CC BY
6
УДК 004.658
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВАРИАНТОВ МОДЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВОИНСКОГО УЧЕТА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
В.В. Панченков
кандидат военных наук, начальник Академии гражданской защиты МЧС России
Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: agzQamchs.ru
В.Г. Полевой
кандидат военных наук, доцент,
заместитель начальника Академии
(проректор) по научной работе
Академия гражданской защиты МЧС России
Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки,
мкр. Новогорск
E-mail: v.polevoyQamchs.ru
В.П. Смирнов
доктор технических наук,
научный руководитель - главный конструктор ЗАО «Научно-производственный центр информационных региональных систем» Адрес: 140030, Московская обл., г. Люберцы, р.п. Малаховка, ул. Шоссейная, д. 1а E-mail: smirnovQnpcirs.ru
A.B. Зверев
генеральный директор ЗАО «Научно-производственный центр информационных региональных систем» Адрес: 140030, Московская обл., г. Люберцы, р.п. Малаховка, ул. Шоссейная, д. 1а E-mail: zverevQnpcirs.ru
Аннотация. В статье показаны роль и место системы воинского учета в решении задачи обеспечения силовых структур призывными и мобилизационными ресурсами. Сформулирована и представлена в формализованном виде частная постановка задачи оценки вариантов моделей информационного взаимодействия на основе количественных показателей. Пред-ложен методический аппарат для сравнительной оценки альтернативных вариантов моделей информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета на основе значений количественных показателей. Показано, что в основе предложенного методического аппарата должны лежать два алгоритма: алгоритм преобразования (нормализации) частных критериев для приведения их к единой шкале отсчета и к единому безразмерному масштабу; алгоритм определения коэффициентов значимости (важности) каждого частного критерия. Приведены основные формульные зависимости предложенных алгоритмов, позволяющие оценить альтернативные варианты моделей информационного взаимодействия. Данная оценка осуществляется на основе решения многокритериальной задачи, включающей следующие этапы: формирование интегральной аддитивной свертки, преобразование частных критериев и определение их коэффициентов значимости.
Ключевые слова: модель информационного взаимодействия, система воинского учета, силовые структуры, спасательное воинское формирование МЧС России, призывные и мобилизационные ресурсы, система межведомственного электронного взаимодействия. Цитирование: Панченков В.В., Полевой В.Г., Смирнов В.П., Зверев A.B. Методика оценки вариантов моделей информационного взаимодействия элементов воинского учета на основе анализа количественных показателей // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2021. № 4 (51). С. 3 - 10.
С целью поддержания требуемого уров- составе и качественном состоянии [1]. ня боевой и мобилизационнои готовности во™ ; JT л я поддер^кания значительного количе-
инских формирований различных силовых ства сведений о гражданах в актуальном со-
структур, в том числе и спасательных воин™ стоянии сс^)ормированы и ведутся базы дан™
ских формирований МЧС России, создана и пых персонального учета призывных ресурсов
функционирует система воинского учета. и граждан, пребывающих в запасе. Для ре-
Система воинского учета - это госу- шения этой задачи разработаны соответству-
дарственная система регистрации призыв- югцие автоматизированные системы управле-
ных и мобилизационных людских ресур- ния, которыми оснащены военные комиссари-
сов, в рамках которой осуществляется ком- аты муниципальных образований, плекс мероприятий по сбору, обобщению Проведенный ранее анализ [2] позволил
и анализу сведений об их количественном выявить следующую проблемную ситуацию:
состояние количественно-качественных характеристик системы воинского учета может не обеспечить требуемый уровень эффективности комплектования силовых структур призывными и мобилизационными ресурсами. В свою очередь, уровень укомплектованности подразделений личным составом является определяющим показателем готовности соединений и воинских частей к выполнению задач по предназначению в мирное и военное время.
