CC BY
197
УДК 004.89, 004.942, 338.24
А.В. Маслобоев, В.А. Путилов
МОДЕЛЬ И КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ*
Аннотация
В работе представлены результаты исследований и разработок в области создания когнитивных моделей и информационных технологий для решения задач информационно-аналитической поддержки управления глобальной безопасностью регионального развития. Разработана концептуальная модель интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью развития региона. Предложены архитектура и технологии построения проблемно-ориентированных распределенных информационных систем поддержки управления глобальной безопасностью региона на базе одноранговых телекоммуникационных сетей и мультиагентного подхода.
Ключевые слова:
концептуальное моделирование, интегрированная информационная среда, информационно-аналитическая поддержка, управление, глобальная безопасность, региональное развитие, когнитивные информационные технологии, мультиагентный подход.
A.V. Masloboev, V.A. Putilov
AN INTEGRATED INFORMATION AND ANALYTICAL ENVIRONMENT FOR REGIONAL DEVELOPMENT GLOBAL SAFETY MANAGEMENT SUPPORT: MODEL AND COGNITIVE IMPLEMENTATION TECHNOLOGIES
Abstract
The paper considers research and working out results in the field of cognitive models and information technologies design used for information and analytical support problem solving of regional development global safety management. An agent-based integrated information environment conceptual model for global safety management support of the regional development has been designed. The architecture and implementation technologies of problem-oriented distributed information systems used for region global safety management support on the basis of peer-to-peer telecommunications networks and multi-agent approach have been proposed.
Keywords:
conceptual modeling, integrated information environment, information and analytical support, management, global security, regional development, cognitive information technologies, multiagent approach.
' Работа выполнена при поддержке ОНИТ РАН (Программе фундаментальных исследований ОНИТ РАН "Информационные технологии и методы анализа сложных систем" - проект № 2.4. «Модели и методы управления развитием информационно-коммуникационной инфраструктуры проблемно-ориентированных региональных информационных систем»)
1. Введение
В статье представлены результаты исследований и разработок в области создания когнитивных моделей и информационных технологий для решения задач информационно-аналитической поддержки управления глобальной безопасностью регионального развития, полученные в рамках выполнения комплекса научно-исследовательских работ по теме «Когнитивные информационные технологии для информационно-аналитической поддержки управления безопасностью развития Арктических регионов Российской Федерации (на примере Мурманской области)» (гос. рег. № 01201151895) в 2011 году в соответствии с основными направлениями исследований Института информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского НЦ РАН.
Работа посвящена проблемам исследования и обеспечения безопасности развития Арктических регионов РФ. Отдельное внимание в статье уделяется задачам создания методов и средств информационной поддержки управления безопасностью регионального развития и возможным подходам к их решению. Под информационной поддержкой в данном случае понимается разработка информационного, аналитического и методического обеспечения, необходимого для решения задач поддержки принятия решений и оперативной обработки информации в сфере управления региональной безопасностью и его внедрение в практическую деятельность организационных структур безопасности. В работе приводится постановка фундаментальных и прикладных задач в области управления безопасностью функционирования региона, а также обсуждаются проблемы, возникающие на пути их решения. Представлена концепция Центра исследований и обеспечения безопасности в Арктике (ЦИОБА), являющегося ядром комплексной системы управления безопасностью регионов Арктической зоны Российской Федерации (АЗ РФ), его структура и состав, а также варианты реализации на территории Мурманской области. Вместе с тем, предлагается единая методологическая база для исследования и решения проблем управления безопасностью развития региона, основу которой составляют когнитивные информационные технологии и инструменты моделирования. В заключительных разделах статьи приводится описание разработанной концептуальной модели мультиагентной интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью развития региона, которая обеспечивает комплексное формальное представление знаний о структуре предметной области исследования. А также унифицированное представление решаемых задач и исполнительной среды информационно-аналитической поддержки, рассматривается архитектура и технологии построения проблемноориентированных распределенных информационных систем поддержки управления глобальной безопасностью региона на базе одноранговых телекоммуникационных сетей и мультиагентного подхода, обеспечивающие возможность интеграции разнородных информационных ресурсов и систем в рамках единого информационного пространства региона с целью повышения эффективности согласованной деятельности организационных структур в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем.
2. Арктика - «кухня» глобального политического климата
АЗ РФ играет особую роль в национальной экономике и устойчивом развитии (УР) арктических и других северных регионов страны. Потенциалом экономического роста и УР являются значительные запасы углеводородов и едва ли не весь спектр минерального, в том числе стратегического сырья, обнаруженные в недрах Арктики, а также живые ресурсы арктических морей и северных рек. Арктику отличают выгодные транспортно-географические условия, так как здесь пролегают кратчайшие пути между Россией, США и другими развитыми странами. Арктика - это «Клондайк» минеральных, углеводородных и биоресурсов, именно поэтому она уже давно стала объектом конкуренции на международной арене.
Современное геополитическое, социально-экономическое положение Российской Федерации обусловливают ряд проблем внешнего и внутреннего характера, касающихся обеспечения безопасности в различных сферах и уровнях организации социума. Особую значимость эти проблемы приобретает для Арктических регионов, превращающихся в одну из основных баз будущего развития страны. Под безопасностью, в общем случае, понимаются состояние и тенденции развития защищенности жизненно важных интересов общества и его структур от внешних и внутренних угроз. На настоящем и последующих этапах развития общественных отношений глобальная безопасность (ГБ) выступает важнейшим фактором УР.
Новые вызовы и угрозы, в т.ч. межцивилизационные коллизии, международный терроризм, мировой финансово-экономический кризис, энергетическая и информационная безопасность, природогенные, техногенные и социогенные катастрофы, климатические катаклизмы, пандемии и т.д. остро поставили вопрос о необходимости обеспечения качественно новой парадигмы безопасности - глобальной. При этом проблематику международной безопасности, включая военно-политическую составляющую, ряд экспертов относит к традиционным форматам внешнеполитической деятельности.
Позицию России по данной проблеме предельно ясно сформулировал Президент РФ Д.А.Медведев в своем выступлении на международной конференции «Современное государство и глобальная безопасность» (Ярославль, 14 сентября 2009 г.): «Ответственность государств перед
гражданами и друг перед другом, их эффективность в обеспечении общественной и глобальной безопасности - вот что нам необходимо» [2]. В итогах 2010 г. (24 декабря 2010 г.) Президент России подчеркнул: «Безопасность нами понимается не только как внутренняя ситуация, хотя это, безусловно, очень важно, но и как глобальная безопасность» [10].
