}
{1,1,0,0,0,1,1}
Для того чтобы численно оценить вклад каждой подсистемы в
общую эффективность КСОБ, предлагается использовать вектор весовых коэффициентов:
= {1,…,m}.
(22)
Здесь m – значение некоторой вещественной функции, задающей
весовые коэффициенты влияния каждого типа угрозы на влияния всей
подсистемы на КСОБ.
Будем задавать значение m как:
m = f(PВОЗН(m); KУЩ(m)),
(23)
где m = 1, M – количество рассматриваемых угроз;
PВОЗН(m) – вероятность возникновения m-ой угрозы;
KУЩ(m) [0,1] – коэффициент возможного ущерба (утери материальных средств) в случае не отражения m-ой угрозы.
Экспертные значения PВОЗН и КУЩ с рассчитанными значениями
m приведены в приложении 4.
Далее рассмотрим, каким образом мы будем определять весовые
коэффициенты i влияния каждой подсистемы Si на систему S в целом.
i = {i1,…iM}.
(24)
62
Каждое значение весового коэффициента i будем определять:
M
i =
m=1
m
pim .
(25)
Таким образом, мы получили возможность определять численные
значения весовых коэффициентов степени влияния каждой подсистемы
на эффективность КСОБ в целом.
Получить векторную оценку эффективности КСОБ можно следующим образом, как отмечалось ранее:
QКСОБ = {Qq[1];…, Qq[L]}.
(26)
В этой формуле сводные оценки всех подсистем по каждому отдельному параметру Qq[l] могут определяться как:
N
Qq[l] =
Q l ,
i =1
i
(27)
где Qi[l] – l-ый элемент вектора параметров Qi i-ой подсистемы.
Вектор параметров подсистемы Si состоит из совокупности скалярных значений эффективности данной подсистемы по данному параметру (критерию):
Qi = { Qi [1],…, Qi [L]}.
(28)
Значение вектора эффективности подсистемы Si может быть рассчитано как:
Qi = qi Ωi ,
(29)
где q i - вектор скалярных значений (оценок) параметров объектов (технических средств), используемых (имеющихся) в подсистеме Si.
Вектор скалярных значений параметров технических средств, используемых в подсистеме Si, будем находить как среднее арифметиче-
63
ское скалярных значений всех векторов параметров технических
средств, используемых в данной подсистеме:
X
qi =
q
x =1
X
x
,
(30)
где q x - вектор скалярных значений параметров x-го технического
средства; X - общее количество используемых ТС.
Рассмотренные значения могут быть посчитаны только путем
адекватного задания функции f (PВОЗН(m); KУЩ(m)), и обоснованностью
построения векторов скалярных значений параметров технических
средств, а так же правильностью определения значений параметров каждого ТС.
3.2.2. Разработка метода получения оценок, используемых
технических средств
Для определения эффективности КСОБ, в частном случае, выделим совокупность критериев оценки подсистем для количества оцениваемых параметров (критериев) L=3. То есть q = {q1, q2, q3 }. Где, как отмечалось ранее: q1 – экономическая эффективность; q2 – надежность; q3 помехоустойчивость.
Обозначим, как и ранее, что количество, используемых ТС определяется величиной X.
Тогда эффективность КСОБ будет оцениваться на анализе линейных сверток полученных от каждой подсистемы с учетом ее веса
(влияния на эффективность КСОБ).
Оценка параметра экономической эффективности ТС. Поскольку из всех данных о приборе из экономических параметров нам известна и интересна стоимость ТС, поэтому будем отталкиваться от значения стоимости для нахождения экономической эффективности ТС.
64
Во-первых, нам необходимо найти максимальное значение стоимости имеющихся ТС, которое относится к рассматриваемой подсистеме. Обозначим это значение как qmax.
Во-вторых, чтобы значение эффективности КСОБ можно было
адекватно рассчитать, нам необходимо осуществить нормировку всех
значений скалярных параметров к 1. Для этого, значение стоимости
каждого конкретного ТС qx необходимо поделить на qmax. А, чтобы в поиске максимальной эффективности для всех трех параметров использовать один и тот же критерий – максимальный, необходимо отношение qx
/qmax вычесть из 1:
q1x = 1 -
qx
q x max
.
(31)
Таким образом, значение параметра q1x будет находится в интервале [0,1), причем значение 0 он будет достигать в случае для которого
qx = qmax, а значение 1 он достигать не будет вообще.
Оценка параметра надежности ТС. Будем различать два вида
надежности:
1. Технологическая —
определяется, как работоспособность
технического средства как радиоэлектронного устройства в
целом.
2. Функциональная — определяется совокупностью характеристик, таких как: длительность выдачи сигнала «Тревога», количество наработок на отказ.
В рамках данного дипломного проекта невозможно дать качественное и полное определение для расчета надежности. Но, поскольку
для программной реализации алгоритма и для получения результатов,
нам необходимы значения данных параметров, поэтому, в виде экспертно-условных субъективных оценок приведу те формулы, по которым
производился расчет данного параметра.
Общая формула для расчета надежности x-го ТС:
65
q2x =
q 2 xT + q 2 xФ
,
2
(32)
где соответственно, q2xT – значение технологической надежности;
q2xФ – значение функциональной надежности, которые в свою очередь
мы будем определять как:
q2xT =
N НО
,
N НОмах
(33)
где NНО - количество наработок на отказ x-го ТС. Это значение,
как правило, указывается в паспорте на прибор. NНОmax – значение максимального количества наработок на отказ из всех рассматриваемых ТС.
Значение технологической надежности будем задавать функцией
вида:
0,5 t 2с;
1 t 2с.
q2xФ =
(34)
где, t – длительность выдачи тревожного сообщения ТС.
Оценка параметра помехоустойчивости ТС. Будем различать
помехоустойчивость следующих типов ТС:
1) Извещатели охранные, пожарные и тревожные;
2) Приборы приемно-контрольные и контрольные панели;
3) Источники питания;
4) Оповещатели звуковые и световые;
5) Аппаратуру высокочастотного уплотнения.
Считаем, что следует рассматривать следующие категории помехоустойчивости извещателей, т.к. они наиболее полно характеризуют
помехоустойчивость ТС в целом:
1) от фоновых засветок (лучи солнца, осветительные приборы);
2) от конвективных помех;
3) от электромагнитных помех (до 10 В/м на УКВ диапазоне с
частотой от 27 до 1000 МГц);
66
4) от мелких домашних животных и насекомых;
5) от скачков напряжения питания;
6) от акустических помех;
7) от синфазных помех;
8) от электростатического разряда;
9) от вибрационных помех;
10) от других помех.
Для ППК имеет смысл рассматривать следующие категории помехоустойчивости:
1) длительность выдачи сигнала «Тревога»;
2) способ питания ППК;
3) организация питания ТС, подключенных к ППК;
4) от скачков напряжения питания;
5) от синфазных помех;
6) от электростатического разряда;
7) от других помех.
Что касается источников питания, то для них можно выделить
следующие категории:
1) время переключения с основного источника питания на резервное при отключении (пропадании) основного;
2) продолжительность питания от резервного источника;
3) от скачков напряжения питания;
4) от синфазных помех;
5) от электростатического разряда;
6) от других помех.
Для оповещателей выделим следующие категории:
1) количество включений/выключений для оповещателей релейного типа;
2) от скачков напряжения питания;
3) от синфазных помех;
67
4) от электростатического разряда;
5) от других помех.