В статье [2] показано, что одним из направлений разрешения выявленной проблемной ситуации, реализация которого обеспечит повышение эффективности функционирования системы воинского учета при заданных ограничениях на выделяемые ресурсы, является совершенствование информационного обмена сведениями и документами между должностными лицами военных комиссариатов, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций (далее — должностными лицами) и гражданами на основе использования системы межведомственного электронного взаимодействия (далее — СМЭВ). Для реализации данного направления необходимо решить научную задачу, заключающуюся в разработке комплексной методики для обоснования рационального варианта модели информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета с учетом ограничений на выделяемые финансовые, временные и людские ресурсы.
В статье [3] представлена в формализованном виде постановка общей научной задачи определения рационального варианта модели информационного взаимодействия, в максимальной степени удовлетворяющего качественным и количественным показателям, характеризующим эффективность и стоимость функционирования системы воинского учета. В проведенных ранее исследованиях [4] показано, что для решения данной задачи необходимо:
оценить альтернативные варианты моделей информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета на основе значений количественных показателей и коэффициентов их значимости;
оценить альтернативные варианты моде-
лей информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета на основе значений качественных показателей и коэффициентов их значимости;
выбрать рациональный вариант модели информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета на основе интегральной свертки качественных и количественных показателей.
В настоящей статье предложен методический аппарат для решения первой из перечисленных задач. В общем виде задача оценки вариантов моделей информационного взаимодействия на основе количественных показателей может быть сформулирована следующим образом.
Для заданных:
В = {Ь1,Ь2,... ,Ьг,..., Ьь] ^ множества вариантов моделей информационного взаимодействия должностных лиц при ведении воинского учета, где (1[ - наименование 1-го варианта модели информационного взаимодействия, Ь - количество исследуемых вариантов;
Якол. — {Л1кол., Л.2коло . . . , hшoJ¡., . . . , Л-гакол - перечня количественных показателей (частных критериев), которые необходимо учитывать при оценке вариантов моделей информационного взаимодействия, где Лжол. _ на~ именование г-го количественного показателя, п - общее число количественных показателей, используемых для оценки вариантов моделей информационного взаимодействия;
¿1 (к), ), ..., и{Ъг), ..., Ьп{Ъ1) - значений частных критериев, характеризующих 1-ый вариант модели информационного взаимодействия, где и(Ь1) - значение г-го количественного показателя (частного критерия), п - общее число количественных показателей, используемых для оценки вариантов моделей информационного взаимодействия,
необходимо определить вектор приоритетов вариантов моделей информационного взаимодействия, элементами которого являются интегральные оценки этих вариантов с учетом перечня и значимости выбранных количественных показателей
Ш = (Ш (Ь1), Ш (р2),..., Ш (Ь1),..., Ш (Ъь)), где: №(Ь1) = /(и(Ь),оьУ,
и(Ь[) - значение г-го частного критерия, с помощью которого можно оценить 1-ый ва-
риант модели информационного взаимодействия;
а. _ коэффициент значимости («вес») г-го частного критерия.
В сформулированной задаче необходимо сравнить альтернативные варианты моделей информационного взаимодействия на основе получения интегральной оценки, позволяющей выбрать рациональный вариант. Для ее решения может быть использован многокритериальный подход, в частности, метод, предложенный профессором В.В. Сафроновым [5].
Необходимость использования для оценки вариантов моделей информационного взаимодействия нескольких критериев возникает по двум основным причинам [6]:
может оказаться, что дерево целей оценки вариантов моделей информационного взаимодействия на нижнем уровне иерархии содержит не одну, а набор количественно измеримых целей, не сводимых одна к другой, и поэтому описываемых различными критериями;
каждая цель не обязательно характеризуется единственным критерием.