Современное видение военно-политических аспектов проблемы, а также внешнеполитическую философскую базу, на которую опираются все российские усилия в сфере безопасности, дал Министр иностранных дел РФ С.В. Лавров: «...речь вовсе не идет о коренном сломе устоявшихся систем безопасности. Подразумевается лишь модернизация и укрепление их элементов, выработка в дополнение к ним новых, и главное - придание такому нормотворчеству общесистемного характера. Это позволило бы создать единую «правовую платформу» системы гарантий в военно-политической сфере, своего рода матрицу глобальной безопасности» [13].
С точки зрения мировой эколого-экономической системы, термин «УР» означает выбор стратегии, которая обеспечивает баланс между сохранением окружающей среды и экономическим развитием таким образом, чтобы, обеспечивая потребности настоящего поколения, не подрывать возможности будущим поколениям обеспечивать их собственные потребности [24]. Однако данное определение не может быть использовано в качестве глобальной цели при исследовании и моделировании всех социально-экономических систем, в силу того, что оно относится исключительно к мировой эколого-экономической системе, которая является существенно «замкнутой». Кроме того, такая трактовка понятия «УР», соответствующая данному классическому определению, основанному на принципе «не навреди», в современных условиях не может быть реализована, поскольку риски и угрозы безопасности развития (сохранения устойчивости) все равно остаются. Риски и угрозы устойчивости развития должны быть минимизированы и оправданы с точки зрения обеспечения ГБ развития. Необходимо, чтобы ГБ сохранялась на перспективу.
По мнению авторов настоящей работы, ГБ - это логическое продолжение теории УР, расширенное на более высокий уровень. ГБ - это новый шаг по критериям управления УР и основана на принципах УР. Понятие «глобальная безопасность развития» можно определить как комплексную систему мониторинга и противодействия основным внутренним (локальным) и внешним (глобальным) угрозам УР. К внутренним угрозам УР относятся, например, демографические проблемы (миграция), истощение запасов минеральных ресурсов, проблемы кадрового обеспечения и т.д., а к внешним - глобальное изменение климата, падение рынка (изменение инвестиционного климата) и др. Необходимым условием перехода региональной социально-экономической системы на модель устойчивого развития, позволяющую удовлетворять возрастающие потребности современного и будущих поколений на основе гармонизации экономической, социальной и экологической подсистем выступает ее ГБ, понимаемая как способность системы стабильно функционировать и развиваться в долгосрочной перспективе и быть способной противодействовать внутренним и внешним угрозам и рискам устойчивости ее развития.
АЗ РФ, включая морскую экономическую зону и континентальный шельф, превышает 30% территории страны и характеризуется экстремальными природно-климатическими условиями. В эту зону полностью или частично входят территории Республики Саха (Якутия), Мурманской и Архангельской областей, Ненецкого, Ямало-Ненецкого, Таймырского (Долгано-Ненецкого) и Чукотского автономных округов. Специфическими особенностями АЗ РФ являются очаговый характер промышленно-хозяйственного освоения территорий, низкая плотность населения, удалённость от основных промышленных центров, высокая ресурсоёмкость и зависимость от других регионов России и зарубежных партнёров, низкая устойчивость экологических систем.
Арктическая циркумполярная зона - регион стратегического партнерства России с арктическими государствами, в том числе в рамках сотрудничества в межправительственном Арктическом совете, других международных организациях, деятельность которых направлена на защиту арктической
природной среды, содействие и обмен позитивным опытом в решении задач, связанных с ГБ и УР [33].
Россия ранее других государств приступила к широкомасштабному освоению и хозяйственному использованию Арктики, однако в современных условиях не в полной мере использует этот опыт и свои преимущества при формировании приоритетов международного сотрудничества и выработке своей национальной политики на принципах УР. В то же время, другие приарктические государства уже сформировали свои стратегические цели и приоритеты в Арктике и активно продвигают их на международном уровне (рис. 1).
Угрозы
национальным
интересам
России:
Усиление внимания со стороны Канады, США, Дании и Норвегии, стран Арктического Совета, Евросоюза
Китай, Италия, Южная Корея
запросили статус наблюдателей в Арктическом Совете
На исследования Арктики в США ежегодно выделяется 360 млн. долларов
Национальные интересы России в Арктике:
> Геополитические; >Экономические; >Оборонные;
> Научные;
Мурманск - основной форпост России в Арктике
Рис.1. Национальные интересы России в Арктике
3. Постановка задачи
«Мы должны надежно и на долгосрочную перспективу обеспечить национальные интересы России в Арктике... Наша задача - превратить Арктику в ресурсную базу России XXI века... Если мы сейчас не предпримем активные действия, упустим время, в последующем будет просто поздно - нас отсюда вытеснят».
Президент РФ Д.А. Медведев
Специфика безопасности развития региональной социальноэкономической системы (в частности, Арктической зоны) состоит в том, что, с одной стороны, уровень безопасности региона существенно зависит от глобальных угроз, с другой стороны, возможные кризисы и чрезвычайные ситуации, обусловленные особенностями региона, способны привести к дестабилизации систем более высокого уровня - федерального, международного, мирового. Залогом эффективного функционирования системы региональной безопасности являются: во-первых, УР всех сфер жизни региона -социально-экономической, научно-технической, производственной и
экологической; во-вторых, стабильность системы регионального управления и контроля в указанных сферах; в-третьих, постоянный мониторинг и анализ существующих и возможных угроз безопасности региона; в четвёртых, обоснование и проведение предупредительных мероприятий в области обеспечения региональной безопасности.
Мурманская область - уникальный Арктический регион с точки зрения ее геополитического и геоэкономического положения, роли в обеспечении обороноспособности страны, запасов природных ресурсов. Мурманская область характеризуется наличием высокообразованного населения с уровнем профессионального образования выше среднего по стране, развитой системой подготовки кадров, значительным научно-исследовательским комплексом, ядром которого является Кольский научный центр Российской академии наук, тесно кооперирующийся в своих исследованиях с центральными академическими и ведомственными научно-исследовательскими организациями. Мурманская область - «форпост» России в Арктической зоне.