Помехоустойчивость аппаратуры высокочастотного уплотнения
можно оценить по следующим категориям:
1) от помех в уплотненных каналах;
2) от скачков напряжения питания;
3) от синфазных помех;
4) от электростатического разряда;
5) от других помех.
Поскольку, как указывалось и ранее, в рамках данного дипломного проекта невозможно дать качественное и полное определение для
расчета помехоустойчивости. Однако, для программной реализации алгоритма и для получения результатов, нам необходимы значения данных
параметров, поэтому, в виде экспертно-условных субъективных оценок
приведу те формулы, по которым производился расчет данного параметра.
10
q3x =
q
k =1
3k
,
(35)
где q3k – значение:
— для извещателей принимающие значение 0.1, если ТС помехоустойчиво к k-ой категории помех, либо она не влияет на работу прибора; в противном случае, q3k имеет значение равное
0;
— для ППК принимающее значение 0,1428, если ТС помехоустойчиво к k-ой категории помех, либо она не влияет на работу прибора; в противном случае, q3k имеет значение равное
0;
— для источников питания принимающее значение 0,1666, если
ТС помехоустойчиво к k-ой категории помех, либо она не вли-
68
яет на работу прибора; в противном случае, q3k имеет значение
равное 0;
— для оповещателей и аппаратуры высокочастотного уплотнения
принимающее значение 0,2, если ТС помехоустойчиво к k-ой
категории помех, либо она не влияет на работу прибора; в
противном случае, q3k имеет значение равное 0.
Таким образом, мы получили возможность рассчитать необходимые нам параметры для оценки эффективности всех объектов, входящих
в состав каждой из подсистем. В свою очередь, мы можем рассчитать
эффективность каждой из подсистем и эффективность КСОБ в целом.
69
4. АЛГОРИТМ РАБОТЫ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
4.1.1. Основные понятия
Искусственный интеллект (ИИ) – это программная система,
имитирующая на компьютере мышление человека.
Как следует из этого определения, ИИ придает компьютеру черты разума. Начало работ в области искусственного интеллекта в конце
50-х годов связывают с именами Ньюэлла, Саймона и Шоу, исследовавших процессы решения различных задач на основе применения разнообразных эвристических методов.
Эвристический метод решения при этом рассматривается как
свойственный человеческому мышлению «вообще», для которого характерно возникновение «догадок» о пути решения задачи с последующей
проверкой их. Ему противопоставляется используемый в ЭВМ алгоритмический метод, который интерпретируется как механическое осуществление заданной последовательности шагов, детерминировано приводящей к правильному ответу. Трактовка эвристических методов решения задач, как сугубо человеческой деятельности, обусловила появление и дальнейшее распространение термина - искусственный интеллект. Целью исследований в этой области стало не моделирование способов мышления человека, а разработка программ, способных решать
«человеческие задачи».
Современные методы ИИ используют существующие компьютерные программы и дают возможность заложить в систему искусственного интеллекта способность к самообучению и накоплению новой, полезной в дальнейшем информации. В общем, человеческий интеллект
можно представить как совокупность фактов и способов их применения
70
для достижения цели. Факты и правила могут быть разной сложности.
Обычно при достижении цели люди связывают словесные совокупности
фактов и правил.
Для достижения самой простой задачи, для выбора нужных действий в распоряжении человека имеется огромный объем информации.
Эффективность программы при решении задач зависит от знаний,
которыми она обладает, а не только от формализмов и схем вывода, которые она использует. Чтобы сделать программу интеллектуальной, ее
нужно снабдить множеством высококачественных специальных знаний
о некоторой предметной области.
Понимание этого факта привело к развитию специализированных
программных систем, каждая из которых является экспертом в некоторой узкой предметной области. Эти программы получили название экспертных систем (ЭС).
Технологию построения экспертных систем часто называют инженерией знаний, где инженер знаний извлекает из экспертов процедуры, стратегии, эмпирические правила, которые использует при решении
задач, встраивая эти знания в ЭС.
Сердцевину ЭС составляет база знаний (БЗ), которая накапливается в процессе ее построения. Знания выражены в явном виде и организованы так, чтобы упростить процесс принятия решений. Накопление и
организация знаний – одна из самых важных характеристик ЭС. То, что
знания являются явными и доступными, и отличает эти системы от
большинства традиционных систем.
Еще одной полезной характеристикой ЭС является то, что она
применяет для решения проблем высококачественный опыт, который в
сочетании с умением его применять делает систему рентабельной, способной заслужить признание на рынке. Этому способствует также гибкость системы, т.к. система может наращиваться постепенно в соответствии с нуждами заказчика.
71
База знаний, определяющая компетентность ЭС, может также
обеспечить новое качество: институциональную память. Если БЗ разработана в ходе взаимодействия с ведущими специалистами определенной
области знаний, то этот набор информации становиться сводом очень
квалифицированных мнений и постоянно обновляющимся справочником наилучших стратегий и методов. Ведущие специалисты уходят, но
их опыт, заложенный в базы знаний ЭС, остается. Это особенно важно
для силовых структур и органов внутренних дел с их частыми преобразованиями и персональными перемещениями.
И последним важным свойством ЭС является то, что их можно
использовать для обучения, тренировки и профессиональной подготовки
руководящих работников и ведущих специалистов. В качестве инструмента обучения ЭС обеспечивает пользователей обширным багажом
опыта и стратегий, по которым можно изучать рекомендуемую политику
и ее методы, например, в области техники охраны.
Для обучения новичков систему можно также адаптировать под
конкретные практические задания, такие, например, как основные технические характеристики и тактика применения приборов приемноконтрольных и извещателей охранной сигнализации.
4.1.2. Структура экспертной системы
Типичная ЭС состоит из следующих основных компонентов
(рис.6): решателя (интерпретатора), рабочей памяти (РП), называемой
также базой данных (БД), базы знаний (БЗ), компонентов приобретения
знаний.
База данных предназначена для хранения исходных и промежуточных данных решаемой задачи. Этот термин совпадает по названию,
но не по смыслу с термином, используемым в информационнопоисковых системах (ИПС) и системах управления базами данных
(СУБД) для обозначения всех данных, хранимых в системе (долгосрочных).
72
База знаний в ЭС предназначена для хранения долгосрочных
данных, описывающих рассматриваемую область правил, определяющих целесообразные преобразования данных этой области.
Решатель, используя исходные данные из РП и знания из БЗ,
формулирует такую последовательность правил, которые, будучи применяемыми к исходным данным, приводят к решению задачи.
Компонент приобретения знаний автоматизирует процесс
наполнения ЭС знаниями, осуществляемый пользователем-экспертом.
Диалоговый компонент ориентирован на организацию общения
со всеми категориями пользователей, как в ходе решения задач, так и
приобретения знаний.
Решатель
Диалог
Рабочая память
База знаний
Пользователь
Приобретение знаний
Правила
Общие факты
Рис.6. Обобщенная структура экспертной системы
Для того, чтобы быть умелой, ЭС должна иметь БЗ, содержащую
адекватные высококачественные знания о предметной области, а ее механизм вывода должен содержать средства их эффективного использования.
Структура механизма вывода зависит от специфики предметной
области и от того, как знания структурированы и организованны.
В современных ЭС чаще всего используются три самых важных
метода представления знаний: правила, семантические сети и фреймы.
73
Представление знаний, основанное на правилах, построено на
использовании выражений вида ЕСЛИ (условие) – ТО (действие). Когда
текущая ситуация (факты) в задаче удовлетворяет или согласуется с частью правил ЕСЛИ, то выполняется действие, определенное частью ТО.