Для многих целей не существует представительного (доминирующего) критерия, а люТ (Ъг ) = а1*1(Ьг) + а212(Ь1) +
где: Т(Ьг) - интегральная оценка 1-го варианта модели информационного взаимодействия, зависящая от значений частных критериев (количественных показателей, с помощью которых может быть оценен ¿-ый вариант) и коэффициентов их значимости;
Ьг - идентификатор 1-го варианта модели информационного взаимодействия;
^(Ь), ), ..., ^(Ь[) - значения частных критериев, с помощью которых может быть оценен ¿-ый вариант модели информационного взаимодействия;
а1, а.2-, ..., ап коэффициенты значимости частных критериев, которые в совокупности должны удовлетворять следующему нормирующему условию - сумма всех коэффициентов значимости частных критериев должна быть равна единице - ^¿1= 1 аг = 1-
Решение многокритериальных задач связано с необходимостью преодоления ряда про-
бой из возможных косвенных критериев не обладает достаточной степенью представительности. В подобной ситуации приходиться использовать набор косвенных критериев, в совокупности обладающих требуемой представительностью.
Следует также отметить, что при формировании критериев необходимо искать компромисс между полнотой (точностью) описания целей и количеством критериев. Практика показывает, что число критериев не должно быть слишком велико [7]. Кроме общих рекомендаций по выбору критериев можно использовать и практический опыт исследования конкретных систем. Так, известны группы критериев [8], наиболее часто встречающиеся в анализе сложных технических систем: оперативно-тактические, надежностные, ресурсные и т.д.
В соответствии с методом, предложенным в работе [5], в качестве целевой функции для оценки вариантов моделей информационного взаимодействия может быть использована интегральная аддитивная свертка следующего вида
----+ аМЪг) +-----+ апЬп(Ъ1), (1)
блем методологического характера, основными из которых являются [9]:
1. Частные критерии могут иметь разные абсолютные шкалы и различные единицы измерения, в этом случае аддитивная функция (1) теряет всякий смысл.
2. Обычно в практических задачах часть критериев следует максимизировать, а другие _ МИНИМИЗИр0вать_ в этом случае также не может быть использована аддитивная функция (!)• *
Данные проблемы методологического характера могут быть решены на основе выполнения процедуры преобразования (нормализации) частных критериев, которая позволяет решить следующие задачи [9]:
привести частные критерии к единому безразмерному масштабу;
привести частные критерии к единой шкале отсчета: при этом минимизируемые крите-
рии остаются минимизируемыми, а максимизируемые критерии преобразовываются в минимизируемые .
Таким образом, для оценки вариантов моделей информационного взаимодействия на основе количественных значений показателей с учетом вида интегральной аддитивной свертки (1) необходимо разработать следующие частные алгоритмы:
1. Алгоритм преобразования (нормализации) частных критериев для приведения их к единой шкале отсчета и к единому безразмер-
ному масштабу. При этом целесообразно использовать преобразующие монотонные функции [5], позволяющие с помощью соответствующих операторов преобразовывать минимизируемые и максимизируемые частные критерии.
2. Алгоритм определения коэффициентов значимости (важности) каждого частного критерия - а
Алгоритм преобразования (нормализации) частных критериев основан на использовании монотонных функций следующего вида [5]
^г(ь1) = Я1(1г(ь1)) =
^г(ь1) = Я2(к(Ъ1)) =
№№) = яшъг)) =
^гтах ^{Ы)
^г(Ь1) = Я2(и(Ь1)) =
1* - гтах ' ^гтгп
ЧЪг) - гтгп
tгmax 1* ■ гтгп
1* — гтах и(Ь)
гтах
и(Ъг) - 1* • '■'гтгп
к
(2)
(3)
(4)
(5)
При решении практических задач представленные формулы используются парами -(2) и (3) или (4) и (5).
В приведенных формулах обозначения имеют следующий смысл:
В = {к,1 = 1,Ь] - множество вариантов моделей информационного взаимодействия, каждый из которых характеризуется совокупностью частных критериев, имеющих количественные значения;
и(Ь) - значение г-го частного критерия для 1-го варианта модели информационного взаимодействия;
^(Ьг) - значение преобразованного г-го частного критерия для 1-го варианта модели информационного взаимодействия;
1 _ оператор преобразования максимизируемых критериев;
Q2 - оператор преобразования минимизируемых критериев;
— минимальное значение г-го критерия на множестве всех вариантов моделей информационного взаимодействия для максими-
зируемых критериев;
^ътах — максимальное значение г-го критерия на множестве всех вариантов моделей информационного взаимодействия для минимизируемых критериев;
^Хтт ~ минимальное значение г-го критерия на множестве всех вариантов моделей информационного взаимодействия для минимизируемых критериев;
^тах ~ максимальное значение г-го критерия на множестве всех вариантов моделей информационного взаимодействия для максимизируемых критериев.
