CC BY
136
УДК 004.03
С. И. Толочко, В. М. Черненький
АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ОПЕРАТИВНЫХ РЕШЕНИЙ
Рассмотрены основные распределения операций процесса принятия решений между человеком и ЭВМ в пяти поколениях информационных технологий. Показано, что при переходе к каждому новому поколению информационных технологий степень автоматизации процесса принятия решений растет. Введены понятия оперативности информации, оперативного решения и выделен класс информационных систем поддержки оперативных решений. Показаны противоречия в практике и теории создания, применения и изучения систем поддержки оперативных решений. Приведена научная гипотеза, состоящая в том, что показатели эффективности применения таких систем могут оцениваться по базе знаний и данных о функционировании обеспечивающих их специализированных программных пакетов открытого и закрытого типа, и предположение о возможности разработки методов изучения специализированных программных пакетов ИСПОР, не имеющих средств обучения.
E-mail: [email protected]
Ключевые слова: оперативность информации, оперативные решения, информационная система поддержки оперативных решений, специализированный программный пакет, средства автоматизации паспортного контроля, ПАК МСПВ "Каскад".
С конца XX в. основным предметом труда в общественном производстве промышленно развитых стран становится информация. В соответствии с работой [1] под информацией понимаются данные, представленные в информационной системе, которые используются для принятия решений. Под информационной системой будем понимать совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств. Информационные технологии — это приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций сбора, хранения, обработки и использования данных [2].
Всесторонний анализ информационных технологий рассмотрен в работе [3], а динамика роли человека в информационных технологиях — в работе [4], где в ходе анализа распределений операций процесса принятия решений между человеком и ЭВМ в пяти поколениях информационных технологий (табл. 1) сделаны выводы о тенденции уменьшения роли посредников, операторов и резком снижении общего числа функций, выполняемых пользователями в старших поколениях информационных технологий, (рис. 1), о скачкообразном росте степени автоматизации процесса принятия решения (рис. 2).
Таблица 1
Распределение операций процесса принятия решений между человеком и ЭВМ в поколениях информационных технологий
Исполнитель операции в поколениях ИТ
№ Операция I 1950- II 1960- III 1970- IV 1980- V 1990-е гг.
1960-е гг. 1970-е гг. 1980-е гг. 1990-е гг.
1 Выявление проблемы Пз Пз Пз Пз Пз
2 Формирование исходной формализуемой информации Пз Пз Пз М М
3 Формирование исходной трудноформализу-емой информации Пз Пз Пз Пз М
4 Содержательная (физическая) постановка задачи Пз Пз Пз Пз Пз
5 Формирование аналогов ситуаций и постановка задач Пс Пс Пс М М
6 Консультирование пользователя по постановке задачи Пс Пс Пс Пс М
7 Консультирование по выбору метода решения задачи Пс Пс Пс Пс М
8 Алгоритмизация Пс Пс Пс Пз М
9 Программирование и отладка Пс Пс Пс Пз М
10 Подготовка данных на машинном носителе О-Т О-Т — — —
11 Ввод данных в ЭВМ М М О-Т Пз М
12 Контроль исходных данных на достоверность О-К О-К О-К М М
13 Управление процессом обработки данных О-Н О-Н М М
14 Анализ результатов Пз Пз Пз Пз Пз
15 Тиражирование выходных документов (при необходимости) О-Т М М М М
16 Моделирование и прогнозирование (выполняются п.п. 2, 3, 11 -14) Пс Пс Пз М М
Примечание. ИТ — информационные технологии; Пз — пользователь; О-Т — оператор-технолог; О-Н — оператор-наблюдатель; О-К — оператор-контролер; Пс — посредник (постановщик, математик, программист); М — машина (ЭВМ)
[-' ■."•' ' •; — операторы
Ш
3
]— посредники
ш
6
6
5
2
«шш ш«
I [1 III IV V
Поколение и и формацион н hi х технологий
Рис. 1. Число функций, выполняемых операторами, посредниками и пользователями
Рис. 2. Рост степени автоматизации процесса принятия решения
Информационные системы разделяют на автоматизированные и автоматические системы. Их принципиальным отличием является обязательное участие человека на определенных этапах сбора, хранения, обработки и использования данных. Таким образом, при переходе к каждому новому поколению информационных технологий степень автоматизации процесса принятия решений растет, но одновременно за счет актуализации интеллектуальных операций непрерывно усложняется и обновляется роль человека. При этом роль и функции человека видоизменяются по мере развития средств вычислительной техники, так как за счет подготовки различного информационного и программного обеспечения можно реализовать разные автоматизированные ин-
формационные системы (АИС). В настоящее время АИС разделяют на группы, представленные на рис. 3.