К основным видам безопасности Мурманской области относятся экономическая, техногенная, экологическая, социальная. По каждому направлению выделяются разнородные потенциально опасные объекты, процессы и параметры. Отметим особенности региона, важные для вопросов безопасности. Практически вся территория находится за полярным кругом в суровых природно-климатических условиях. Область расположена на пересечении международных морских торговых путей. Пограничное положение имеет военно-стратегическое и экономическое значение. Региональная система перегружена объектами оборонно-промышленного комплекса. Заметную роль играют внешние связи, как с субъектами Федерации, так и с иностранными партнерами. Регион сильнее, чем многие другие регионы РФ, зависит от внешних факторов. К ним относятся глобальные процессы (определяющие уровень цен на апатит, никель, алюминий, медь), снабжение продуктами питания (большая доля импорта), доставка топлива, финансовое обеспечение, пропускная способность транспортных магистралей. Область характеризуется исторически сложившимся небольшим числом развитых (регионообразующих) отраслей (минерально-сырьевая база - горнопромышленный комплекс, рыбопромысловая база, оборонно-промышленный комплекс, энергетика), наличием градообразующих предприятий.
Регионы, являясь компонентами единой политической и социальноэкономической системы РФ, обладают собственной спецификой и относятся к классу больших и сложных динамических систем [24]. Поэтому проблематика управления безопасностью развития таких сложных объектов управления как региональные социально-экономические системы также во многом определяется их специфическими особенностями. Региональные особенности (в частности, Арктической зоны) в значительной степени влияют на возможность и эффективность применения существующих научно-методических и практических разработок в области исследования и решения проблем управления безопасностью регионального развития.
Развиваемая авторами работы теория управления ГБ регионального развития [1, 20], также как и концепция УР [8] базируется на системном подходе, т.е. рассматривает объект управления (страну, регион, город, конкретную отрасль и т.п.), как систему. Это, в свою очередь, обеспечивает
возможность использования современных достижений в сфере компьютерных технологий и методов моделирования для исследования функционирования региональных социально-экономических систем с целью разработки методов и средств поддержки управления безопасностью их развития. Применяемые в настоящий время решения в исследуемой проблемной области, основанные на использовании передовых информационных технологий, ориентированы на решение частных задач управления безопасностью развития отдельных региональных подсистем, носят бессистемный и локальный характер и не обеспечивают достижение комплексного эффекта при решении рассматриваемого класса задач.
Таким образом, существенно значимой, с точки зрения обеспечения безопасности и проектирования будущего развития нашей страны становится научная проблема, связанная с исследованием и разработкой научнометодических основ управления безопасностью социально-экономического развития регионов: постановка и решение фундаментальных и прикладных задач, направленных на обеспечение стабильного функционирования и развития региона как сложной социально-экономической системы в условиях быстро меняющейся внутренней и внешней среды.
На сегодняшний день когнитивный подход и реализующие его когнитивные технологии широко применяются для решения трудноформализуемых задач в различных предметных областях и обеспечивают возможность рационализации и формализации сложных объектов и процессов информатизации для получения новых знаний об исследуемых процессах и объектах в условиях неопределенности и неполноты информации, а также для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решения, экспертизы и коммуникации в сфере прогнозирования и стратегического планирования развития сложных динамических систем. Это обуславливает целесообразность применения когнитивных технологий для решения сформулированной научной проблемы
Предполагаемые новые решения поставленной задачи также основаны на когнитивном подходе, новизна которого для данного исследования заключается в интеграции современных научных концепций: методологии концептуального моделирования, технологии системно-динамического моделирования, технологий мультиагентных систем и методов математической теории безопасности. Что позволит получить качественно новые результаты в области создания систем информационно-аналитической поддержки функционирования и развития сложных динамических систем.
Основное направление исследований - разработка и развитие когнитивных информационных технологий и компьютерного моделирования для исследования и управления безопасностью функционирования сложных социально-экономических систем и процессов.
Конкретная фундаментальная задача в рамках проблемы, на решение которой направлены исследования - разработка когнитивных моделей и технологий реализации целостной распределенной информационноаналитической среды поддержки управления безопасностью развития Арктических регионов РФ (на примере Мурманской области) с целью обеспечения эффективности согласованной деятельности организационных структур в области решения задач управления глобальной безопасностью функционирования региональных социально-экономических систем.
4. Единая методологическая база для решения задач информационноаналитической поддержки управления глобальной безопасностью развития региона
Целью проводимых исследований является разработка и исследование когнитивных моделей, методов и технологий информационно-аналитической поддержки управления безопасностью регионального развития для повышения устойчивости региональной экономической системы и создания благоприятной среды (условий) для развития интеллектуального, инновационного, промышленного и социально-экономического потенциала региона.
Основными задачами в области управления безопасностью развития региональной социально-экономической системы являются:
1) создание единого информационного пространства, сформированного с учетом специфических особенностей Арктической зоны РФ и способного обеспечить системообразующую основу при подготовке, планировании и реализации мероприятий государственной политики в Арктике;
2) создание благоприятных условий для реализации концепции приемлемого риска, достижимого и оправданного (допустимого) с точки зрения социальноэкономических и экологических факторов обеспечения безопасности развития;
3) информационно-аналитическая поддержка деятельности организационных структур в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем;
4) поэтапное формирование системы комплексной безопасности для защиты территорий, населения и критически важных для национальной безопасности объектов Арктической зоны РФ от угроз чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
5) информационное сопровождение функционирования специализированных когнитивных центров исследования и обеспечения безопасности в Арктике и др.
Для решения перечисленных задач необходимо как методическое, так и информационное обеспечение (рис. 2).
Рис. 2. Методическое и информационное обеспечение для решения задач поддержки управления региональной безопасностью
Методическое обеспечение представляет собой совокупность как уже существующих, так и разрабатываемых в настоящее время методов и средств поддержки принятия решений, методов имитационного моделирования динамики развития и поведения социально-экономических систем, моделей и методов мониторинга и прогнозирования внутренних и внешних угроз безопасности развития, а также вариантов поведения региональной системы в кризисных состояниях, методов и средств автоматизации процессов поиска и обработки информации, методов и средств интеграции разнородных информационных ресурсов, моделей и методов анализа и оценки рисков возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в условиях ограничений по времени и неполноты информации, методов стратегического планирования и т.д.
Информационное обеспечение управления безопасностью регионального развития не ограничивается простым накоплением все больших и больших объемов информации о потенциально возможных чрезвычайных ситуациях и угрозах безопасности, а представляет собой комплекс инструментальных средств для создания имитационных моделей сложных процессов, протекающих в региональных социально-экономических системах различной степени сложности и масштаба. Совокупность информационных ресурсов и программных средств, используемых для мониторинга, анализа и прогнозирования регионального социально-экономического развития, а также программно-технических систем и комплексов программ информационно-аналитической поддержки деятельности организационных структур и их компонентов в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем.