Это действие может оказаться командой управления интерфейсами
пользователя, или же повлиять на управление программой, или может
свестись к указанию системе о необходимости дополнительной информации.
Фреймы и семантические сети обычно рассматриваются как
методы представления знаний, основанные на фреймах, которые используют сеть узлов, связанных отношениями и организованных иерархически. При этом в семантических сетях знания представляются посредством сети узлов, соответствующих концепциям или объектам, связанных дугами, которые описывают отношения между узлами. В фреймах
свойства описываются в терминах атрибутов (слотах) и их значений и
связываются с вершинами, представляющими концепции или объекты.
4.1.3. Основные характеристики экспертных систем
Основное отличие ЭС от обычных программ состоит в том, что
ЭС манипулируют знаниями, тогда как обычные программы – данными.
Специалисты в области ИИ под определением экспертной системы понимают программы для ЭВМ, имеющие следующие свойства,
отличающие их от обычных программ:
- компетентность;
- символьное рассуждение;
- глубину;
- самосознание.
Рассмотрим эти характеристики более подробно. ЭС должна демонстрировать компетентность, т.е. достигать в конкретной предметной области того же уровня профессионализма, что и эксперты-люди.
ЭС должна быть умелой, - она должна применять знания для получения
74
решений эффективно и быстро. Для того, чтобы по-настоящему подражать поведению эксперта-человека, ЭС должна обладать робастностью,
что подразумевает не только глубокое, но и достаточно широкое понимание предмета, используя общие знания и методы нахождения решений проблем, умение рассуждать, исходя из фундаментальных принципов в случае некорректных данных или неполных наборов данных.
4.1.4. Режимы работы экспертной системы
ЭС работает в двух режимах:
1. Режим приобретения знаний;
2. Режим решения задачи.
В режиме приобретения знаний общение с ЭС осуществляет эксперт через посредничество инженера по знаниям. Эксперт описывает
проблемную область в виде совокупностей знаний и правил.
Данные определяют объекты, их характеристики и значения, существующие в области экспертизы. Правила определяют способы манипулирования данными, характерные для рассматриваемой проблемной
области. Эксперт, используя компонент для приобретения знаний,
наполняет систему знаниями, которые позволяют ЭС в режиме решения,
самостоятельно решать задачи из предметной области.
4.1.5. Классификация экспертных систем
Экспертные системы как любой сложный объект классифицируются совокупностью характеристик. Можно выделить следующие основные характеристики ЭС:
1) Назначение;
2) Проблемная область;
3) Глубина анализа проблемной области;
4) Тип используемых методов и знаний;
5) Класс системы;
6) Стадия существования;
75
7) Инструментальные средства.
Назначение определяется следующей совокупностью параметров: цель создания ЭС – для обучения специалистов, для решения задач,
для автоматизации работ, для тиражирования знаний экспертов и т.п.
Проблемная область может быть определена совокупностью
параметров предметной области и задачами, в ней решаемыми, каждый
из которых может рассматриваться как с точки зрения разработчика ЭС,
так и с точки зрения конечного пользователя.
С точки зрения разработчика, выделяются статические и динамические предметные области.
Предметная область называется статической, если исходные
данные описывающие ее рассматриваются как не изменяющиеся за время решения задачи. Если исходные данные, описывающие предметную
область, изменяются за время решения задачи, то предметную область
называют динамической.
С точки зрения пользователя, предметную область можно характеризовать описанием области в терминах пользователя, которые включают наименование области, перечень и взаимоотношение подобластей
и т.п., а решаемые ЭС задачи – их типом. Обычно выделяют следующие
типы задач:
- интерпретация символов или сигналов;
- предсказание;
- диагностика;
- конструирование;
- планирование;
- слежение;
- управление;
- обучение.
По степени сложности структуры ЭС делятся на поверхностные и
глубинные. Поверхностные ЭС – представляют знания об области экс-
76
пертизы в виде правил (условие → действие). Условие каждого правила
определяет образец, некоторой ситуации, при соблюдении которой правило может быть выполнено. Поиск решения состоит в выполнении тех
правил, образцы которых сопоставляются с текущими данными (текущей ситуацией в РП). Глубинные ЭС, кроме возможностей поверхностных систем, обладают способностью при возникновении неизвестной
ситуации определять с помощью некоторых общих принципов, справедливых для области экспертизы, какие действия следует выполнить.
4.1.6. Основные области применения экспертных систем
ЭС создается для решения разного рода проблем, которые можно
сгруппировать в следующие категории:
- Интерпретация – описание ситуации по информации, поступающей от датчиков;
- Прогноз – определение вероятных последствий заданных ситуаций;
- Диагностика – выявление причин неправильного функционирования системы по результатам наблюдений;
- Проектирование – построение конфигурации объектов при
заданных ограничениях;
- Планирование – определение последовательности действий;
- Наблюдение – сравнение результатов наблюдений с ожидаемыми результатами;
- Отладка – составление рецептов исправления неправильного
функционирования системы;
- Ремонт – выполнение последовательности предписанных исправлений;
- Обучение – диагностика, отладка и исправление поведения
обучаемого;
- Управление – управление поведением системы как целого.
77
Рассмотрим подробнее необходимые нам для написания программного продукта «Объект» категории.
ЭС, выполняющие проектирование, разрабатывают конфигурации объектов с учетом набора ограничений, присущих проблеме. Примерами использования данной категории ЭС могут служить генная инженерия, разработка СБИС и синтез сложных органических молекул. В
деятельности охранных организаций, проектирующие ЭС могут использоваться при выборе вариантов оборудования охраняемых объектов
средствами сигнализации, а также выработке требований по технической укрепленности объектов, проектировании объектовых комплексов
и систем централизованной охраны.
ЭС осуществляющие обучение, подвергают диагностике, а говоря техническим языком – отладке, исправлению знания и поведения
обучающего. Обучающие системы, имя заложенную в базу знаний модель специалиста, создает модель того, что обучающий знает и как он
эти знания применяет к решению проблемы. Система диагностирует модель знаний обучающегося, сравнивает ее с моделью базы знаний и, указывая обучающемуся человеку его ошибки, строит планы их исправления с помощью непосредственных указаний обучающегося.
4.2. ВЫБОР ВАРИАНТА ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРЫ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
ДЛЯ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
Нам для написания программного продукта «Объект» необходимо построить экспертную систему, осуществляющую проектирование и
обучение, которая будет работать в двух режимах, описанных выше: режиме приобретения знаний и режиме решения задачи.
Проблемной областью ЭС будет являться спектр охранных, пожарных и тревожных технических средств, которые будут выбираться в
зависимости от конкретных ответов пользователя ЭС для оборудования
охраняемого объекта.
78
С точки зрения разработчика предметная область будет являться
статической, а сама модель функционирования ЭС – также статической.
По степени сложности ЭС будет являться поверхностной, т.е. будет предполагаться, что неизвестные ситуации возникать не будут.
База данных будет представлять собой совокупность параметров
и информации о технических средствах, которые могут быть использованы для охраны объектов.
База знаний представляет собой совокупность правил, стандартного типа (ЕСЛИ …, ТО …) на основе которых принимается решение
для использования того или иного технического средства.
Таким образом, определив какого рода ЭС нам необходимо разработать, в следующей главе мы рассмотрим алгоритмическое построение программного продукта «Объект».
79
5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА «ОБЪЕКТ»
Функционально программный продукт «Объект» должен осуществлять автоматизированный выбор ТС для оборудования каждого
конкретного объекта, а также осуществлять выбор наиболее эффективно
построенной системы (варианта) охраны объекта, на основе разработанного математического аппарата и с учетом предпочтений пользователя.
