CC BY
23
УДК 519.688; 621.642.8
ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОЙ ПЛАТФОРМЫ В ОРГАНАХ
ВОЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ
Д.С. Тобин
Изложена постановка задачи разработки единой программной платформы сбора и обработки информации в органах военного управления, с учетом специфики решаемой задачи показана важность начального этапа разработки - структурного системного анализа предметной области, обеспечивающего конкретизацию требований многочисленных потенциальных пользователей программной платформы и позволяющего обеспечить рассмотрение этих требований с позиций потенциальных пользователей и разработчиков. Представлены результаты информационно-логического моделирования процессов разработки программной платформы в органах военного управления.
Ключевые слова: структурный системный анализ, информационно-логическое моделирование, диаграмма потоков данных, проектирование программной платформы.
Развитие информационного общества сопряжено с трансформацией системы управления, требующей развития программного обеспечения сбора и обработки информации в интересах поддержки принятия решений [1, 2]. Приоритетным направлением такого развития в сфере обеспечения обороноспособности страны является разработка единой программной платформы сетевых экспертиз вариантов решений в органах военного управления (ОВУ) [3, 4].
Для реализации комплексного подхода к сетевой экспертизе необходима программная платформа, обладающая институциональным правовым статусом, обеспечивающим привлечение высококвалифицированных независимых экспертов или их групп для обеспечения принятия решений должностными лицами ОВУ [5-7].
Платформа проведения сетевых экспертиз в ОВУ должна выполнять функции [8-12]:
формировать реестр высококвалифицированных экспертов и выявлять наиболее подготовленных из них,
обеспечить возможность привлечения к экспертизе экспертно-аналитические организации федеральных органов исполнительной власти (ФОИВ), Российской академии наук, независимых аналитических центров, общественные научные организации, центры компетенций, а также ведущих экспертов;
повышать оперативность и качество принимаемых решений на основе использования аналитических и прогнозных инструментальных средств сетевой экспертизы;
автоматизировать процессы подготовки аналитической отчетности проведения сетевой экспертизы;
осуществлять инструментальную и информационную поддержку деятельности привлекаемых экспертов;
визуализировать данные с использованием средств когнитивной графики.
Создание межведомственной платформы проведения сетевой экспертизы должно обеспечить:
повышение качества информационно-аналитического обеспечения подготовки решений по развитию системы обеспечения обороноспособности страны;
достижение положительного синергетического эффекта в управлении научно-исследовательской деятельностью в интересах обеспечения обороноспособности страны за счет интеграции предлагаемой к созданию платформы с существующими и перспективными автоматизированными информационно-аналитическими системами ФОИВ, задействованных в решении задач обеспечения обороноспособности страны;
повышение эффективности деятельности экспертного сообщества за счет сокращения времени на организацию и проведение экспертизы, снижения трудоёмкости подготовки экспертных заключений по рассматриваемым результатам экспертиз, инновационным и научно-техническим проектам военного и двойного назначения [2];
создание возможности удаленной работы экспертного сообщества, используя действующую телекоммуникационную инфраструктуру ФОИВ, задействованных в решении задач обеспечения обороноспособности страны;
снижение стоимости и повышение качества экспертизы. Сетевая автоматизация требует создания соответствующих автоматизированных систем управления ОВУ. При этом автоматизация предполагает повсеместное применение комплекса технических, программных, организационных и прочих методов и средств для освобождения лиц, принимающих решение, от непосредственного участия в получении, передаче, хранении, обработке и использовании материалов и информации, оставляя за ними только функции принятия решений [3].
В рамках работ по импортозамещению невозможно одномоментно отказаться от использования зарубежных программных продуктов и технологий. Вместе с тем зарубежные технологии проектирования и производства, опыт их использования должны являться одним из источников требований для разработки отечественного инструментария сетевых экспертиз.