Таким образом, алгоритм преобразования критериев позволяет привести их к единому безразмерному масштабу и к единой шкале отсчета за счет преобразования значений критериев и(Ь1) в значения Ш^Ъг) на основе формул (2-5).
После проведенного преобразования интегральная аддитивная свертка (1) примет следующий вид
(Ь1) = а^Ъ) + а.2Ш2(Ъ1) + ••• + агШг(Ьг) + ••• + апШп(Ь1).
(6)
Для получения интегральной оценки каждого варианта модели информационного взаимодействия на основе выражения (6) необходимо определить коэффициенты значимости (важности) частных критериев.
В основу алгоритма определения коэффициентов значимости частных критериев может быть положен один из методов ранжирования объектов [10], который целесообразно использовать при проведении практических расчетов ввиду его высокой эффективности и относительной простоты.
Суть предлагаемого алгоритма заключается в следующем: экспертами каждому частному критерию присваивается определенный ранг, т.е. натуральное число, характеризующее порядковое место оцениваемого критерия среди всех рассматриваемых критериев. Решение задачи определения коэффициентов значимости частных критериев включает следующие этапы [10]:
1. Каждый эксперт присваивает ранги критериям в порядке их важности. Ранг 1 присваивается наиболее важному, по мнению эксперта, критерию, ранг 2 - следующему по важности критерию, наименее предпочтительному критерию присваивается ранг п.
2. Полученные на шаге 1 ранги преобразовываются так, что ранг 1 получает оценку п,
ранг 2 - оценку (п — 1) и т.д. до ранга п, которому присваивается оценка, равная единице. Полученные на шаге 2 оценки называются преобразованными рангами - р^-, г = 1,щ ] = 1,т (т - количество экспертов, п - количество сравниваемых критериев).
При этом двум или более критериям эксперт может присудить одинаковый ранг. В этом случае необходимо проводить процедуру стандартизации рангов. Стандартизированные ранги определяются как среднее арифметическое значение мест, занимаемых критериями в общей группе. После проведения процедуры стандартизации рангов должно быть выполнено следующее условие: сумма рангов для каждого эксперта должна равняться сумме натурального ряда чисел от единицы до числа, соответствующего количеству сравниваемых критериев, т.е. до п. Для определения суммы натурального ряда чисел от единицы до п можно воспользоваться следующим выражением [10]
5 =
п(п + 1)
2
Значения рангов р^- (г = 1,щ ] = 1,т) заносятся в таблицу сравнительных оценок частных критериев (таблица 1).
Таблица 1 — Результаты сравнительных оценок частных критериев
Частные критерии Эксперты
1 2 3 m
1 Pii Pl2 Pl3 Plm
2 Р21 Р22 P23 P2m
3 Р31 Р32 P33 P3m
п-1 Рга-11 Pra-12 Pra-13 Pn-lm
п Pral Pra2 Pra3 Pnm
Сумма рангов Аг ^2 ^3 А Лm
3. Рассчитывается сумма рангов по каждому критерию
В-г = ^j=1 Рч-
4. Рассчитывается сумма рангов по всем критериям
& = ^г=1j=l Ргз-
5. Определяются коэффициенты важности а. критериев из выражения:
3 = 1 %
аг
Ргз
Для оценки степени согласованности мнений экспертов целесообразно использовать коэффициент согласованности К (коэффициент конкордации Кенделла), который определяется из выражения [11]
К =
12 TÜ=i D2.
т2(п3 — п)
Коэффициент конкордации изменяется от нуля до единицы. Чем ближе он к единице, тем выше степень согласованности мнений экспертов. При полном совпадении мнений экспертов коэффициент конкордации равен единице.