Процесс выбора ТС предлагается осуществлять с помощью алгоритмического блока, подобного экспертной системе рассмотренной в
разделе 4.2. Автоматизация выбора ТС может быть осуществлена с использованием, в режиме решения задач, предпочтений пользователя и
метода оценки влияния подсистем на эффективность КСОБ.
Для того, чтобы программа могла оценить эффективность спроектированной системы охраны, будем использовать математический аппарат, описанный в главе 3.
5.1. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Таким образом, необходимы нам алгоритм работы будет включать в себя следующие основные режимы:
1. Режим решения задачи:
- режим экспертизы объекта;
- режим выбора отдельного ТС;
2. Режим ввода, удаления и изменения правил экспертизы;
3. Режим сбора параметров и информации по ТС;
4. Режим сравнения разработанных охранных систем.
Рассмотрим более подробно указанные режимы. Причем, следует
учитывать, что непосредственная работа экспертной системы неразрывно связанна с разработанным математическим аппаратом.
80
5.1.1. Режим решения задачи
Как уже было отмечено выше, данный режим состоит из двух
подрежимов: режима выбора отдельных технических средств и режима
экспертизы объекта. Первый режим рассматривать не имеет практического смысла, т.к. он является частным случаем первого.
Режим экспертизы объекта предназначен для осуществления
экспертной системой функции проектирования, т.е. предусматривает
возможность, отвечая на ряд последовательных вопросов, получить рекомендации для использования того или иного ТС в рассматриваемом
аспекте. Изначально ЭС осуществляет сбор информации по объекту, для
которого проектируется система охраны. Здесь учитываются: название
объекта, его категория, определяется тактика охраны, отдаются предпочтения тому или иному критерию для оценки эффективности: либо экономической эффективности, либо надежности, либо помехоустойчивости, согласно руководящим документам5. Затем, ЭС осуществляет анализ полученной информации и определяет, какие разделы оборудования
будут выбираться (извещатели охранной сигнализации (тревожной, пожарной), приборы приемно-контрольные, источники резервного питания, устройства высокочастотного уплотнения и т.п.) на основе нормативных документов по проектированию охранной сигнализации. Если у
пользователя возникают свои субъективные суждения о необходимости
добавить либо убрать рассмотрение какого-либо раздела, это можно выполнит как раз на этом этапе. После чего, «запускается» процесс экспертизы по выбору конкретных ТС по каждому рассматриваему разделу.
Когда этот процесс завершается, происходит автоматический подсчет
материальных затрат на приобретение данного оборудования, вычисляется эффективность системы охраны и строиться диаграмма эффектив-
5
РД 78.147-93. Единые требования по технической укрепленности и обору-
довании сигнализацией охраняемых объектов. МВД РФ. М.:1993.
81
ности охраны объекта. Следующий этап является заключительным этапом работы алгоритма, на нем пользователь может осуществить вывод
отчета об оборудовании объекта ТС на печать, либо сохранит информацию по объекту в файл. Структурно данный алгоритм представлен на
рис.7.
Начало
Сбор информации по
объекту
Блок анализа исходной информации по объекту, с учетом его категории, телефонизации, этажности и т.п., в свете требований нормативных документов.
Нет
Все правильно?
Да
Режим решения задач экспертной системы.
Выбор конкретных технических средств.
Подсчет стоимости на приобретение технических
средств.
Оценка эффективности системы охраны.
Вывод отчета на печать.
Запись информации в
файл.
Рис.7. Алгоритм работы программы в режиме решения задачи
82
5.1.2. Режим ввода, удаления и изменения правил экспертизы
Этот режим по специфике получения информации и заполнения
базы знаний должен осуществляться экспертом в предметной области (в
технике охраны) и инженером. В рамках дипломной работы, инженером
выступал разработчик программного продукта. Основываясь на знаниях,
полученных за время обучения, и используя ряд алгоритмов разработанных на кафедре «Технические комплексы охранной сигнализации» мне
удалось осуществить процесс наполнения базы знаний правилами по
предметной области. Алгоритм занесения правил в ЭС представлен на
рис.8.
Начало
Определение алгоритма (последовательности)
вопросов задаваемых ЭС пользователю для
определения выбора конкретных ТС
Ввод комментариев для каждого шага экспертизы.
Ввод названий ТС, удовлетворяющих указанным в правилах требованиям.
Нет
Все правильно?
Да
Запись информации в
Базу Знаний.
Рис.8. Алгоритм работы программы в режиме ввода правил
83
5.1.3. Режим сбора параметров и информации по техническим средствам
Особенностью режима сбора параметров и информации по ТС
является то, что информация, которая собирается в данном режиме, может быть использована не только для работы программного продукта
«Объект». Она может также успешно использоваться и как справочная
информация по приборам охраны, как перечень ТС и как прайс-лист
(информация о стоимости) технических средств. Этим обуславливается
важность правильного занесения информации в базу данных. Алгоритмически реализация рассматриваемого режима представлена на рис.9.
Начало
Сбор информации о принципе действия ТС, его
основных тактико-технических характеристик,
стоимости, внешнему виду (фотография) и т.д.
Определяются вручную параметры, по которым осуществляется расчет эффективности. Для этого используются формулы, рассмотренные в разделе.
Нет
Все правильно?
Да
Запись информации в
Базу Данных ТС.
Рис. 9. Алгоритм работы программы в режиме сбора параметров и информации по техническим средствам
84
5.1.4. Режим сравнения разработанных охранных систем
В процессе работы данного режима предусматривается считывание информации по различным вариантам оборудования одного и того
же объекта ТС. После чего осуществляется процесс оценки эффективности каждой охранной системы, результаты которого представляются в
виде числовой оценки и в виде диаграммы. Затем, пользователь запускает режим сравнения, в результате которого, с учетом предпочтений
пользователя по значимости критериев оценки, осуществляется сравнение вариантов оборудования, указывается наиболее эффективный вариант оборудования объекта. Алгоритм этого режима представлен на
рис.10.
Начало
Считывание данных с магнитного носителя по
каждому варианту оборудования объекта.
Процесс оценки эффективности каждой охранной системы. Анализ полученных значений.
Вывод на экран выводов об эффективности каждого варианта и рекомендации наиболее эффективной.
Рис.10. Алгоритм работы программы в режиме сравнения разработанных охранных систем
Таким образом, мы рассмотрели все необходимые алгоритмы режимов функционирования разрабатываемой программы. Дальнейший
шаг – рассмотрение программной реализации разработанного алгоритма.
85
5.2. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА
В данном разделе мы будем рассматривать, каким образом осуществлялась программная реализация алгоритма, разработанного в разделе 5.1., основанного на математическом аппарате главы 3.
Для написания программного продукта «Объект» был использован пакет визуальной разработки программ Borland Delphi 4.0, который
представляет собой среду разработчика на основе языка программирования высокого уровня Object Pascal. Данный пакет работает под управлением ОС Windows’95, Windows NT, Windows’98.
На написание программного продукта потребовалось порядка четырех месяцев ежедневной десятичасовой работы на ПЭВМ.
Более подробная работа с программным продуктом «Объект» изложена в Приложении 1. «Руководство пользователя». В этом разделе
рассмотрим краткое построение программы.