Для проектирования платформы проведения сетевой экспертизы (ППСЭ) целесообразно использование диаграмм потоков данных (БББ), которые является лучшим методом для анализа и построения информационных процессов [6]. БББ позволяет использовать средства когнитивной графики, которая наглядно отображает ход или движение информационных потоков в процессе, иллюстрирует технические или управляющие-
процессы с помощью внешнего хранилища данных, данных, передаваемых из процесса в другой, и вывод результатов. DFD иллюстрирует этот поток информации в процессе, основанном на входах и выходах.
Инструментарий моделирования потоков информации, как правило, легко интегрируется с моделированием данных, инструментами моделирования рабочих процессов и текстовыми спецификациями.
Создание единой многофункциональной платформы для формирования реестра экспертов и проведения сетевой экспертизы на основе унифицированных решений позволит значительно уменьшить сроки и стоимость внедрения информационных систем сетевой экспертизы в ФОИВ, задействованных в решении задач обеспечения обороноспособности страны. Вместе с этим инструментарий моделирования потоков информации предоставляет экспертам, аналитикам и разработчикам стандартизированные, надежные модели и спецификации.
Принцип создания модели DFD заключается в том, что одна система может быть декомпозирована на подсистемы, которые, в свою очередь, могут быть разделены на подсистемы на гораздо более низком уровне и т.д. Каждая подсистема в DFD представляет собой процесс, в котором обрабатываются исходные данные. Процессы не могут быть декомпозированы после достижения определенного более низкого уровня. Каждый процесс в DFD характеризует всю систему, данные вводятся из внешней среды. Обработанные потоки данных в процессах преобразуются и выводятся в качестве вывода или результата.
В платформу заложены требования стандартизации и унификации форматов обмена данными, разрабатываемым при создании Национального центра управления обороной Российской Федерации, на который возложены функции обеспечения высшего руководства страны информацией о военно-политической и общественно-политической обстановке в России и в мире.
Информационно-логическая модель программной платформы проведения сетевой экспертизы (ППСЭ) информационных потоков построена в рамках структурного системного анализа с поддержкой нотаций Росса (IDEF0), Гейна-Сарсона (DFD), диаграмм описания деталей процесса (IDEF3) [13-18]. В качестве инструментария использовано CASE-средство моделирования данных AllFusion Process Modeler г 7.2.5.1918, что обеспечивает функциональное моделирование в трех вышеназванных нотациях.
На рис. 1 разработанная информационно-логической модель представлена в виде иерархической структуры диаграмм, где диаграмма верхнего уровня детализируется диаграммами нижних уровней.
Начальным этапом информационно-логического моделирования является построение контекстной диаграммы «Разработка программной платформы в органах военного управления» (рис. 2), формализовано описывающей область моделирования и определяющей цель и точку зрения, с которой рассматривается весь процесс [19-21]. На этой диаграмме дается общее представление процесса и его взаимосвязи с внешней средой и другими взаимосвязанными процессами.
Разработка программной платформы в органах военного уп равления
Формирование реестра экспертов
Подготовка экспертизы
Проведение экспертизы
Принятие решения о вводе в эксплуатацию
1 2 блоков
1 1 блоков
1 2 блоков
3 блока
Рис. 1. Структура информационно-логической модели программной платформы в органах военного управления
Органы военного \ упргвления
Информация о необходимости разработки ПО
а инновационны« проектов и технологий (ГУНИД МО РФ)
Указания о создании реестра экспертов
уСтандррты 1 „разработки ПО
Дорожная карта ' проекта
^-Ко
Нормативные документы
Разработка программной платформы в органах военного управления
Группа руководства
Кандидаты в эксперты
Представители разработчиков
Работоспособная
А-0
тиЕ Разработка программной платформы в органах военного управления
Рис. 2. Контекстная диаграмма «Разработка программной платформы
в органах военного управления»
ППСЭ предоставляет организаторам экспертизы возможность формирования реестра экспертов, выбора метода анализа проекта, выбор метода организации и проведения экспертизы, анализа экспертных оценок, обеспечивает необходимую компьютерную поддержку в проведении экспертного исследования и предназначено для подготовки и проведения экспертизы проекта.
С помощью ППСЭ можно автоматизировать процесс оценки компетенций экспертов, подбор экспертов для проекта, работу комиссий экспертов и анализ экспертных мнений, а также подготовку опросных листов, бланков и отчетной документации.