Информационные системы, имеющие самостоятельное целевое назначение и область применения, как правило, содержат базу данных для удовлетворения информационных потребностей потребителей при принятии решений. Примерами таких систем служат АИС "Консультант+", "Гарант" и др. А в АИС, входящих в состав автоматизированных систем управления (АСУ), информационные технологии используются не только при выполнении функций сбора, хранения, обработки и использования данных, а также для поддержки принятия управленческих решений. В разных предметных областях можно выделить тысячи различных АСУ для управления технологическими процессами (ТП), производством (АСУП), для технологической подготовки производства (АСТПП), плановых расчетов (АСПР), научных исследований (АСНИ). На более высоком уровне управления выделяют
Рис. 3. Группы автоматизированных информационных систем
АСУ территориальными организациями (АСУ ТО) и объединениями (АСУО), отраслевые (ОАСУ), автоматизированные системы государственной статистики (АСГС) и общегосударственные автоматизированные системы (ОГАС). Примерами таких систем служат АИС "Экспресс", "Сирена" и государственная система изготовления, оформления и контроля (ГСИОК) паспортно-визовых документов нового поколения (ПВД НП) [5], состоящая из АИС федеральных органов исполнительной власти, обеспечивающих поддержку принятия решений об оформлении и выдачи либо отказе в оформлении документов на право пересечения государственной границы, а также принятия решений о пропуске либо не пропуске лиц через государственную границу. Исполнение государственной функции по осуществлению пограничного контроля в пунктах пропуска через государственную границу РФ осуществляют пограничные органы ФСБ РФ с применением средств автоматизации паспортного контроля [6]. Существуют и другие государственные функции, предусмотренные соответствующими административными регламентами РФ, например:
— по выдаче пропусков для въезда (прохода) лиц и транспортных средств в пограничную зону, разрешений на хозяйственную, промысловую и иную деятельность, проведение массовых общественно-политических, культурных и других мероприятий, содержание и выпас скота в пограничной зоне, промысловую, исследовательскую, изыскательскую и иную деятельность в российской части вод пограничных рек, озер и иных водных объектов, где установлен пограничный режим [7];
— по обеспечению государственной защиты потерпевших, свидетелей, иных участников уголовного судопроизводства и их близких [8] и др.
Различные государственные функции регламентированы соответствующими административными процедурами, устанавливающими конкретные сроки для принятия решений: от нескольких суток до трех и менее минут. Ограниченные сроки для принятия решений, в свою очередь, предъявляют требования к оперативности информации и оперативным решениям. Оперативность информации — это время реакции информационной системы, т.е. период от момента ввода исходных данных до момента представления результатов их обработки пользователю для принятия решений. Оперативное решение — это время принятия решения должностными лицами пограничных органов ФСБ РФ с использованием информационных технологий. Таким образом, системы информационного обеспечения функций сбора, хранения, обработки и использования данных для принятия должностными лицами пограничных органов ФСБ РФ оперативных решений
об исполнении государственной функции по осуществлению пограничного контроля в пунктах пропуска через государственную границу РФ образуют класс информационных систем поддержки оперативных решений (ИСПОР). В дальнейшем под должностными лицами пограничных органов ФСБ будем понимать пользователей ИСПОР.
Объектом исследования настоящей работы являются ИСПОР.
В соответствии с работой [9] количество информации для принятия решения представим формулами К. Шеннона и Р. Хартли
I = -(Р1 1о§2 Р1 + Р2 1о§2 Р2 + ••• + РН 1о§2 РН), (1)
где I — количество информации, бит; N — число исходов; р\,р2, ...,рн — вероятности исхода.
Для равновероятных событий приведем формулу
I = ^2 N. (2)
Работа ИСПОР представляет собой случайный процесс, обусловленный случайными моментами поступления информации и запросов, возможными ошибками пользователей при сборе, обработке и использовании информации для принятия решений. Существует два исхода события "Принятие решения": I — пропуск личности через государственную границу; I — не пропуск личности через государственную границу.
