CC BY
21
К.М. ХОЛОСТОВ,
заместитель начальника Центра командно-штабных учений,
кандидат технических наук (Академия управления МВД России)
76
K.M. RHOLOSTOV,
deputy chief of the Œnter of command-post exercises, candidate of technical sciences (Management Academy of the Ministry for Internal Affairs of Russia)
УДК 004.9:378
Алгоритм работы и прототип программного комплекса автоматизированного анализа принятых в ходе игр и учений управленческих решений в графической форме
Algorithm of work and prototype of a program complex of the automated analysis accepted during games and doctrines of administrative decisions in a graphic form
В данной статье рассматривается алгоритм работы и прототип программного комплекса, предназначенного для автоматизированной оценки принятых в ходе проведения игр и учений управленческих решений, отраженных в графической форме, а также проблема совершенствования процесса подготовки обучаемых путем эффективного применения в учебном процессе возможностей автоматизированных систем.
Информационные технологии в образовании, игры и учения, управленческие решения, алгоритмы и программы автоматизированного анализа
In this article the algorithm of work and a prototype of the program complex intended for the automated assessment of the results accepted during games and doctrines of the administrative decisions reflected in a graphic form, and also a problem of improvement of process of preparation of the opportunities of the automated systems trained by effective application in educational process is considered.
Information technologies in education, games and doctrines, administrative decisions, algorithms and programs of the automated analysis
Входе проведения значительного количества командно-штабных учений, тренировок и игр, в частности, связанных с получением руководителями навыков действий в особых условиях, проведения специальных операций в качестве результатов работы рассматриваются управленческие решения, отраженные в графическом виде на карте или схеме. Это может быть замысел проведения мероприятий по охране общественного порядка и общественной безопасности, обеспечению защиты собственных объектов органов внутренних дел от захвата, проведению специальной операции по освобождению заложников и т. д.
В Академии управления МВД России процесс обучения строится по принципу индивидуальной оценки результатов учебной работы каждого слушателя, этот же принцип необходимо соблюдать при проведении практических видов занятий, в том числе таких, как учения и игры. Это напрямую связано с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки [1]. Соблюдение данных установок сопряжено с определенными проблемами, связанными с ограничениями временных рамок проведения занятий, а также небольшим количеством преподавателей — специалистов в соответствующей предметной обла-
сти, привлекаемых в качестве экспертов в группу анализа и разбора, которым надлежит оценить работу каждого слушателя, имея незначительный запас времени. Действительно, если перейти к конкретным цифрам, то, например, при проведении командно-штабного учения с одним полукурсом II факультета численностью более 100 человек группе анализа и разбора штаба руководства учением в количестве двух-трех преподавателей предстоит в короткий отрезок времени между окончанием учения и проведением общего разбора (не более 1 часа) детально изучить более 100 вариантов решений, проанализировать их, дать оценку, определить недостатки и достоинства каждого. Это трудно реализуемо, в связи с чем на практике готовится одно общее решение за весь игровой коллектив. В этом случае сразу возникает вопрос индивидуальной оценки обучаемого в соответствии с его личным вкладом в результат общей работы. Выходом из сложившейся ситуации видится применение автоматизированных систем, обеспечивающих проверку и оценку принятых управленческих решений при помощи специально разработанных программных комплексов, функционирующих на основе соответствующих алгоритмов.
В научно-технической литературе представлено значительное количество способов, методов идентификации и сравнения изображений, основанных на технологиях «технического (компьютерного) зрения» [4, 5]. Однако анализ возможных вариантов решения данной проблемы показал, что применение таких интеллектуальных систем для решения поставленных задач, с учетом уровня принимаемых управленческих решений, нецелесообразно. Это объясняется низкой эффективностью их возможного применения и малой экономической эффективностью от вложений на разработку и внедрение в учебный процесс. В связи с этим менее затратным и, соответственно, более рациональным представляется применение относительно простых и эффективных алгоритмов на основе сравнительного анализа принятого слушателями управленческого решения и эталона (образца или нескольких возможных образцов), разработанного экспертами в ходе подготовки материалов учений и игр. На основе проведенного сравнения автоматизированная система (далее — АС) позволит получить результат в виде оценки степени соответствия варианта решения образцу или одному из образцов, если правильных решений может быть много.
Проведенные научно-исследовательская работа и организационно-технические мероприятия позволили создать в Академии управления МВД России алгоритм работы и прототип программного комплекса, предназначенного для автоматизированной оценки принимаемых
слушателями в ходе проведения игр и учении управленческих решении, отраженных в графической форме. Рассмотрим отдельные, наиболее важные аспекты в описании указанного алгоритма и программного комплекса.
Рассматриваемыи нами программныи комплекс представляет собой часть АС, в которую, кроме него, входит аппаратно-программный комплекс виртуальных полигонов кафедр и сервер электронной почты. В первую очередь для обеспечения работы программного комплекса необходимо сформировать информационные базы данных:
1. База данных специальных символов и знаков, используемых при составлении замысла решения на карте (схеме). Основу базы составляют условные обозначения, утвержденные соответствующими нормативными актами МВД России. База формируется из графических примитивов, записываемых в виде отдельных файлов в форматах .png, .jpeg, .gif. Каждому условному знаку присваивают два атрибута: комментарий на случай отсутствия данного знака в установленном месте и точность размещения объекта на карте в количестве условных квадратов в окрестности правильного расположения.