В результате проведенного анализа разработанности вопроса построения информационной системы проведения экспертиз в ОВУ разработано структурное представление основного комплекса процессов ППСЭ, отображённое на диаграммах декомпозиции второго уровня (рис. 3).
340
Рис. 3. Диаграмма декомпозиции «Разработка программной платформы в органах военного управления»
Разработанная диаграмма декомпозиции процессов второго уровня ППСЭ состоит из четырех этапов:
А - формирование реестра экспертов;
Б - подготовка сетевой экспертизы;
В - проведение сетевой экспертизы;
Г - принятие решения о вводе в эксплуатацию.
На этапе А с помощью модуля формирования реестра экспертов осуществляется сбор информации на основании опросного листа (входной контроль) и проводятся различные виды контроля знаний. На основании полученных данных формируется данные о компетенциях эксперта. Соответствующая диаграмма декомпозиции (рис. 4) состоит из четырех основных блоков: «Сбор информации на основании анкетных данных», «Сбор информации на основании данных обучения», «Отбор кандидатов», «Регистрация экспертов в Реестре». Каждый из этих блоков имеет свою декомпозицию и детализирован соответствующими диаграммами потоков данных.
Блок «Сбор информации на основании данных обучения», состоит из процессов «Расчет коэффициента квалификации», «Расчет коэффициента аргументации», «Расчет коэффициента компетенции эксперта», «Оценка компетенции эксперта». В результате будут получены глобальная и локальная компетенции эксперта и заполнены все анкетные данные об экспертах.
Блок «Сбор информации на основании данных обучения» предполагает осуществление различных видов контроля знаний с использованием сетевого тестирования экспертов. Он может включать в себя: входной контроль знаний, оперативный контроль знаний, самоконтроль знаний, ру-
бежный контроль знаний, итоговый контроль знаний и др. Все виды контроля знаний осуществляется в форме дифференцированного теста с выставлением балльных отметок. Платформа позволит проводить оценку профессиональных компетенций в соответствии с основными показателями оценки результатов освоения профессиональных компетенций учебного плана.
А1
Формирование реестра экспертов
Рис. 4. Диаграмма декомпозиции «Формированиереестра экспертов»
В соответствии с выбранным алгоритмом оценки компетентности в блоке «Отбор кандидатов» будет осуществляться выявление максимально эффективного подмножества сообщества экспертов, имеющих соответствующий уровень в используемой компетенции в области информационных технологий военного и двойного назначения.
В блоке «Регистрация экспертов в Реестре» выполняется запись в базу данных компетенций эксперта, что способствует обмену достигнутыми научно-техническими и технологическими знаниями (мнениями), полученными в результате сетевой экспертизы.
Этап Б включает ввод всей информации, необходимой для проведения экспертизы, соответствующая диаграмма декомпозиции представлена на рис. 5.
Этап Б состоит из процессов: «Сбор информации о проекте», «Формирование группы руководства», «Анализ информации о проекте», «Формирование технического задания (ТЗ)», «Формирование сценария проведения сетевой экспертизы», «Формирование опросного листа», «Формирование группы экспертов». Итогом этого этапа являются пять документов: «Техническое задание», «Сценарий», «Решение о проведении сетевой экспертизы», «Лист оповещения экспертов», «Опросный лист».
Рис. 5. Диаграмма декомпозиции «Подготовка экспертизы»
В рамках этапа Б формируется и организуется доступ ко всей необходимой информация для проведения сетевой экспертизы. Далее руководитель формирует группу руководства проведения сетевой экспертизы. В состав этой группы включают руководителя, подгруппу обработки информации, подгруппу аналитиков, подгруппу связи и подгруппу экспертов.
Группа руководства приступает к работе, формулирует цели и задачи экспертизы, выбирает метод анализа проекта, выделяет приоритетные компетенции экспертов. Руководитель и группа руководства должны ввести данные для формирования ТЗ. Исходными данными для ТЗ являются: основание для проведения экспертизы; задачи автоматизированных экспертных опросов, сформулированные в соответствии с целью экспертизы; требования к экспертной группе; требования к опросному листу; сроки выполнения экспертизы и порядок контроля за ними; финансовое обеспечение проекта.