События {I, I} как достижение поставленной цели пользователями ИСПОР не могут быть равновероятностными. Только одно решение может быть правильным, а другое вызовет отношения юридического характера. При этом некоторые события {I, I} могут нанести значительный вред личности, обществу и государству. Например, как первопричина совершения террористического акта — пропуск на территорию РФ экстремистов, террористов и эмиссаров Аль-Каиды, которым в установленном законодательством порядке въезд не разрешен. Другой пример, разрешение на выезд из РФ лицам, причастным к диверсиям, выезд которым не разрешен.
К специализированным программным пакетам, обеспечивающим функционирование ИСПОР, относится специальное программное обеспечение различных версий. Назначение специализированных программных пакетов — это автоматизация процессов паспортного контроля, формирование массивов данных о фактическом пересечении государственной границы РФ и подготовка к передаче их заинтересованным органам исполнительной власти РФ. Первый специализированный программный пакет подсистемы автоматизированного контроля (ПАК) машиносчитываемых паспортно-визовых документов (МСПВ) и обработки данных о проследовавших через
границу лицах "Каскад" разработан в соответствии с техническим заданием головным разработчиком ФГУП "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" и разработчиками: ЗАО "Эскорт-Центр" и НИИ 1 Управления НТО ФСБ РФ. Версии ПАК МСПВ "Каскад": 3.0 (дата релиза 01.08.2002); 3.1; 3.2; 3.2.1; 3.2.2-4.2.3 (дата релиза 23.09.2003); 4.7 (дата релиза 18.05.2004); 4.9 (дата релиза 19.01.2005); 4.9.6 (дата релиза 15.07.2005); 5.0 (дата релиза 15.04.2006); 5.1; 5.2; 5.2.2 (дата релиза 05.07.2006); 5.3-5.3.5 (дата релиза ноябрь 2007); 5.3.6 (дата релиза декабрь 2010).
Краткое описание функциональных возможностей ПАК МСПВ "Каскад" приведено в табл. 2.
При создании и применении ИСПОР в качестве элемента системы национальной безопасности в пограничной сфере для обеспечения защиты личности, общества и государства руководствуются так называемым принципом практической уверенности: при применении ИСПОР вероятность события А — "Принятие неправильного решения" практически невозможна или ничтожно мала, тогда противоположное ему событие А — "Принятие правильного решения", состоящее в невыполнении события А, будет практически достоверным.
Существующие противоречия. В практике применения ИСПОР. С одной стороны, эффективность ИСПОР зависит от знаний о функционировании специализированных программных пакетов и возможностях их применения. С другой стороны, специализированные программные пакеты ИСПОР не имеют средств обучения.
В практике создания ИСПОР. Специализированные программные пакеты должны обеспечивать оперативное исполнение государственных функций с применением ИСПОР. Вместе с тем многообразный инструментарий оценки и выбора решений позволяет создавать для обеспечения функционирования ИСПОР специализированные программные пакеты как открытого, так и закрытого типов.
В теории изучения созданных ИСПОР. Существующие автоматизированные обучающие системы не решают проблемы обучения закрытым и открытым специализированным программным пакетам ИСПОР, так как не имеют отдельной методики обучения данным пакетам. Специализированный программный пакет должен участвовать в процессе обучения для решения комплекса задач подготовки специалистов, эксплуатирующих ИСПОР.