2. База топографических основ карт и схем, необходимых для нанесения вариантов решений. В ходе формирования баз данных топографических основ карт (схем) они разбиваются на условные квадраты в декартовой (прямоугольной) системе координат по стокам (вертикальная координата «В») и столбцам (горизонтальная координата «Г»). Каждому квадрату соответствует свой набор координат.
3. База эталонов (образцов решений), используемых в ходе сравнительного анализа. Образцы после обработки в ЭВМ представляются в виде матрицы, количество строк и столбцов которой численно совпадает с количеством строк и столбцов условных квадратов на соответствующей топографической основе карты (схемы), а содержание ячеек матрицы соответствует идентификатору (имя файла) размещенного в данном условном квадрате графического примитива.
После формирования баз подготовительная работа по формированию информационной основы программного комплекса считается оконченной.
Основной этап работы состоит в подготовке обучаемыми своего варианта решения. Это обеспечивается нанесением условных знаков из базы данных графических примитивов на топографическую основу карты (схемы). Итогом работы становится вариант графического решения, которое также преобразуется в соответствующую матрицу, которая подлежит сравнению с эталонным решением, а затем оценке.
77
78
Рис.1. Внешний вид пользовательского интерфейса при работе со схемой
Таким образом, в АС формируется пара матриц (в случае одного варианта правильного решения и одного обучаемого), содержащая информацию об эталоне и варианте решения соответственно. После формирования второй матрицы АС в автоматическом режиме сравнивает две матрицы между собой, вычисляет количество совпадений и процент правильных ответов, а также детализирует информацию о каждом размещенном условном знаке. Эта информация формирует еще одну базу данных — результатов работы слушателей. После проведенного сравнения файл с результатами сохраняется в базе данных результатов и одновременно направляется на адрес электронной почты штаба руководства учением. Все это позволяет группе анализа и разбора провести анализ как самостоятельно, так и опираясь на результаты автоматизированной проверки и оценки.
Рассмотрим коротко описание прототипа программного комплекса автоматизированного анализа принятых в ходе игр и учений управленческих решений в графической форме. Программа состоит из трех основных блоков: серверный компонент, администраторская панель и пользовательский интерфейс. Программная оболочка,
предназначенная для визуализации, работы с графикой и с базами данных, написана с использованием языков JavaScript и HTML 5 с библиотеками стилей CSS 3, для организации виртуального сервера и работы с электронной почтой используется исполняемая среда — QtWebKit (С++ версия 11 совместно с minGW версия 4.8) [2, 3].
Как было указано, программный комплекс состоит из трех частей:
1. Серверный компонент осуществляет сбор информации о пользователях, обработку данных, объединение пользователей в одну сеть.
2. Панель администрирования позволяет создавать, редактировать и удалять карты и наборы объектов.
3. Пользовательский компонент позволяет создавать варианты управленческих решений на картах (схемах) посредством позиционирования и изменения параметров объектов, определяемых заданием администрирования.
Серверный компонент (сервер) решает задачи сбора, обработки, анализа и хранения данных от пользователей, своевременного оповещения пользователей об изменениях в конфигурациях топографических основ карт (схем).
Панель администрирования доступна только Администратору и позволяет создавать, редактировать, удалять топографические основы и наборы графических примитивов, которые представлены двумя классами: маршруты и объекты. Объекты имеют одну координату своего местоположения, а маршруты — две, для начала и конца маршрута соответственно.
Пользовательский компонент состоит из двух основных разделов (рис. 1):
— «Меню» — здесь можно выбрать топографическую основу для создания варианта решения.
— «Помощь» — краткое описание возможностей и особенностей работы с программным комплексом.
Раздел «Меню» содержит список доступных для пользователей топографических основ. Каждый элемент списка состоит из миниатюры карты и кнопки «Загрузить». В разделе «Помощь» содержится информация о составе программного комплекса, его назначении, порядке просмотра и анализа результатов, а также сведения для пользователей о порядке работы с программным продуктом, его особенностях и назначении отдельных программных блоков.
Ввиду ограниченности объема статьи описание порядка работы пользователей в программной среде при подготовке своего варианта управленческого решения на карте (схеме) не приводится.
Таким образом, нами рассмотрен разработанный в Академии управления МВД России практический инструмент в виде прототипа программного комплекса, направленный на совершенствование подготовки руководителей органов внутренних дел в ходе проведения практических занятий в активной форме. Прототип программного комплекса расположен на сервере центра командно-штабных учений, готов к апробации и дальнейшему совершенствованию. Применение подобного инструментария способно значительно расширить педагогические и методологические возможности учебного заведения в части повышения качества обучения, как того требуют решения Правительства Российской Федерации, изложенные, в частности, в постановлении Правительства РФ от 14 апреля 2014 г. № 295 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие образования на 2013—2020 гг."».
Список литературы
1. Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 080200 Менеджмент (квалификация «Магистр»): приказ Минобрнауки Российской Федерации от 18 ноября 2009 г. № 636.
2. Дэвид Флэнаган. Букмарклеты // JavaScript. Подробное руководство по JavaScript. The
Definite Guide / перевод А. Киселева. СПб., 2008.
3. Дронов В. HTML 5, CSS 3 и Web 2.0. Разработка современных Web-сайтов. СПб., 2011.
4. Фомин Я.А. Распознавание образов: теория и применения. М., 2012.
5. Шапиро Л., Стокман Дж. Компьютерное зрение. М., 2006.
E-mail: hkm tula@mail.ru