В зависимости от того, введены или нет те или другие данные для ТЗ, они соответственно будут или не будут включены в него. Последний можно просмотреть и распечатать.
Данными для «Сценария» являются: выбор метода проведения сетевой экспертизы в зависимости от решаемой задачи; вводный текст (в этом тексте должна содержаться собственно последовательность действий при проведении экспертизы); дорожная карта проекта; список используемых методов анализа экспертных мнений.
Как и при формировании ТЗ, «Сценарий» может иметь разную структуру, в зависимости от того, какие пункты будут в него включены. Как приложение к «Сценарию» могут быть использованы примеры бланков опросных листов, анкеты «Согласие» (для выявления согласия экспер-
343
тов участвовать в экспертизе), анкеты «Снежный ком», «Взаимооценка» (если соответствующие этапы включены в дорожную карту проекта). «Сценарий» можно просмотреть на экране и распечатать.
Затем собираются данные для компоновки «Сценария». При формировании «Сценария» будет сформирован опросный лист экспертизы. Опросный лист состоит из оповещения (стандартного или оригинального) и собственно вопросов. Вопросы группируются по задачам из ТЗ. При формулировке вопросов учитывается список методов обработки ответов.
После утверждения руководителем основополагающих документов проведения сетевой экспертизы происходит формирование группы экспертов.
Формирование группы экспертов - многоступенчатый процесс. Функционал экспертов будет отражен в системе как совокупность полномочий, определяющих множество доступных данных, возможности выполнения операций в платформе, доступных инструментальных средств и возможности использования рабочего места эксперта [8].
Для формирования группы экспертов руководитель совместно с группой руководства производит выбор необходимого алгоритма (обычно используют алгоритм «Снежный ком» и «Взаимооценка»).
Члены группы или руководитель в соответствии с информацией об экспертах из реестра данных об экспертах может отобрать подходящих кандидатов в эксперты. Далее согласно листу оповещения происходит уведомления экспертов о проведении сетевой экспертизы и осуществляется доступ к данным о проекте. При положительном решении об участии в экспертизе ему обеспечивается доступ (выдача открытого и закрытого ключа) к платформе.
Этап В проведения экспертизы недоступен до тех пор, пока не будет завершен этап подготовки экспертизы. После того как подготовка завершена, проводится проверка целостности и правильности введенных исходных данных. После получения положительного результата модуля самоконтроля запускается платформа проведения экспертизы. В результате возможно проведение нескольких экспертиз с одной и той же подготовкой (для каждой экспертизы выделяется собственная, идентифицируемая по названию экспертизы запись в базе данных).
Для каждой экспертизы определяется временной интервал (начало проведения экспертизы и время ее окончания) за время которого эксперты, через пользовательский интерфейс, должны представить свои данные.
При работе с опросным листом предусмотрены различные варианты ответов (краткое описание каждого из них можно будет просмотреть при выборе ответа). Если эксперта не устраивает ни один из этих вариантов, он должен будет переформулировать вопрос и ответ и записать его в соответствующее пустое поле, при необходимости прикрепить соответствующий документ. Если в результате сетевой экспертизы эксперты не пришли к консенсусу, то проводится повторный опрос с использованием поступивших замечаний и предложений.
344
Диаграмма декомпозиций «Проведение экспертизы» представлена на рис. 6.
Проведение экспертизы
Рис. 6. Диаграмма декомпозиции «Проведение экспертизы»
В модуле проведения экспертизы проводится сбор экспертных мнений и анализ полученных данных, формируются отчет и заключение для лиц, принимающих решение, о чем делаются соответствующие записи в БД. Анализ экспертных мнений по каждому вопросу проводится методом, выбранным руководителем или группой руководства на этапе подготовки экспертизы для этого проекта.