В ходе исследований проведен анализ возможностей применения современных когнитивных информационных технологий (КИТ) и инструментов моделирования для создания многофункциональной, самоорганизующейся информационной инфраструктуры поддержки управления безопасностью регионального развития. Анализ достижений отечественных и зарубежных научных школ на треке исследования проблем глобальной безопасности и устойчивого развития показывает, что в них недооценивается стремительно растущий потенциал ИКТ, суперкомпьютеров и интеллектуальных информационно-аналитических систем нового поколения, включая обучаемые нейронные сети и КИТ. Существующие прикладные разработки в исследуемой проблемной области ориентированы на решение частных задач управления безопасностью развития отдельных региональных подсистем (экономика, наука, образование, экология и т.д.). Они носят бессистемный и локальный характер и не обеспечивают достижение комплексного эффекта при решении рассматриваемого класса задач по управлению глобальной безопасностью, и не учитывают возможность комплексного взаимодействия с другими решениями, что не позволяет говорить о развитии единого подхода к формированию интегрированной информационной среды поддержки управления глобальной безопасностью регионального развития, способной повысить системность, скорость и качество разрабатываемых и реализуемых мероприятий, направленных на обеспечение устойчивого развития регионов Арктической зоны РФ.
На основе обзора и классификации существующих и перспективных подходов к решению задач информационно-аналитической поддержки
управления безопасностью регионального развития предложена единая методологическая база [17] для исследования и решения задач управления безопасностью развития социально-экономических систем регионального масштаба, полученная на основе интеграции методологии концептуального моделирования, технологии системно-динамического моделирования и мультиагентных технологий. Вместе с тем, предлагаемая общая методология решения задач управления глобальной безопасностью регионального развития может быть расширена и унифицирована за счет совместного использования элементов математической теория самоорганизации, методов анализа устойчивости нелинейных динамических систем, технологий управления сложными динамическими системами в условиях неопределенности, методов системного моделирования сложных неоднородных систем и т.д.
Для анализа проблем глобальной безопасности в последнее время также широко используются методологии Форсайта [3] и интегрального макропрогнозирования [12].
В настоящее время создано большое количество ресурсов и технологий, обеспечивающих информационно-аналитическую поддержку ряда задач в области управления глобальной и региональной безопасностью. Современные отечественные и зарубежные системы информационной поддержки управления глобальной безопасностью разрабатываются, как правило, под конкретные задачи. Большинство из них реализовано в виде узкоспециализированных диспетчерских информационных систем, информационно-прогностических центров и систем мониторинга социально-экономического развития, информационно-аналитических систем, систем кризисного реагирования и поддержки принятия решений, геоинформационных систем, систем пространственного позиционирования, а также веб-ресурсов (Интернет-порталов), предоставляющих средства информационного взаимодействия субъектов и организационных структур безопасности, а также обеспечивающих доступ к информационно-справочным ресурсам и нормативным документам на основе соответствующих информационных технологий.
Перечисленные типы систем, используемые на сегодняшний день для решения частных задач информационно-аналитической поддержки управления глобальной безопасностью, являются разнородными по своей технологической платформе, функциональному назначению и компонентному составу. Большинство из них имеют централизованную архитектуру, что обуславливает их "слабую" интегрируемость и невозможность совместного использования для комплексного решения задач управления и обеспечения экологической, экономической, социальной и техногенной безопасности развития систем регионального или федерального уровня. Реализации концепции приемлемого риска и своевременного предотвращения внутренних и внешних угроз безопасности на основе согласованного взаимодействий субъектов и организационных структур безопасности в независимости от их организационной и административной разнородности и территориальной распределенности.
Современные тенденции исследований в области создания и развития методов и средств интеграции разнородных информационных ресурсов и систем выводят задачу управления безопасностью интегрируемых систем на принципиально новый уровень, требующий развития концепции
интегрируемости и разработку специализированных решений для создания единых информационных сред поддержки проблемно-ориентированной деятельности с учетом открытости, разнородности, про-активности и распределенности интегрируемых в рамках них компонентов.
5. Концептуальная модель мультиагентной интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью региона
Существенным импульсом интенсификации отечественных исследований в рассматриваемой проблемной области во многом послужила разработка «Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 г.» [23], а также принятие постановления Правительством РФ «Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу» (от 18.09.2008 г., Пр.-1969). В данных документах декларируется, что одной из главных целей государственной политики РФ в Арктике с точки зрения обеспечения безопасности и укрепления национальных интересов является развитие сферы информационных технологий и связи. Единое информационное пространство (ЕИП), сформированное с учетом специфических особенностей АЗ РФ, способно обеспечить системообразующую основу при подготовке, планировании и реализации мероприятий государственной политики в Арктике.
Согласно работе [6], принципы построения ЕИП АЗ РФ должны предусматривать естественную интеграцию в развивающееся единое информационное пространство России, Европы и всего мира. Авторы работы [6] предлагают строить и развивать ЕИП на основе компонентов имеющейся региональной информационно-коммуникационной системы (ИКС). Под ИКС здесь понимается система взаимодействия пользователей, поставщиков информационно-коммуникационных услуг и информационных ресурсов [5].
В работах [11, 28], ЕИП представляет собой «совокупность баз и банков данных, технологий их ведения и использования, информационнотелекоммуникационных систем и сетей, функционирующих на основе единых принципов и по общим правилам, обеспечивающим информационное взаимодействие организаций и граждан, а также удовлетворение их информационных потребностей». Таким образом, можно сделать вывод, что единое информационное пространство состоит из следующих компонентов:
1) Информационные ресурсы, включающие данные, сведения и знания, зафиксированные на соответствующих носителях информации;
2) Организационные структуры, обеспечивающие функционирование и развитие единого информационного пространства;
3) Средства информационного взаимодействия граждан и организаций, обеспечивающие им доступ к информационным ресурсам на основе соответствующих информационных технологий, включающие программнотехнические средства и организационно-нормативные документы.
Последние два пункта образуют «информационную инфраструктуру».
ЕИП иногда отождествляют с интегрированной информационной средой [28, 32], которая рассматривается как комплекс проблемно-ориентированных, взаимоувязанных и взаимодействующих информационных подсистем.
Поэтапное формирование ЕИП региона предполагает в итоге создание открытой расширяемой многофункциональной информационно-аналитической среды (инфраструктуры безопасности), ориентированной на управление комплексной безопасностью развития региональной социально-экономической системы, наделенной потенциалом к саморазвитию и способностью адаптации к динамичному стохастическому характеру функционирования внешнего и внутреннего окружения региона.