Приведем недостатки в теории изучения ИСПОР: не исследованы вопросы преобразования информации в данные и знания о функционировании специализированных программных пакетов, исходя из принятых решений с применением ИСПОР; не разработаны методики оценки результатов комплексного применения ИСПОР к принятым
№
~г
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
76
Таблица 2
функциональных возможностей ПАК МСПВ "Каскад"
Сокращенное название
Описание функциональных возможностей
ОПК
Функции младшего
СПН
Функции старшего:
1) просмотр прошедших только за текущую смену;
2) работа с временно задержанными за любой диапазон;
3) разрегистрация пассажиров
АдмБД
Администрирование БД:
1) ОУ;
2) потерянные документы;
3) лимиты виз и бланков документов
ОЦОД
Операторское место доввода информации
СЦОД
Формирование телеграмм
АдмПАК
Администратор системы:
1) просмотр, кто работает в системе;
2) администрирование пользователей;
3) справочники;
4) журнал событий
Рейс
Учет рейсов:
1) доб/ред/удал рейсов;
2) доб/ред/удал шаблонов рейсов;
3) автоматическая генерация
ОД
Оперативный дежурный:
1) СПН + работа за любой диапазон;
2) рабочие отчеты;
3) просмотр сеансов
НОВП
Начальник отдела оформления У1Р-иерсон:
1) СПН + работа за любой диапазон;
2) рабочие отчеты;
3) просмотр сеансов
Досмотр
Досмотр ТС
Начальник отдела
Начальник отдела оформления У1Р-персон:
1) СПН;
2) рабочие отчеты;
3) просмотр сеансов
НОПД
Начальник отдела по проверке документов
1) СПН;
2) рабочие отчеты;
3) просмотр сеансов
НОТС
Начальник отдела оформления ТС:
1) ОПК;
2) досмотр;
3) рейсы
ОСД
Оператор статистики данных в БД
доввод статистических
Окончание табл. 2
№ Аббревиатура Сокращенное название Описание функциональных возможностей
15 ARM_SOSD СОСД Старший статистики: 1) оператор статистики; 2) запуск статистики; 3) сохранение статистических отчетов в БД
16 ARM_NCOD НЦОД Начальник центра обработки данных: 1) СПН + за любой диапазон времени; 2) Адм БД ОУ, ПД, Лимиты; 3) рабочие отчеты; 4) просмотр сеансов
17 ARM_NTSPK НТСПК Начальник отдела технических средств ПАК: 1) рабочие отчеты; 2) просмотр сеансов
18 ARM_PO Обучение Обучение операторов (презентации)
19 ARM_ZNOOPK ЗНООПК Заместитель начальника пункта пропуска 5) СПН + за любой диапазон времени; 6) рабочие отчеты 7) просмотр сеансов
20 ARM_NOOPK НООПК Начальник пункта пропуска: 1) СПН + за любой диапазон времени; 2) рабочие отчеты; 3) просмотр сеансов
21 ARM_ORG Организации Организации
22 ARM_OEP ОЭП Оператор электронной почты
решениям на основе использования технологий исследования информационных процессов в ИСПОР.
Предметом исследования настоящей работы являются процессы обучения специализированным программным пакетам, а также информационные процессы в ИСПОР и методы преобразования информации в данные и знания о функционировании обеспечивающих их специализированных программных пакетов, не имеющих средств обучения.
Целью работы является разработка научно-методического инструментария изучения специализированных программных пакетов, не имеющих средств обучения, получение знаний об эффективности применения ИСПОР за счет сравнительной оценки результатов принятых решений с применением ИСПОР с данными из базы знаний о функционировании обеспечивающих их специализированных программных пакетов.
Классификация состояний ИСПОР. Вероятности состояний. Рассмотрим ИСПОР как физическую систему Б, в которой протекает информационный процесс с дискретными состояниями
Б (3)
Состояния $1,£2,£з,..., Бг-1, Бг ИСПОР может принимать в последовательности шагов с номерами 0,1, 2, 3,..., к.
Тогда информационный процесс будет представлять собой последовательность вида {Б (к) = Бп} (п = 1, 2, 3,...,г; к = 0,1, 2,...), подлежащую изучению. Наиболее важной характеристикой последовательности событий являются вероятности состояний ИСПОР
Р {Б (к) = Бп} (п =1, 2, 3,...,г; к = 0,1, 2,...). (4)
Как следует из табл. 2, возможные состояния ИСПОР следующие:
Б1 — специализированный программный пакет установлен правильно — готов для приема данных, хранение и обработка информации для поддержки решений не осуществляется;
Б2 — все данные загружены в базы без ошибок, осуществляется хранение информации, готовность к приему информации для обработки и поддержки решений;
Б3 — не все данные загружены в базы без ошибок, осуществляется хранение информации, готовность к приему информации для обработки и поддержки решений;
Б4 — осуществляется хранение информации, прием данных соответствует информации МСПВ и базам данных, поддерживаются правильные решения;
Б5 — осуществляется хранение информации, прием данных соответствует информации МСПВ и не соответствует базам данных, поддерживаются неправильные решения;
Б6 — осуществляется хранение информации, прием данных не соответствует информации МСПВ и базам данных, поддерживаются неправильные решения;
Б7 — осуществляется хранение информации, прием данных не соответствует информации МСПВ и соответствует базам данных, поддерживаются неправильные решения.
Граф состояний ИСПОР , приведен на рис. 4. В начальный момент (¿0 = 0) ИСПОР находится в состоянии Б1. Тогда р1(0) = 1, р2(0) = 0, Рз(0) = 0, р4(0) = 0, р5(0) = 0, р6(0) = 0, р7(0) = 0.