Экспертное мнение, полученное в ходе экспресс-опроса, позволяет сформировать и учесть взгляд экспертного сообщества, внести необходимые предложения для изменения в объекте сетевой экспертизы, проводимой для ОВУ.
По всем предыдущим этапам формируются отчеты, из которых в результате получается общий отчет о проведении экспертизы. В соответствии с задачами ТЗ формируется заключение для лиц, принимающих решения. В соответствии с сценарием осуществляется контроль за сроками проведения экспертизы. Ведется протокол экспертизы, то есть при выходе из системы фиксируется текущее состояние этапа проведения экспертизы, и при открытии данной экспертизы происходит возврат именно на тот этап экспертизы, на котором произошел выход из системы (на этапе подготовки экспертизы протокол не ведется).
На этапе Г руководителем, при положительных отчетах о проведённой сетевой экспертизе, принимается окончательное решение о вводе в эксплуатацию разрабатываемой платформы.
Разработанная информационно-логическая модель обеспечила возможность организации работы по формированию и созданию программного обеспечения ППСЭ.
Сформированная база данных компетенций экспертов обеспечит эффективное использование выбора квалифицированных специалистов для оценки предложений, поступивших в проект, позволит создать инструмент для формирования Реестра экспертов и проведения сетевой экспертизы.
ППСЭ позволит создать систему сетевой экспертизы в ОВУ, обеспечивающую привлечение высококвалифицированных независимых экспертов или их групп для обеспечения поддержки принятия решений в сфере обеспечения обороноспособности страны.
Для специалистов оборонного и гражданского секторов развития информационных технологий ППСЭ позволит накапливать данные и формировать базы данных по обмену достигнутыми научно-техническими и технологическими знаниями (мнениями), полученными в результате сетевой экспертизы.
Список литературы
1. Бытьев А.В., Смирнова Л.А. К вопросу о научном понятии «военное управление» // Вестник академии военных наук. 2019. № 1 (66). С. 43-49.
2. Концептуальные основы информационно-аналитического обеспечения органов управления военной организацией государства / М.В. Сильников, С.М. Ямпольский, А.С. Шаламов, С.М. Злобин, А.Ю. Гарькушев // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2016. № 4 (94). С. 9-15.
3. Математическая модель автоматизированного контроля выполнения мероприятий в органах военного управления / М.В. Фёдоров, К.М. Калинин, А.В. Богомолов, А.Н. Стецюк // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. Т. 9. № 5. С. 46-54.
4. Соловьев И.В., Злобин С.М. Политика межведомственного взаимодействия - важнейшее направление решения задач обороны государства // Военная мысль. 2018. № 7. С. 15-20.
5. Структурный системный анализ процессов управления затратами на летные испытания авиационного вооружения и военной техники / В.В. Харитонов, А.Н. Мережко, А. А. Есев, А.П. Зыкин // Известия Института инженерной физики. 2013. № 2 (28). С. 32-35.
6. Андросюк А.Б. ГОЕБ0 - инструмент, необходимый для совершенствования бизнес-процессов // Вектор экономики. 2019. № 1 (31). С. 86.
7. Славин Б.Б., Славин А.Б. Организация сетевой общественной экспертизы на основе технологий коллективного интеллекта // Управленческие науки. 2018. Т. 8. № 2. С. 106-114.
8. Сетевая экспертиза / Д. А. Губанов, Н.А. Коргин, Д. А. Новиков, А.Н. Райков. М.: Эгвес, 2010. 170 с.
9. Богомолов А.В., Климов Р.С. Автоматизация обработки информации при проведении коллективных сетевых экспертиз // Автоматизация. Современные технологии. 2017. Т. 71. № 11. С. 509-512.
10. Голосовский М.С. Модель жизненного цикла разработки программного обеспечения в рамках научно-исследовательских работ // Автоматизация и современные технологии. 2014. № 1. С. 43-46.
11. Лаврухина Н.В., Горбунов Е.А. Информационно-логическое моделирование исследований и разработок // Радиопромышленность. 2013. № 3. С. 38-43.
12. Тасваева А.Н. Диаграммы потоков данных и вариантов использования как инструменты проектирования информационных систем // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2012. № 2 (3). С. 143-146.