Структурно программа состоит из большого количества экранных форм, которые используются для организации представлений данных на экране, построения диалогов с пользователем, а также построения диаграмм результатов работы. Эти формы перечислены ниже с пояснением выполняемой функции:
DMObj – форма, содержащая функции управления данными о
рассматриваемом объекте;
DM – форма, содержащая функции управления правилами экспертизы и информацией по приборам;
InterHelpF – форма, необходимая для визуализации контекстной
подсказки на этапе экспертизы;
MainF – главная форма по значению, с ее помощью открываются
и запускаются все функции и процедуры всех модулей программы;
ObjInfoF – форма, предназначенная для сбора информации об
рассматриваемом объекте;
86
OcenF – форма, предназначенная для вывода результатов работы
экспертизы. Имеет кнопку вывода на печать;
PribF – форма, с помощью которой осуществляется вывод информации о текущем техническом средстве (стоимость, принцип действия, ТТХ, внешний вид, наличие в перечне, диаграмма эффективности);
ReportF – форма, осуществляющая вывод на печать информации
по объекту;
TaktObjF – форма, предназначенная для сбора информации по
тактике построения охраны на объекте;
VesF – форма, с помощью которой пользователь может отдавать
предпочтения весовым коэффициентам;
WorkObjF – форма, предназначенная для работы с записями объектов (удаление, анализ, открыть);
WorkF – самая значительная по объему форма (порядка 1200
строк кода), непосредственно осуществляющая работу всей программы.
Имеется несколько меню: главное меню и контекстные меню у
многих форм, вызываемых нажатием правой кнопкой мыши. Главное
меню предназначено для управления режимами работы программы и
стандартными функциями. Контекстное меню необходимо для использования функций текущей формы. Для простоты и наглядности управления программой имеется т.н. панель инструментов, которая содержит
графические иконки, при нажатии девой кнопкой мыши, на которые
происходит запуск тех или иных функций программы.
5.3. ПРИМЕР ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА
Пример работы программного продукта «Объект» проиллюстрируем на выборе ТС для блокировки реального объекта, рассматриваемого в курсовой работе по дисциплине «Проектирование технических комплексов охраны» - на тему «Проектирование охранной сигнализации
87
АООТ «Кипарис». Этот объект представляет собой второй этаж трехэтажного здания, имеет 22 помещения. В нем осуществляется хранение
аудио- и видеотехники. Площадь, занимаемая помещениями объекта составляет 1019 м2. Объект относится ко 2-ой категории. Для оборудования объекта охранной сигнализацией (пожарная и тревожная не рассматриваются) используются следующие технические средства:
Ademco-9981 – 18 шт.;
Пик – 1шт;
РИП-12 – 1шт.;
РИП-24 –1 шт.;
Рубин-6 – 1 шт.;
Свирель – 1 шт.;
СМК-3 – 44 шт.;
Атлас-6 – 1 шт.;
Стекло-2-1 – 23 шт.
Результатами работы программы являются оценки каждой из
подсистем и системы в целом, с учетом предпочтений пользователя. Задавались предпочтения: 1. экономическая эффективность; 2. Надежность; 3. Помехоустойчивость.
Результаты получились следующие:
- эффективность охранной сигнализации: 0,7909;
- эффективность пожарной сигнализации: 0 (отсутствует);
- эффективность тревожной сигнализации: 0 (отсутсутствует);
- экономическая эффективность: 0,68;
- надежность: 0,89;
- помехоустойчивость: 0,93;
- эффективность КСОБ: 0,5311.
Дальнейшим этапом в выборе варианта оборудования объекта
техническими средствами могла бы стать разработка альтернативного
варианта оборудования объекта ТС. Затем, программа автоматически
88
могла бы сравнить до трех вариантов и выбрать наиболее эффективный
вариант.
План-схема блокировки объекта АООТ «Кипарис» с результатами вывода программы «Объект» на печать приведены в Приложении 2.
89
6. РАССЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ВНЕДРЕНИЯ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА «ОБЪЕКТ» В
ПРАКТИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОХРАННЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ
В данной дипломной работе разработана программа для ЭВМ, на
основе которой осуществляется анализ эффективности вариантов оборудования объектов техническими средствами.
Экономический эффект получен как за счет снижения трудоемкости, так и времени и точности расчета.
В основу расчета экономической эффективности положены:
прайс-листы стоимости компьютеров; нормативные документы МВД
РФ, регламентирующие заработную плату сотрудников; информация о
работе сотрудников отдела вневедомственной охраны (данные представлены в таблице 5).
Таблица 5.
Наименование
Ед.
Букв.
Данные по
Данные по
показателей
изм.
обозн.
«ручному»
машинному
варианту
варианту
1. Стоимость 1 чел.часа
руб.
Ци
2.8
-
руб.
Цо
-
1.623
работы инженера.
2. Стоимость 1 чел.часа
работы оператора ЭВМ.
3. Временные затраты:
t
а) время вычисления на
калькуляторе одной мат.
с.
t1
5
-
с.
t2
2
-
с.
t3
-
7
операции;
б) время записи полученного от вычисления;
в) время выбора одного
90
Наименование
Ед.
Букв.
Данные по
Данные по
показателей
изм.
обозн.
«ручному»
машинному
варианту
варианту
технического средства;
с.
t4
-
160
руб.
Цэ
-
0.78
г) время на распечатку
одной страницы;
4. Стоимость 1 часа работы ЭВМ.
Расчет стоимости 1 часа работы инженера с учетом:
- заработная плата 500 рублей;
- в месяц рабочих 22 дня;
- в день по 8 часов работы.
500 : 22 : 8 = 2.8 руб.
Расчет стоимости 1 чел.часа работы оператора ЭВМ с учетом:
- заработная плата 250 руб;
- в месяц рабочих 22 дня;
- в день по 7 часов работы (каждые 2 часа перерывы по 15-20
минут).
250 : 22 : 7 = 1.62 руб.
Расчет стоимости 1 часа работы ЭВМ c принтером с учетом:
- цена компьютера с принтером 4 800 рублей;
- амортизация в год 30% или 1 440 рублей;
- в месяц работает компьютер 22 дня;
- в день по 7 часов (каждые 2 часа оператор делает перерыв по
15-20 минут).
1 440 : 12 : 22 : 7 = 0.779 рублей
Затраты времени на анализ эффективности КСОБ инженером:
- выбор конкретного технического средства:
Зи1 = n2 t2 ;
91
- расчет эффективностей каждой из подсистем:
Зи2 = 3 n2 t2 ;
- расчет эффективности по каждому из критериев:
Зи3 = n2 ( 2 t1 + ( t1 + t2 ) ) + 2 9 t2n ;
- расчет эффективности КСОБ:
Зи4 = (t1+ 2 t2) 5n ;
- определение наиболее эффективного варианта:
Зи5 =9 2 t1 + n2 t2 ;
Зи = ( Зи1 + Зи2 + Зи3 + Зи4 + Зи5 ) 1.2 , (20% - накладные расходы
рабочего времени).
Зи = ( n2 (3 t1 + 24 t2) + 5 n (t1+ 2 t2) + 18 (t1 + n t2) ) 1.2.
Затраты времени на анализ эффективности с помощью программы
и ЭВМ:
Зо = (t3 n + 12 t4) 1.2
Расчет экономической эффективности:
- для 20 технических средств, n=20:
Э = ( Зи Ци - Зо ( Цэ + Цо ) ) / 3600 = 24.9 - 1.68 = 23.2 руб;
- для 50 технических средств, n=50:
Э = ( Зи Ци - Зо ( Цэ + Цо ) ) / 3600 = 150.4 - 2.01 = 148.3 руб;
- для 100 технических средств, n=100:
Э = ( Зи Ци - Зо ( Цэ + Цо ) ) / 3600 = 594.7 - 3 = 591.7 руб.