В рамках проекта по созданию на территории Мурманской области специализированного Центра исследований и обеспечения безопасности в Арктике (ЦИОБА) актуальной представляется задача формирования сетевой информационной инфраструктуры безопасности региона для обеспечения согласованного взаимодействия организационных структур, на которые возложены функции управления безопасностью функционирования конкретных региональных подсистем и их компонентов. В качестве технологической платформы для практической реализации и развертывания такой инфраструктуры могут быть использованы современные технологии одноранговых распределенных информационных систем, интеллектуальные информационные технологии, в частности технология мультиагентных систем [34], а также Интернет-технологии и средства телекоммуникаций.
Общая структура ЦИОБА, представленная на рис. 3, включает три основных блока:
1) научно-образовательный комплекс (включает научно-исследовательские организации и образовательные учреждения, расположенные на территории Мурманской области);
2) комплекс обеспечения безопасности (включает организационные структуры, управляемые Советом безопасности РФ и ответственные за обеспечение различных видов безопасности функционирования региональных и федеральных подсистем);
3) инновационный комплекс (инновационные структуры в области модернизации отраслей экономики Арктики, когнитивные центры прогнозирования социально-экономического развития Арктики, центры охраны окружающей среды и УР).
- Кольский научный центр РАН организационные структуры,
- Исследовательские и учебные входящие в состав Совета
организации; безопасности РФ и
- Арктический центр подготовки ответственные за
специалистов; обеспечение различных
- Центр прогнозирования видов безопасности
развития Арктики; региональных подсистем
Инновационные структуры в области модернизации отраслей экономики Арктики, центры охраны окружающей среды и устойчивого развития
Рис.3. Структура ЦИОБА
Концепция ЦИОБА может быть реализована на основе технологии проектирования будущего [7], базирующейся на создании сети когнитивных центров. Основными задачами когнитивного центра являются моделирование и стратегическое прогнозирование, планирование, построение моделей согласованного взаимодействия субъектов управления для решения конкретных управленческих задач в различных областях, в том числе и в сфере информационной поддержки управления безопасностью развития регионов, как сложных социально-экономических систем.
В ходе исследований по рассматриваемой проблеме разработана агентноориентированная модель интегрированной информационной среды поддержки управления региональной безопасностью, обеспечивающая технологическую основу для решения задач информационной поддержки деятельности организационных структур в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем.
Предложена технология формирования сети виртуальных когнитивных центров в ЕИП региона, объединяющих в пределах независимых друг от друга агентных платформ (виртуальных площадок) виртуальных представителей субъектов безопасности (агентов) в организационные структуры с общими целями для совместного решения задач в области управления безопасностью функционирования региональных подсистем и их компонентов. Технология имеет мультиагентную реализацию и обеспечивает согласованное информационное взаимодействие разнородных виртуальных организационных структур в области обеспечения различных аспектов безопасности регионального развития в единой информационной среде.
Использование технологии мультиагентных систем на основе сервис-ориентированной архитектуры (SOA - service-oriented architecture) позволит создать адекватную среду информационно-аналитической поддержки управления безопасностью развития региона, учитывая распределенность, динамичность и структурную сложность образующих его подсистем. Основу сервис-ориентированного подхода составляет принцип агентной ориентации, который заключается в использовании в качестве компонентов распределенных информационных систем интеллектуальных агентов, автономно функционирующих и обладающих целенаправленным поведением. При таком подходе агенты реализуются в виде Web-сервисов. На интеллектуальных проактивных агентов могут быть возложены функции управления отдельными аспектами безопасности регионального развития, а на основе проблемноориентированных коалиционных взаимодействий агентов, возможно, будет обеспечить эффективное функционирование самоорганизующейся инфраструктуры безопасности региона и ее отдельных компонентов (рис. 4), а также поддержание приемлемого уровня безопасности развития на перспективу. Технологии разработки распределенных мультиагентных систем на основе SOA и преимущества использования Web-сервисов для реализации агентов представлены в работе [29].
Развитие подхода к интеграции концептуального моделирования, мультиагентных технологий и системно-динамического моделирования позволяет получить качественно новые решения в области создания систем информационно-аналитической поддержки функционирования и развития сложных динамических систем. Это обеспечило базис для нового решения в
области использования мультиагентных систем поддержки принятия решений -создание интеллектуальных агентов с имитационным аппаратом [16]. Возможность агентов прогнозировать на основе системно-динамического моделирования последствия своего поведения в виртуальной среде (едином информационном пространстве региона) с учетом возможных изменений среды и действий других агентов позволяет субъектам - «владельцам» агентов оперативно сформировать и сопоставить варианты своего поведения в реальном мире. Использование интеллектуальных агентов с имитационным аппаратом обеспечивает возможность целенаправленного управления безопасностью региональной социально-экономической системы, как в стабильных условиях, так и в критических ситуациях.
Рис. 4. Представление субъектов в области обеспечения региональной безопасности про-активными интеллектуальными агентами
Одной из важных проблем, неизбежно возникающих при практической реализации агентно-ориентированной информационно-аналитической среды поддержки управления безопасностью регионального развития, является согласование индивидуальных и групповых целей программных агентов, представляющих в виртуальной среде организационные структуры безопасности, при совместном решении задач в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем. Для решения данной задачи предложены механизмы согласования индивидуальных и групповых целей программных агентов в одноранговых мультиагентных информационных системах. Реализация разработанных механизмов позволила обеспечить автоматизированный проблемно-ориентированный поиск агентов «совместной деятельности», стремление к достижению собственной цели которых влечет приближение к групповой цели формируемой коалиции агентов при решении конкретной задачи в области обеспечения региональной безопасности. Для
формального описания процессов взаимодействия между агентами и процедур согласования индивидуальных и групповых целей использован математический аппарат теории нечетких множеств [19].
Одним из возможных подходов реализации информационной инфраструктуры безопасности региона (ИИБР) АЗ РФ является создание единой виртуальной среды, обеспечивающей возможности интеграции в рамках одной системы разнородных компонентов: баз данных и знаний, систем
информационно-аналитической поддержки хозяйственной, экологической, научнообразовательной и инновационной деятельности, систем математического и ситуационного моделирования для комплексного исследования и прогнозирования угроз безопасности функционирования региональных подсистем, а также обеспечивающей платформу для функционирования мобильных программных агентов, представляющих интересы реальных субъектов и организационных структур обеспечения безопасности. Архитектура и состав ИИБР на основе технологий одноранговых мультиагентных распределенных информационных систем представлены на рис. 5.