13. Ильин В. А., Янча С.П. Методы анализа функциональных моделей // Программные продукты и системы. 2009. № 4. С. 32-34.
14. Богомолов А.В., Зуева Т.В., Чикова С.С. Информационно-логическая модель процессов сбора и обработки информации при локализации и ликвидации очагов инфекционных заболеваний // Программные продукты, системы и алгоритмы. 2018. № 1. С. 2.
15. Голосовский М.С. Информационно-логическая модель процесса разработки программного обеспечения // Программные системы и вычислительные методы. 2015. № 1. С. 59-68.
16. Технология создания информационно-логических моделей технических объектов / М.С. Калистратов, В. А. Мокрозуб, И.В. Калистратова, А.В. Попов // Молодежная наука в развитии регионов. 2018. Т. 1. С. 1618.
17. Никитина И.С. Использование диаграмм потоков данных для представления предметной области // Вестник современных исследований. 2018. № 7.1 (22). С. 324-328.
18. Родионов М.Г. Структурно-функциональный и системный анализ как инструменты организационного проектирования // Вестник Сибирского института бизнеса и информационных технологий. 2013. № 2 (6). С. 40-47.
19. Голосовский М.С. Сравнительный анализ моделей жизненного цикла программного обеспечения с различными способами организации потоков работ на основе результатов имитационного моделирования // Cloud of Science. 2017. Т. 4. № 4. С. 676-690.
20. Пуха Г.П., Драчёв Р.В., Попцова Н.А. Информационно-логическая модель базы данных для системы интеллектуальной поддержки принятия решений при управлении беспроводной связью // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 117124.
21. Голосовский М.С. Модель расчета оценок трудоемкости и срока разработки информационных систем на начальном этапе жизненного цикла проекта // Программная инженерия. 2016. Т. 7. № 10. С. 446-455.
347
Тобин Дмитрий Сергеевич, научный сотрудник, dtobin@mail. ru, Россия, Москва, Академия военных наук
INFORMA TION AND LOGIC MODEL OF PROCESSES SOFTWARE PLA TFORM DEVELOPMENT IN MILITARY MANAGEMENT BODIES
D.S. Tobin
The article presents the statement of the problem of developing a unified software platform for collecting and processing information in military command and control agencies, taking into account the specifics of the problem being solved, the importance of the initial stage of development is shown - a structural system analysis of the subject area, which provides specification of the requirements of numerous potential users of the software platform form and allows to ensure consideration of these requirements from the perspective of potential users and developers. The results of informational cal modeling of the development of the software platform in the organic-nah military control.
Key words: structural system analysis, logical information modeling, data flow diagram, software platform design.
Tobin Dmitriy Sergeyevich, researcher, dtobin@,mail.ru, Russia, Moscow, Academy of Military Sciences
УДК 004.891.3
ОБОБЩЕННАЯ СТРАТЕГИЯ ДЛЯ РОБАСТНОГО МЕТОДА ОБНАРУЖЕНИЯ АНОМАЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
А.С. Гоголевский, Р.Е. Трепков, А.В. Романов
Рассматривается проблема обоснования выбора стратегии принятия решения, по которой выбирается оптимальное распределение из множества M(s) в ро-бастном методе обнаружения аномальных измерений в сложных технических системах (СТС).
Ключевые слова: сложная техническая система, неопределенность, машинное обучение, робастный метод.
Внедрение методов и средств автоматизированного управления в сложные технические системы реального времени обусловлено применением СТС в экстремальных условиях эксплуатации и обслуживания, а также в условиях, где от человека требуется оперативное принятие решения. В процессе эксплуатации сложной технической системы очевидно снижается ее надежность, что приводит к увеличению доли отказов. В результате отказов появляются различного рода последствия: потеря информации, простои сопряженных с СТС других устройств и систем и т.д.
Для решения данной проблемы в исследование, проводимом в рамках статьи, предлагается модификация методики обнаружения отказов сложных технических систем [1], основанная на методе статистической робастности, а именно модели е - засорения.
348