92
Рис. 11. График Э(n) - зависимости экономической эффективности
применения программы (рублей) от количества технических средств.
Расчет показывает, что при увеличении количества технических
средств, экономическая эффективность растет (рис. 11.). Использование
программы позволяет существенно снизить временные затраты и еще
раз доказывает необходимость компьютеризации подразделений вневедомственной охраны6.
6
Приказ МВД РФ от 6.09.96. №499 «О Концепции развития вневедомствен-
ной охраны до 2000 года и задачах органов внутренних дел по ее реализации».
93
7. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ РАБОТНИКОВ
ОВО, ОБСЛУЖИВАЮЩИХ ЭВМ
Создание и широкое внедрение в деятельность различных подразделений и служб ПЭВМ на основе микропроцессорной техники
обусловило значительное увеличение персональных компьютеров и соответственно численности работников, обеспечивающих функционирование вычислительной техники. Одновременно с этим изменился характер труда, его содержание и условия, в которых он осуществляется.
Усложнение функциональной структуры деятельности в связи с
применением электронно-вычислительных систем,
видеотерминалов
(ВДТ), предъявляет новые, подчас повышенные требования к организму
человека. Недоучет роли человеческого фактора неизбежно отражается на качественных и количественных показателях деятельности работников, в том числе приводит к замедлению или ошибкам в процессе
принятия решения.
Настоящие временные санитарные нормы и правила, направлены
на обеспечение оптимальных условий, режимов труда и отдыха работников
данных
объектов
(математиков-программистов, операторов,
инженеров, обслуживающих ЭВМ), относящихся к категории лиц умственного труда. Практическая реализация требований, изложенных в
этом разделе, будет способствовать улучшению условий труда, уменьшению его отрицательных факторов, повышению работоспособности и
сохранению здоровья работников.
Экологичность и безопасность основывается изучается в рамках
дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД), являющейся
технической наукой, которая выявляет и изучает опасные производственные и профессиональные вредные факторы и разрабатывает методы по уменьшению их влияния на производственный персонал, а так же
с целью устранения производственных несчастных случаев, аварий и
94
пожаров, учит обслуживающий персонал действовать в «экстремальных
ситуациях».
К работе допускается персонал, прошедший обучение, знающий
правила техники безопасности, пожарной безопасности и допущенный к
самостоятельной работе квалификационной комиссией. Обслуживающий персонал должен знать возможные аварийные ситуации на данном
производстве и уметь принимать незамедлительные меры по ликвидации аварий и их последствий, уметь применять индивидуальные средства защиты, пользоваться огнетушителями и другими противопожарными средствами.
Люди, работающие на ЭВМ, подвергаются воздействию вредных
и факторов производственной среды: электромагнитных полей (радиочастот), статическому электричеству, шуму, недостаточно удовлетворительных метеорологических условий, недостаточной освещенности и
психоэмоционального напряжения.
Микроклимат в помещениях - климатические условия внутри
помещения, определяемые действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха. В теплое
время, когда допускается повышение влажности на 10%, температурновлажностные условия следует создавать путем сочетания соответствующих режимов:
— вентиляции,
— кондиционирования.
Нельзя допускать резких изменений параметров микроклимата,
образования сквозняков.
Обособленность характера и режима труда, значительное умственное и зрительное напряжение и другие нагрузки приводят к изменению у работников, обслуживающих ЭВМ, функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата рук
(при работе с клавиатурой). Нерациональное расположение элементов
95
рабочего места вызывают необходимость поддержания вынужденной
рабочей позы. Длительный дискомфорт обусловливает развитие общего
утомления и снижение работоспособности. При длительной работе за
экраном монитора у операторов отмечается выраженное напряжение
зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и
болезненные ощущения в глазах, в пояснице в области шеи, руках и др.
Более того, применение электрооборудования создает опасность
поражения человека электрическим током.
Со стороны руководителя и лица ответственного за технику безопасности необходимо обеспечить:
— недосягаемость токоведущих частей для прикосновения;
— обязательное надежное заземление корпуса системного блока
компьютера, защитного экрана монитора;
— проверку состояния электрической изоляции.
Для повышения защиты от статического электричества необходимо использовать нейтрализаторы и увлажнители, а полы должны
иметь антистатическое покрытие. Защита от статического электричества
должна проводиться в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами допускаемой напряженности электрического поля. Допускаемые
уровни напряженности электростатических полей не должны превышать
20 кВт в течение 1 часа7.
Должно уделяться внимание на освещенность рабочих поверхностей. Особенно в вычислительном комплексе, где размеры рабочей
информации менее 5 мм.
Устройства визуального отображения генерируют несколько типов излучения, в том числе рентгеновское, радиочастотное, видимое и
7
ГОСТ 12.1045-84
96
ультрафиолетовое. Однако уровни этих излучений достаточно низки и
не превышают действующих норм.
В залах с ЭВМ, в помещениях с дисплеями необходимо регулярно контролировать уровень аэроионизации.
Следует учитывать, что мягкое рентгеновское излучение, возникающее при напряжении на аноде 20-22 кВ электронно-лучевой трубки
монитора, а также высокое напряжение на токоведущих участках схемы вызывают ионизацию воздуха с образованием положительных
ионов, считающихся неблагоприятными для человека.
Оптимальным уровнем аэроионизации в зоне дыхания работающего является содержание легких аэроионов обеих полярностей от 15 до
50 в 1 куб. см. воздуха8.
Видеотерминальное устройство должно отвечать следующим
техническим требованиям:
— яркость свечения экрана не менее 100 кд/м2;
— минимальный размер светящейся точки - не более 0,4 мм для
монохромного дисплея и не более 0,6 мм - для цветного дисплея;
— контрастность изображения знака - не менее 0,8;
— частота регенерации изображения при работе с позитивным
контрастом в режиме обработки текста - не менее 75 Гц;
— количество точек на строке - не менее 640;
— низкочастотное дрожание изображения в диапазоне 0,051,0 Гц должно находиться в пределах 0,1 мм;
— экран должен иметь антибликерное покрытие или защитный
экран.
8
«Указания по компенсации аэроионной недостаточности в помещениях
промышленных предприятий и эксплуатации аэроионизаторов» № 1601-77 МЗ
СССР и «Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха
производственных и общественных помещений» № 2152-80
97
Размер экрана должен быть не менее 31 см по диагонали, а высота символов на экране - не менее 3,8 мм, при этом расстояние от глаз
оператора до экрана должно быть в пределах 40-80 см.
Неиспользуемое рентгеновское излучение, а также излучения в
ультрафиолетовом, инфракрасном и радиочастотном диапазонах должны соответствовать гигиеническим нормам9.
В клавиатуре необходимо предусмотреть возможность звуковой
обратной связи от включения клавиш с возможностью регулировки.
Диаметр клавиш - в пределах 10-19 мм, сопротивление нажатия 0,25-1,5
Н. Поверхность клавиш должна быть вогнутой внутрь, расстояние между ними - не менее 3 мм. Наклон клавиатуры должен находиться в пределах 10 - 15 градусов.
Видеомонитор должен быть оборудован поворотной площадкой,
позволяющей перемещать ВДТ в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах 130-220 мм и изменять угол наклона экрана на 10-15
градусов.
При работе с текстовой информацией (в режиме ввода данных,
редактирования текста и чтения с экрана ВДТ) наиболее физиологичным
является предъявление черных знаков на светлом (белом) фоне.