Значение определяется из выражения
Di — Ri - R,
ср>
где Ri = j=i Pij - сумма рангов по каждому критерию;
J2i=i j=i Pij
Rr
n
среднее значение
ц,р _
сумм рангов.
Таким образом, Di - это отклонение сумм рангов от среднего значения, а значение
£2=1 О? - это сумма квадратов отклонений суммы рангов по каждому критерию от среднего значения сумм рангов.
При наличии связанных рангов расчет коэффициента конкордации осуществляется по уточненной формуле [11]
К
12Z iL1 D2
т2(п3 — п) — т^ Т= 1 Tj
где = £к=1 (^ — tkj), - число одинаковых рангов в к-ой группе, назначенных ^'-ым экспертом.
Таким образом, предложенная методика позволяет оценить альтернативные варианты моделей информационного взаимодействия на основе анализа количественных показателей. Данная оценка осуществляется на основе решения многокритериальной задачи, включающей следующие этапы: формирование интегральной аддитивной свертки, преобразование частных критериев и определение их коэффициентов значимости.
Литература
1. Постановление Правительства РФ от 27.11.2006 г. № 719 «Об утверждении Положения о воинском учете».
2. Панченков В.В., Смирнов Б.П., Мазаник А.П., Зверев A.B. Анализ проблемной ситуации обеспечения силовых структур призывными и мобилизационными людскими ресурсами и пути ее решения. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2021. № 1 (48). С. 3 - 10.
3. Панченков В.В., Смирнов Б.П., Полевой В.Г., Зверев A.B. Формализованная постановка общей научной задачи обоснования рационального варианта модели информационного взаимодействия в интересах повышения эффективности системы воинского учета и частные задачи исследования. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2021. № 3 (50). С. 12 - 18.
4. Смирнов Б.П., Зверев A.B. Методический подход к решению задачи выбора рациональной модели информационного взаимодействия. // Вопросы оборонной техники. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму. 2020. С. 65 - 73.
5. Сафронов В.В. Методы и алгоритмы построения оптимальных структур сложных технических систем. - Саратов: Изд-во Военного артиллерийского университета (филиал г. Саратов). 2000. 187 с.
6. Панченков В.В., Мазаник А.И. Алгоритм классификации профессионально важных качеств, учитываемых при оценке и выборе кандидата, претендующего на замещение вакантной должности. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты». 2019. № 3 (42). С. 9 - 16.
7. Подчукаев В. А. Декомпозиция, агрегирование векторная оптимизация больших систем автоматического управления. - Саратов: Изд-во Сарат. поли-техн. ин-та, 1983. 213 с.
8. Подиновский В.В. Математическая теория выработки решений в сложных ситуациях. СССР. 1981. 301 с.
М.: МО
Панченков В.В., Мазаник А.И. Комплексная методика оценки кандидатов и выбора лучших из них для замещения вакантных должностей в военном образовательном учреждении. // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты». 2018. № 4 (39). С. 3 - 12.
10. Кузьменко Ю.М. и др. Методы анализа и обработки военно-экономической информации. - М.: Наука. 1978. 234 с.
11. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. - М.: Финансы и статистика. 1983. 314 с.