Рис. 5. Структура и состав ИИБР АЗ РФ
В условиях распределенности и открытости информационной среды безопасности особенную важность приобретает задача обеспечения единого структурного представления такой среды. Эту задачу позволяет решить технология концептуального моделирования [9]. Технология обеспечит комплексное формальное представление знаний о структуре предметной
области исследования, а также представление решаемых задач и исполнительной среды информационно-аналитической поддержки.
Для структуризации, формализации и обеспечения возможностей гибкого многократного использования экспертных знаний в распределенных информационных средах широко применяются онтологии [4, 14]. Разработанная концептуальная модель интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью региона [18] реализует основные функции онтологии региональной безопасности. Онтология задает интеллектуальность агента - чем точнее составлена онтология, чем более корректно обозначены связи, тем полнее агент представляет предметную область, для которой он существует. Концептуальная модель реализуется в виде базы знаний древовидной структуры, образующей интеллектуальную подсистему гибридной InteRRap-архитектуры когнитивных программных агентов субъектов безопасности. Кроме этого, концептуальная модель обладает когнитивными свойствами и обеспечивает возможность корректного представления альтернативных вариантов декомпозиции сложных систем и комплексных задач [22], а также определяет цели и правила взаимодействия агентов и отношения между ними.
Формально агентно-ориентированная модель интегрированной информационной среды поддержки управления региональной безопасностью [ 18] задается в виде теоретико-множественных отношений и определяет состав и взаимосвязи основных компонентов региональной инфраструктуры безопасности. Модель представляется в виде композиции множеств:
Еиибр = {5, Я, 55, С5, А, Z, Р, и, I, Лиг).
Основными элементами, образующими ее состав, являются: 5 - множество субъектов обеспечения безопасности; Я - множество информационных ресурсов; 55 - множество организационных структур (территориально-распределенных групп субъектов безопасности, объединенных общей целью), ответственных за обеспечение безопасности функционирования региональных подсистем и их компонентов; А - множество когнитивных агентов субъектов обеспечения безопасности, представляющих интересы своих хозяев в распределенной мультиагентной виртуальной среде поддержки управления безопасностью; Z -множество задач в области обеспечения определенных видов безопасности регионального развития; СБ - множество виртуальных когнитивных центров управления безопасностью функционирования конкретных региональных подсистем, объединяющих агентов с общими целями и областями интересов, ориентированных на групповое решение задач управления безопасностью; Р -множество процессов взаимодействия субъектов обеспечения безопасности при решении различных классов задач управления региональной безопасностью; и -множество серверных и клиентских узлов системы, на которых функционируют когнитивные программные агенты; I - отношения на множествах объектов модели; Лиг - множество атрибутов объектов модели.
В модели явно представлены когнитивные программные агенты субъектов региональной безопасности как специальный тип объектов. Агенты обеспечивают имитацию деятельности субъектов безопасности в интегрированной информационной среде поддержки управления безопасностью, реализуют поиск потенциальных субъектов совместной деятельности и участвуют в формировании виртуальных организационных структур
безопасности для решения комплекса задач управления безопасностью конкретных региональных подсистем. Отношения, представленные в модели, обеспечивают формализацию взаимосвязей и взаимодействия компонентов реальной социально-экономической среды и инфраструктуры безопасности региона. Отношения принадлежности связывают когнитивных программных агентов с субъектами региональной безопасности.
Множества взаимосвязанных субъектов, задействованных в решении конкретной задачи в области обеспечения региональной безопасности, образуют проблемно-ориентированные организационные структуры безопасности. В терминах концептуальной модели они представляют собой связные фрагменты, включающие объекты модели, удовлетворяющие определенным условиям. Объекты концептуальной модели, представляющие субъектов безопасности, образуют иерархию, что позволяет учитывать организационную подчиненность субъектов, ответственных за обеспечение определенных видов безопасности (социальной, экономической, техногенной и др.), при формировании организационных структур безопасности.
На множествах объектов модели заданы отношения, определяющие ее структуру и обеспечивающие возможность автоматизированного логического вывода в терминах концептуальной модели, в частности - возможность формирования допустимых организационных структур безопасности.
I={SZ, SA, ZP, PA, SSS, UCS, ACS, IN, OUT, H},
где SZc5 x Z - отношение принадлежности конкретной задачи в области обеспечения определенного вида безопасности развития региона ответственному субъекту безопасности;
SA с S х А - симметричное отношение «наличия» у каждого субъекту бизнеса своего виртуального представителя - когнитивного агента;
ZP cZ х Р - симметричное отношение «задача - процесс взаимодействия», ассоциирующее задачу с соответствующим ей процессом взаимодействия субъектов безопасности для ее решения;
РА с /* х А - симметричное отношение «процесс взаимодействия -когнитивный агент», ассоциирующее процесс взаимодействия субъектов безопасности с представляющими их в единой виртуальной среде поддержки управления безопасностью когнитивными программными агентами;
SSP с SS / /' - отношение, задающее соответствующий организационной структуре безопасности процесс взаимодействия образующих ее субъектов для решения конкретной задачи обеспечения безопасности;
UCSci/x CS - отношение «существования» на каждом серверном/клиентском узле системы виртуальных когнитивных центров управления безопасностью функционирования отдельных региональных подсистем;
ACS с/1 х CS - отношение «включения» в каждый виртуальный когнитивный центр агентов «совместной деятельности» с общими целями и областями интересов;
IN с Р х B(R) - отношение «процесс - множество входных ресурсов»;
OUT с: Р х B(R) - отношение «процесс - множество выходных ресурсов»;
Знак "х" означает декартово произведение.
H - иерархия объектов модели, отражающая их организационные взаимоотношения. Отношение иерархии H определено на множествах S и P. На множестве S отношение H задает иерархии организационной подчиненности субъектов безопасности. На множестве P это отношение задает иерархию «процесс - подпроцесс - функция».
Множество атрибутов объектов модели описывается следующим образом:
Attr = < TA, TR, TO, F >
где TA - множество типов агентов (web-сервисов); TR - множество типов информационных ресурсов; TO = {'on-line', 'off-line'} - множество типов
(режимов) доступа к информационным ресурсам; F - множество функций агентов.