Труд работников на ЭВМ должен относиться к I - II классу по
гигиеническим условиям труда; его тяжесть не должна превышать оптимальных, а напряженность – допустимых величин10.
Проведенные исследования свидетельствуют о необходимости
внедрения на организации, имеющие ЭВМ, комплексных оздоровительных мероприятий.
В качестве решения одной из проблем работника, обслуживающего ЭВМ, предлагаю использовать зарекомендовавшую себя с положительной стороны программу «Save Eye». Данная программа предназна9
ГОСТ 12.2.003-74, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.1.006-84.
10
«Гигиеническая классификация труда Минздрава СССР» № 4137-86
98
чена для снятия зрительного утомления, возникающего при работе на
видеотерминале.
Проблема зрительного утомления и заболеваний, связанных с
ним, у персонала, занятого работой на ВДТ, официально подтверждена
в докладе Рабочей группы экспертов Всемирной Организации Здравоохранения «ВДТ и здоровье пользователей» (Женева, 1989г.).
В основу методики положено открытие английского нейрофизиолога Ф. Кэмпбелла (Campbell. F) повышения зрительных функций при
показе определенных геометрических изображений. Существуют специализированные аппараты, использующие Кэмпбелл-эффект в лечебных
целях в клинических условиях.
Разработанное программное средство содержит ноу-хау и включает:
- показ определенных динамических графических изображений,
построенных на основе Кэмпбелл-эффекта;
- обратную связь «пользователь (пациент) – компьютер» в процессе лечебного воздействия;
- тестовые задания для пользователя (пациента) оценивающие
лечебный эффект.
Длительность процедуры 8 - 10 минут.
Систематическое использование программного средства в перерывах и (или) по окончании работы позволяет повысить работоспособность персонала и проводить профилактику глазных заболеваний, возникающих при постоянной работе на ВДТ.
Данная программа не имеет аналогов и предлагается для включения в базовый комплект программного обеспечения на каждый компьютер, имеющийся в распоряжении организации. Программа работает в
среде DOS или Windows.
99
При необходимости легко может быть адаптирована для другой
операционной среды и требует для реализации процессор не выше 486 и
видеомонитор SVGA с разрешением не менее 800600 точек.
Наличие такой программы в базовом комплекте программного
обеспечении повысит уровень производительности сотрудников, так как
обеспечит большую комфортность работы, снизит утомляемость и на
долгое время сохранит их здоровье.
100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения дипломной работы нами было разработано следующее:
1) математическая модель оценки эффективности комплексных
систем охранной безопасности;
2) методика для задания оценок параметров технических средств
охранно-пожарной сигнализации;
3) программный продукт «Объект» с возможностью оценки эффективности системы охраны;
4) руководство пользователя программного продукта «Объект».
Были рассмотрены основные вопросы:
1) описание предметной области;
2) разработка математической модели оценки эффективности
комплексных систем охранной безопасности;
3) разработка программного продукта «Объект»;
4) расчет экономической эффективности внедрения программного продукта в практическую деятельность охранных организаций;
5) безопасность жизнедеятельности работников, обслуживающих
ЭВМ.
Кроме того, проведена классификация основных технических
средств, используемых подразделениями вневедомственной охраны, по
тактико-техническим данным. Из них были выделены такие, которые
присущи каждому классу технических средств. После чего они были
объединены в структуру, на основе которой происходил их выбор.
Целью дипломной работы являлась разработка математических
методов оценки эффективности вариантов КСОБ, для чего была постро-
101
ена математическая модель оценки эффективности КСОБ и методы задания параметров (тактико-технических данных) и их оптимизация по
трем критериям: по стоимости, по надежности, по помехоустойчивости.
Для этого в теорию конфликтов было введено понятие векторной
оценки достижения цели системой, параметрического конфликта с использованием математического аппарата анализа и синтеза сводных показателей при информационном дефиците. Эти направления имеют
практическую и научную ценность. Так как, использование данных параметров имеет место практически в любой сфере проектирования (моделирования) сложных систем и с их помощью можно описать практически любую систему.
Разработанный программный продукт «Объект» имеет практическую направленность и рекомендуется к использованию в подразделениях вневедомственной охраны и других ведомственных охранных
фирмах, занимающихся охраной имущества собственников. С помощью
этой программы еще на этапе проектирования (выбора ТС) инженерпроектировщик, может оценить примерные затраты на приобретение
ТС, но, что самое главное, оценить без особого труда, насколько эффективным будет являться тот или иной вариант оборудования объекта ТС
охранной, пожарной и тревожной сигнализации. Далее программа рекомендует наиболее эффективный вариант охраны из допустимых трех.
Рассмотренный на ЭВМ пример практической реализации разработанного метода в разделе 5.3. показал, что рассчитанный результат
близок к экспертной оценке варианта оборудования объекта. Однако,
машинный способ оказался проведен с большей точностью и значительно быстрее.
Дальнейшим путем развития полученных методов видится реализация алгоритма анализа эффективности не только отдельных подсистем, а для всех имеющихся, т.е. с учетом технической укрепленности,
102
СКУД, ТВН, комплексом мероприятий по защите информации. Реализация программной доработки алгоритмов для экспертизы перечисленных
подсистем и разработка методов оценки эффективности технических
средств, входящих в эти подсистемы. Более того, уже имеется идея
оснастить доработанную программу графической частью для ввода выкопировок из строительных чертежей объектов, на которые программа
будет в виде условных обозначений и соединений помещать ТС.
В конечном итоге, доработанный программный продукт централизованным образом может поставляться охранным организациям с обновлением через определенные промежутки времени (квартал, полгода)
для повышения работоспособности программы. Это должно представлять практический интерес, поскольку база данных по приборам содержит информацию из текущего Перечня, из текущих прайс-листов и из
самых свежих журналов, посвященных охране. Таким образом, пользователь программного продукта обезопасит себя от необходимости поиска и доставки этих документов, более того упростится выбор технических средств для оборудования объектов, а самую свежую информацию
о приборах от фирм-изготовителей можно будет узнать одним нажатием
кнопки мыши для запуска Internet Explorer и соединения с сайтом этой
фирмы, а постоянно обновляемые типовые варианты блокировки могут
быть записаны в правила экспертной системы и также поставляться с
обновлением программы.
103
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Монтаж объектовых комплексов технических средств охранной, пожарной
и охранно-пожарной сигнализации. Часть 1, 2. / А.В. Соломоненко; Воронеж. высшая школа МВД РФ. - Воронеж, 1996.
2. Дружинин В.В., Конторов Д.С., Конторов М.Д. Введение в теорию конфликта. - М.: Радио и связь, 1989.
3. Сысоев В.В., Амрахов И.Г. The conflict in structural representation of systems (Конфликт в структурном представлении систем). - Воронеж: Региональное отделение МАИ «Математическое и компьютерное моделирование», Воронеж. Филиал Московской академии экономики и права, 1997.27с.
4. Сысоев В.В. Определение конфликта функционирующих систем // Математическое моделирование технологических систем. - Воронеж: Воронеж. Гос. технол. акад. - 1997.- Вып 2.- С. 4 - 9.
5. Сысоев В.В. Некоторые вопросы анализа конфликта в структурном представлении систем.
6. Никулин С.А., Жданов А.А., Зарубин В.С., Жуков В.Д. Проектирование
технических комплексов охраны. – Воронеж: Воронеж. институт МВД РФ.
–1999. – 90 с.
7. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М., 1978.
8. Оре О. Теория графов. М., 1980.