METHODOLOGY FOR EVALUATING VARIANTS OF MODELS OF INFORMATION INTERACTION OF ELEMENTS OF MILITARY ACCOUNTING ON THE BASIS OF ANALYSIS OF QUANTITATIVE INDICATORS
Victor PANCHENKOV
candidate of military sciences,
head of the Civil Defence
Academy EMERCOM of Russia
Civil Defence Academy EMERCOM of Russia
Address: 141435, Moscow region, city Khimki,
md. Novogorsk
E-mail: agzQamchs.ru
Boris SMIRNOV
doctor of technical sciences, scientific supervisor - chief designer CJSC "Scientific and Production Center information regional systems" Address: 140030, Moscow region, Lyubertsy, settlement Malakhovka, st. Shosseynaya, la E-mail: smirnovQnpcirs.ru
Vasiliy POLEVOY
candidate of military sciences, assistant professor,
deputy head of the Academy
(vice-rector) for scientific work
Civil Defence Academy EMERCOM of Russia
Address: 141435, Moscow region, city Khimki,
md. Novogorsk
E-mail: v.polevoyQamchs.ru
Alexander ZVEREV
general manager
CJSC "Scientific and Production Center information regional systems" Address: 140030, Moscow region, Lyubertsy, settlement Malakhovka, st. Shosseynaya, la E-mail: zverevQnpcirs.ru
Abstract. The article shows the role and place of the military registration system in solving the problem of providing power structures with draft and mobilization resources. Formulated and presented in a formalized form a particular formulation of the problem of assessing options for models of information interaction on the basis of quantitative indicators. A methodological apparatus is proposed for a comparative assessment of alternative options for models of information interaction of officials in the conduct of military registration based on the values of quantitative indicators. It is shown that the proposed methodological apparatus should be based on two algorithms: an algorithm for transforming (normalizing) particular criteria to bring them to a single reference scale and to a single dimensionless scale; an algorithm for determining the coefficients of significance (importance) of each particular criterion. The main formula dependences of the proposed algorithms are given, which make it possible to evaluate alternative versions of information interaction models. This assessment is carried out on the basis of solving a multicriteria problem, which includes the following stages: the formation of an integral additive convolution, the transformation of particular criteria and the determination of their significance coefficients.
Keywords: communication model, military registration system, strong structure, rescue military unit of the Russian Emergencies Ministry, conscription and mobilization resources, system of interdepartmental electronic interaction.
Citation: Panchenkov V.V., Polevoy V.G., Smirnov B.P., Zverev A.B. Methodology for evaluating variants of models of information interaction of elements of military accounting on the basis of analysis of quantitative indicators // Scientific and educational problems of civil protection. 2021. № 4 (51). S. 3 - 10.
References
1. Decree of the Government of the Russian Federation of November 27, 2006 No. 719 "On the approval of the Regulations on military registration".
2. Panchenkov V.V., Smirnov B.P., Mazanik A.I., Zverev A.B. Analysis of the problematic situation of providing security structures with recruiting and mobilization human resources and ways of solving it. // Scientific and educational problems of civil protection. 2021. No. 1 (48). S. 3 - 10.
3. Panchenkov V.V., Smirnov B.P., Polevoy V.G., Zverev A.B. Formalized formulation of the general scientific task of substantiating a rational version of the information interaction model in the interests of increasing the efficiency of the military registration system and particular research tasks. // Scientific and educational problems of civil protection. 2021. No. 3 (50). S. 12 - 18.
4. Smirnov B.P., Zverev A.B. Methodical approach to solving the problem of choosing a rational model of information interaction. // Questions of defense technology. Series 16. Technical means of countering terrorism. 2020. S. 65 - 73.
5. Safronov V.V. Methods and algorithms for constructing optimal structures of complex technical systems. - Saratov: Publishing house of the Military Artillery University (branch of the city of Saratov). 2000. 187 s.
6. Panchenkov V.V., Mazanik A.I. Algorithm for the classification of professionally important qualities taken into account when assessing and selecting a candidate applying for a vacant position. // Scientific and educational problems of civil protection. 2019. No. 3 (42). S. 9 - 16.
7. Podchukaev V.A., Decomposition, Aggregation, Vector Optimization of Large Automatic Control Systems. - Saratov: Publishing house Sarat. poly-tech, in-ta, 1983. 213 s.
8. Podinovsky V.V. Mathematical theory of decision making in difficult situations. - M .: Ministry of Defense of the USSR. 1981. 301 s.
9. Panchenkov V.V., Mazanik A.I. A comprehensive methodology for evaluating candidates and choosing the best of them to fill vacant positions in a military educational institution. // Scientific and educational problems of civil protection. 2018. No. 4 (39). S. 3 - 12.
10. Kuzmenko Yu.M. and other Methods of analysis and processing of military-economic information. - M .: Science. 1978. 234 s.
11. Förster E., Rönz B. Methods of correlation and regression analysis. - M .: Finance and statistics. 1983. 314 s.