Рекуррентная формула распределения вероятностей имеет вид
п
рг(к) = ^ рг(к - 1)рг^ (к = 1, 2,3,...; з =0,1, 2,...,п). (5)
г=1
Для графа состояний ИСПОР вероятности задержек будут равны
рп = 1 - (р12 + р1з); (6)
р22 = 1 - (р27 + р24 + р2з); (7)
р33 = 1 - (р32 + р35 + р3б); (8)
Р44 = 1 - P42; P55 = 1 - P53;
Poe = 1 - P64;
P77 =1 - P72-
(9) (10) (11) (12)
Следующее противоречие заключается в том, что за период создания и применения ИСПОР, т.е. с 2002 г. до настоящего времени матрицу переходных вероятностей
Pij =
Р11 Рп1
Р1п
Pn
(13)
задать не представилось возможным.
Исследования и анализ в этой области не проводились при наличии событий А — "Принятие правильного решения" и А — "Принятие неправильного решения". Приведем несколько фактов за 2009 г. В пунктах пропуска через государственную границу РФ было пропущено 106 673 922 человека, в том числе иностранных — 39 128 366 граждан. На законных основаниях не пропущено через границу 85 696 человек, из них 57259 иностранных граждан. Выполнено 44 551 оперативное поручение правоохранительных органов. Всего в 2009 г. выявлено 7902 иностранных гражданина, которым в установленном порядке закрыт въезд в РФ, выявлено 5732 гражданина РФ, которым ограничен выезд из РФ. Допущено четыре случая принятия неправильных решений, из них два в отношении иностранных граждан, которым в установленном порядке закрыт въезд в РФ и 2 при выполнении поручений правоохранительных органов.
Рис. 4. Граф состояний ИСПОР
Приведем научную гипотезу, состоящую в том, что показатели эффективности применения ИСПОР могут оцениваться по базе знаний и данных о функционировании обеспечивающих их специализированных программных пакетов открытого и закрытого типов, что позволяет предположить возможность разработки методов изучения специализированных программных пакетов ИСПОР, не имеющих средств обучения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Об информации, информационных технологиях и о защите информации: Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ // Собр. законодательства РФ. - 2003. - № 27. - С. 2700.
2. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. -М., 1992. - 16 с.
3. Гриценко В. И., Паньшин Б. Н. Информационная технология: Вопросы развития и применения. - Киев: Наук. думка, 1988. - 272 с.
4. Информационн о-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания: Справочник / А.Н. Адаменко и др. - М.: Машиностроение, 1993. - 528 с.
5. К о н ц е п ц и я создания государственной системы изготовления, оформления и контроля паспортно-визовых документов нового поколения: Распоряжение Правительства Российской Федерации от 15 марта 2005 г. № 277-р // Собр. законодательства РФ. - 2005. - № 12. - С. 1068.
6. О б у т в е р ж д е н и и Административного регламента Федеральной службы безопасности Российской Федерации по исполнению государственной функции по осуществлению пограничного контроля в пунктах пропуска через государственную границу Российской Федерации: Приказ ФСБ России от 17 июня 2010 г. № 305 // Собр. законодательства РФ. - 2009. - № 41. - С. 4765.
7. О б у т в е р ж д е н и и Административного регламента Федеральной службы безопасности Российской Федерации по исполнению государственной функции по выдаче пропусков для въезда (прохода) лиц и транспортных средств в пограничную зону, разрешений на хозяйственную, промысловую и иную деятельность, проведение массовых общественно-политических, культурных и других мероприятий, содержание и выпас скота в пограничной зоне, промысловую, исследовательскую, изыскательскую и иную деятельность в российской части вод пограничных рек, озер и иных водных объектов, где установлен пограничный режим: Приказ ФСБ России от 19 ноября 2008 г. № 572 // Собр. законодательства РФ. -2008. -№ 29 (Ч. I). - С. 3418.
8. О б у т в е р ж д е н и и Административного регламента Федеральной службы безопасности Российской Федерации по исполнению государственной функции по обеспечению государственной защиты потерпевших, свидетелей, иных участников уголовного судопроизводства и их близких: Приказ ФСБ России от 3 февраля 2009 г. № 39 // Собр. законодательства РФ. - 2007. - № 11. - С. 1325.
9. Информация// ru.wikibooks.org: Вики-учебник: электронная образовательная литература. URL http://ru.wikibooks.org/wiki/Информация (дата обращения 03.07.11).
Статья поступила в редакцию 29.08.2011