9. Рекомендации по комплексному оборудованию банков, пунктов обмена валюты, оружейных и ювелирных магазинов, коммерческих и других и организаций техническими средствами охраны, видеоконтроля и инженерной
защиты, типовые варианты. В.Г. Синилов, Е.П. Тюрин, Л.И. Савчук, НИЦ
«Охрана» ВНИИПО МВД России, ГУВО МВД России, М., 1996.
10. Рекомендации по проверке обеспечения надежности охраны гособъектов
при сдаче в эксплуатацию установок охранной сигнализации. ВНИИПО
МВД СССР, 1991.
104
11. Горбатов В.А. Основы дискретной математики: Учеб. пособие для студентов вузов.- М.: Высш. шк., 1986.-316с., ил.
12. Автоматизация проектирования гибких производственных систем/ Р.И.
Сольницев, А.Е. Кононюк, Ф.М. Кулаков. - Л.: Машиностроение. Ленингр.
отд-ние, 1990.- 415 с., ил.
13. Юдин Д.Б. Вычислительные методы принятия решения. - М.: Наука. Гл.
ред. физ.-мат. лит., 1989.-320с.
14. Чаки Ф. Современная теория управления. Пер. с англ. В.В. Капитоненко,
С.А. Анисимова, под ред. Н.С. Райбана.
15. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Г.
Корн, Т. Корн.
16. Фаронов В.В. Delphi 3. Учебный курс. - М.: «Нолидж», 1998. - 400 с.
17. Жданов А.А., Зарубин В.С., Никулин С.А., Забияко С.В. Тезисы докладов
научно практической конференции ВВШ МВД РФ. «Формализация подходов к проектированию объектовых комплексов охранной сигнализации на
базе информаторных панелей». Воронеж: ВВШ МВД РФ, 1998. – С.25-26.
18. Забияко С.В., Жданов А.А. Тезисы докладов научно практической конференции ВВШ МВД РФ. «Оценка эффективности комплексных систем безопасности объектов». Воронеж: ВВШ МВД РФ, 1998. – С.
19. Забияко С.В. Солодуха Р.А. Поиск оптимального решения при оценке
комплексных систем безопасности. Воронеж.
20. Сысоев В.В., Забияко С.В. Солодуха Р.А. Межвузовская науч.практическая конф. ВИ МВД РФ. 2 ч. «Анализ взаимодействия комплексной системы безопасности охраняемого объекта в структурном представлении». Воронеж: Воронеж. институт МВД РФ, 1999. – С.28-29.
105
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Руководство пользователя программного продукта «Объект»
Введение
Программный продукт «Объект» (далее программа) предназначен
для охранных организаций, осуществляющих охрану имущества собственников (заказчиков), он осуществляет автоматизированный выбор
вариантов оборудования объектов техническими средствами (ТС)
охранно-пожарной сигнализации. После того, как ТС выбраны, программа осуществляет оценку эффективности этого варианта оборудования. Таким образом, еще на этапе проектирования заказчик или проектировщик (далее пользователь программы) может оценить насколько
эффективно использование того или иного ТС. После того, как разработано три различных варианта оборудования объекта ТС, программа может выбрать наиболее предпочтительный вариант по заданным предпочтениям. Результаты работы программы выводятся на печать и сохраняются в базе данных (БД).
Основными требованиями к современным программным продуктам являются: дружественный к пользователю интерфейс, удобное стандартизированное управление с помощью иконок и команд меню, а также
наличие необходимой справочной системы. Все данные требования
учтены в программном продукте «Объект».
Программа запускается в среде Windows, путем двойного нажатия левой клавишей мыши на ярлык рабочего стола с именем «Объект».
Системные требования, предъявляемые к персональному компьютеру для работы с программой:
- процессор 80486DX/2 и выше;
- не менее 8 мегабайт ОЗУ;
- VGA 800x600 256 цветов;
106
- не менее 2 мегабайт свободного места на HDD (с увеличением
объема данных, требования к месту на HDD будут возрастать);
- ОС Windows’95(NT, 98 и т.п.);
- наличие манипулятора «мышь»;
- для распечатки отчетов необходим любой совместимый с ЭВМ
принтер.
Интерфейс программы
Конструктивно программа «Объект» состоит из ряда различных
элементов: меню, панели инструментов, окон и т.п.
Рассмотрим подробнее каждый из этих элементов и то, каким образом строится взаимодействие между пользователем и программой.
Рис. 1. Панель главного меню
Файл ->
Выход;
Правка -> Отмена;
Вырезать;
Копировать;
Вставить;
Работа с записями
Помощь -> По работе программы;
О программе.
Панель инструментов - визуальный компонент среды Windows,
предназначенный для наглядного и быстрого использования функций
программы.
В программе имеется всего две пиктограммы:
. Первая из
них осуществляет запуск режима экспертизы объекта, а второй – режима
работы с БД объектов.
В работе программы участвует ряд различных окон. Самым главным с точки зрения работы программы является окно, находящееся в
107
центре экрана. Оно организовано в форме WorkF. С его помощью реализуется основная работа программы. Функционально программа имеет
ряд режимов работы, которые выбираются нажатием на соответствующую кнопку:
Рис.2 Панель выбора режима работы программы
Подробно все режимы будут рассмотрены далее.
Следующим важным окном работы программы является окно
справа, организованное в форме InterHelpF. Оно предназначено для вывода контекстной подсказки при каждом шаге выбора технического
средства. На нем отображается текстовая информация о рассматриваемом аспекте выбора.
Не менее важно и последнее окно, находящееся внизу экрана.
Оно образовано формой PribF и предназначено для вывода информации
о текущем рассматриваемом ТС.
Рис. 3. Внешний вид окна информации по ТС
Здесь указывается информация о принципе действия ТС, его стоимости, наличие в Перечне…, диаграмма рассматриваемых характеристик (экономическая эффективность, надежность, помехоустойчивость),
краткие технические характеристики и его внешний вид.
Режимы работы программы
Имеется шесть режимов работы:
1) «Выбор отдельного ТС» – режим предназначен для запуска
экспертизы по выбору одного технического средства любого
из разделов (I рубеж; II рубеж; III рубеж и т.д.);
108
Рис. 4. Режим выбора ТС
2) «Экспертиза объекта» – это наиболее сложный режим работы
программы, предназначенный для непосредственного выбора
всей совокупности ТС для оборудования объекта и анализа результатов;
Рис. 5. Вывод программой результатов анализа информации по объекту
и определения разделов для оборудования ТС
109
Рис. 6. Процесс выбора ТС по каждому из рассматриваемых разделов
3) «Правила» – режим, предназначенный для редактирования и
дополнения правил проведения экспертизы;
Рис. 7. Внешний вид окна в режиме «Правила»
4) «ТС ОПС» – режим, с помощью которого осуществляется
ввод, редактирование и удаление информации по ТС;
110
Рис. 8. Внешний вид окна в режиме «ТС ОПС»
5) «Сравнение» – режим, осуществляющий сравнение трех вариантов оборудования объекта ТС и в автоматическом режиме,
выбирающий наиболее предпочтительный вариант;
Рис. 9. Внешний вид окна в режиме «Сравнение»
6) «Работа с данными» – режим, с помощью которого, можно
удалять информацию по объектам (ненужную), открывать
111
объект для просмотра результатов анализа и запускать повторный анализ для имеющегося объекта.
Рис. 10. Внешний вид окна для работы с данными
Рис. 11. Внешний вид окна вывода результатов работы программы
112
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
План-схема блокировки объекта АООТ «Кипарис»