Таким образом, концептуальная модель интегрированной информационной среды поддержки управления региональной безопасностью выполняет две основные функции: во-первых, является средством
структуризации и формализованного представления знаний о предметной области. Во-вторых, за счет формального задания отношений на множествах объектов модели, обеспечивает возможность автоматического логического вывода в процедурах формирования виртуальных когнитивных центров и организационных структур, объединяющих агентов субъектов безопасности, ориентированных на решение конкретных задач в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем.
Модель является также основой для представления структуры и алгоритмов работы разрабатываемой распределенной мультиагентной системы информационно-аналитической поддержки управления безопасностью регионального развития, ее функциональных возможностей и составляющих программных модулей. Формализация представления интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью регионального развития в концептуальной модели обеспечивает возможность автоматизированного анализа структуры и свойств предметной области, а также формирования в терминах концептуальной модели процедур оценки потенциальных рисков возникновения внутренних и внешних угроз безопасности развития региона, унифицированного описания алгоритмов функционирования когнитивных программных агентов, спецификаций исполнительной среды для реализации моделирования имитации ГБ регионального развития.
Концептуальная модель ИИБР включает в себя иерархическую древовидную структуру - дерево целей, которое отражает процесс декомпозиции главной цели «Обеспечение ГБ» на подцели, такие например как «обеспечение экономического потенциала региона», «обеспечение кадрового потенциала», «обеспечение научно-инновационного потенциала» и т.д. Из построенной концептуальной модели следует система показателей безопасности
- набор определенных параметров для каждой области ГБ, которые используются в качестве входных параметров соответствующих имитационных моделей. Основное назначение имитационной модели сделать прогноз показателя безопасности при заданных параметрах и ограничениях. В предлагаемом авторами работы [1] подходе имитационные модели реализуются с помощью агентной технологии и системной динамики. Системно-
динамические модели используются для приближенного прогноза и выявления тенденций в динамике показателей безопасности, а агентные модели - для более точных количественных оценок этих показателей.
Следует также отметить, большой потенциал в применении к задаче управления безопасностью регионального развития имеют метод и технологии системной динамики с точки зрения моделирования сложных процессов в социально-экономических системах, характеризующихся сложностью, новизной ситуаций, слабой формализованностью. Таким образом, следующим этапом исследований является разработка базовой системно-динамической модели управления безопасностью развития региона на основе предложенной концептуальной модели. Переход от концептуальной модели к модели системной динамики может быть реализован на основе разработанного ранее в ИИММ КНЦ РАН метода концептуального синтеза динамических моделей сложных систем [24], обеспечивающего синтез моделей системной динамики из соответствующих концептуальных моделей.
Первым шагом на пути создания единого информационного пространства Арктической зоны РФ и интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью развития входящих в ее состав регионов может рассматриваться разработка специализированного веб-ресурса - Арктического Интернет-портала www. ru-arctic.net, реализующего основные принципы и концепцию ЦИОБА. В технологическую основу портала могут быть заложены существующие и разрабатываемые информационные технологии распределенной обработки данных и управления, методы интеллектуального анализа информации и инструменты моделирования, образующие вкупе комплекс средств информационно-аналитической поддержки управления комплексной безопасностью развития Арктических регионов.
6. Архитектура и технологии формирования интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью региона
В ходе выполнения совместных исследований по теме научноисследовательских работ «Модели и технологии комплексного информационного обеспечения социально-экономического развития Арктических регионов Российской Федерации» (гос. рег. № 01201153383) предложены архитектура и технологии формирования целостной информационной среды (агентной платформы) поддержки управления безопасностью развития региона на базе одноранговых телекоммуникационных сетей, сервисно-ориентированного и мультиагентного подходов [15, 31].
При выборе архитектуры построения открытой расширяемой информационно-аналитической среды поддержки управления безопасностью региона принимались во внимание следующие основные факторы, определяющие специфику требований к ее функциональным возможностям и эксплуатационным характеристикам:
- территориальная распределенность и организационная разнородность субъектов безопасности;
- симметричность информационных взаимодействий субъектов безопасности;
- существование большого количества разнородных проблемноориентированных распределенных информационных систем (РИС) поддержки управления различными видами безопасности регионального развития (унаследованных систем).
Территориальная распределенность субъектов безопасности естественным образом заставляет использовать при построении целостной информационной среды поддержки управления безопасностью региона распределенную архитектуру. Субъект безопасности должен иметь возможность с собственного рабочего места получать доступ ко всем (или, по крайней мере, большей части) функциям распределенной информационной среды, т.е. в информационной системе должен быть реализован распределенный доступ к информационновычислительным ресурсам. Наиболее распространенной архитектурой, реализующей распределенный доступ, является архитектура с централизованным (выделенным) сервером.
«Транскорпоративный» характер современных РИС увеличивает требования к модульности построения системы и максимально возможной независимости ее компонентов. Эти требования нашли отражение в современной тенденции к использованию слабосвязанных (loosely-coupled) архитектур РИС [25]. Поскольку деятельность субъектов и организационных структур безопасности характеризуется территориальной распределенностью и организационной разнородностью субъектов, слабосвязанные, в частности -сервис-ориентированные архитектуры, являются эффективным способом реализации соответствующих проблемно-ориентированных распределенных систем информационной поддержки.
Важным аспектом, который необходимо учитывать при выборе архитектуры реализации информационной среды поддержки управления безопасностью, является симметричность информационных функций и продолжительный характер информационной активности субъектов безопасности. Функции компонентов системы симметричны, если они выступают как в роли серверов, так и в роли клиентов. Подобную симметричную функциональность обеспечивают одноранговые или пиринговые (от англ. peer-to-peer, P2P) РИС. В отличие от архитектур с выделенным сервером, логика функционирования всех узлов одноранговой системы (пиров) одинакова, а информационно-вычислительные ресурсы (в том числе - системная информация), напротив, распределены. Отличительными особенностями пиринговых систем, согласно [27], являются: отсутствие централизованной координации узлов, отсутствие централизованных баз управляющей информации, все имеющиеся в системе данные и службы доступны любому узлу. Перечисленные особенности делают одноранговые системы максимально открытой, легко масштабируемой и наращиваемой архитектурой РИС. Таким образом, одноранговая архитектура обеспечивает высокие эксплуатационные показатели функционирования РИС и соответствует симметричному характеру информационного взаимодействия субъектов безопасности.
Обеспечение симметричного и продолжительного во времени информационного взаимодействия между субъектами безопасности может быть достигнуто на основе реализации агентной модели организации информационной среды [30]. Симметричная функциональность агентов создает предпосылки для более эффективного формирования возможных виртуальных
организационных структур для решения конкретных задач управления безопасностью, а их реактивность, про-активность и автономность делает распределенную среду «живой», активно функционирующей при минимальном участии пользователя. Таким образом, мультиагентный подход является адекватным средством создания открытой расширяемой саморазвивающейся информационной среды поддержки управления безопасностью.
Обобщенная архитектура интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью региона представлена на рис. 6.
Рис. 6. Обобщенная архитектура интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью региона на базе агентных
и Р2Р-технологий
Основная функциональность системы реализуется узлами одноранговой сети (на рис. 6. - Peer), выполняющими также роль агентной платформы. Взаимодействие между агентами, дислоцирующимися на пирах, симметрично: каждый из них может быть как источником информационного запроса, так и играть роль сервера, обслуживающего запрос со стороны другого агента.
Серверы 1-го и 2-го типов представляют в составе единой информационной среды существующие системы информационной поддержки управления безопасностью. К первому типу относятся системы, не допускающие инсталляции на стороне сервера дополнительных программных модулей, реализующих агентов доступа к серверным данным. Для работы с серверами такого типа используются обычные механизмы и протоколы
передачи запросов и получения результатов их обработки, например - протокол HTTP. Согласование общесистемных форматов запросов и откликов, а также используемых схем данных осуществляется на стороне пира в рамках интерфейса доступа к разнородным веб-ресурсам. Такой подход к интеграции унаследованных систем, очевидно, наиболее гибок, однако сопряжен с потенциально большей нагрузкой на коммуникационную сеть, так как исключает возможность предварительной обработки извлеченных данных на стороне сервера и отправки, в рамках отклика, более компактного результата. Второй тип сервера, напротив, допускает инсталляцию программного обеспечения агента доступа, осуществляющего все необходимые преобразования форматов данных и используемых схем локально, на стороне сервера, и взаимодействующего с другими агентами с использованием общесистемных коммуникационных протоколов и форматов данных. Для согласования разных технологий хранения и представления данных на стороне информационных серверов предлагается использовать программные адаптеры ресурсов, реализующие специфичные для каждого конкретного ресурса механизмы доступа и извлечения данных.
7. Информационная революция и глобальная безопасность
В последнее время наша планета охвачена беспрецедентной информационной революцией, которая, по мнению многих экспертов, стала локомотивом и нервом глобализации [26]. Наряду с несомненным позитивом ее феномен несет в себе принципиально новые глобальные вызовы и угрозы. Действительно, казавшиеся незыблемыми понятия меняются: по-новому
воспринимаются вопросы обеспечения государственного суверенитета и национальной безопасности, поскольку в условиях информационного общества границы государства становятся технологически проницаемыми.
В силу этого в условиях глобализации значительно повысилась роль внешней составляющей национальной безопасности, новых вызовов и угроз, к числу которых относятся риски, связанные со стремительным развитием ИКТ и их радикальным воздействием на все стороны общественной жизни, усилением значимости информационных ресурсов в политике, экономике, конкурентной борьбе. ИКТ становятся важнейшим фактором обеспечения стратегических интересов страны на международной арене. Отсюда - тесная взаимосвязь информационной и иных составляющих глобальной безопасности (рис. 7) не только России и ее отдельных регионов, но и всех стран.
Как подчеркнул на заседании Петербургского международного экономического форума 18 июня 2010 г. Президент России Д.Л.Медведев, развитие ИКТ - одно из приоритетных направлений модернизации экономики России и перевода ее на инновационное развитие. Данный фактор значительно актуализирует проблематику обеспечения информационной безопасности для национальных интересов в контексте глобальной безопасности.
Обеспечение информационной безопасности является важной проблемой, которую необходимо решать при разработке мультиагентных информационных систем, ориентированных на использование в различных областях, в том числе и для решения поставленных в настоящей работе задачах, связанных с информационно-аналитической поддержкой управления глобальной
безопасностью развития региональных социально-экономических систем на основе когнитивных информационных технологий.
Рис. 7. Взаимосвязь информационной и глобальной безопасности
Аналитический обзор ведущих отечественных и зарубежных научных работ в области информационной безопасности агентно-ориентированных систем показал, что наибольшую сложность в теоретических исследованиях и практических реализациях современных мультиагентных систем представляют вопросы, связанные с обеспечением информационной безопасности агентов и информационных ресурсов, которыми они оперируют, в открытых мультиагентных виртуальных средах. В рамках данного направления исследована проблематика и определены основные виды угроз информационной безопасности открытых проблемно-ориентированных распределенных мультиагентных информационных систем. Для поддержки управления информационной безопасностью открытых одноранговых мультиагентных информационных систем разработана технология формирования самоорганизующейся системы децентрализованного управления безопасностью когнитивных мобильных агентов [21]. Самоорганизация обеспечивается за счет реализации фаззи-процедур согласования индивидуальных и групповых целей активно коммуницирующих когнитивных агентов и их группирования в проблемно-ориентированные коалиции, в пределах которых осуществляется распределение функций по управлению безопасностью между управляющими агентами сертификации. На основе механизмов самоорганизации агентов обеспечивается возможность автоматического формирования удостоверяющих центров сертификации в открытых мультиагентных системах.
Полученные результаты могут найти применение при практической реализации проблемно-ориентированной агентной платформы информационной поддержки решения задач управления региональной безопасностью, а также при решении практических задач, связанных с анализом рисков информационной безопасности конкретных объектов информатизации региона и разработкой новых методов и технологий их снижения.
8. Заключение
В ходе проведенных исследований были получены следующие основные результаты.
1. Рассмотрены специфика и структура задачи комплексного информационно-аналитического обеспечения ГБ развития Арктических регионов России (на примере Мурманской области).
2. Обоснована необходимость адаптации и развития существующих, а также создания новых научно-методических разработок для решения задач в области информационно-аналитической поддержки управления безопасностью развития арктических регионов с учетом специфических особенностей АЗ РФ.
3. Определена единая методологическая база для исследования и решения проблем управления ГБ регионального развития.
4. Предложен когнитивный подход к решению задач информационноаналитической поддержки управления ГБ регионального развития, основанный на интеграции методологий концептуального, системно-динамического и мультиагентного моделирования сложных динамических систем и процессов информатизации. Подход обеспечивает создание технологий построения интеллектуальных систем поддержки принятия решений в сфере прогнозирования и стратегического планирования безопасного развития региональных социально-экономических систем.
5. Разработана агентно-ориентированная модель интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью развития региона, обеспечивающая технологическую основу для решения задач информационной поддержки согласованной деятельности организационных структур в области обеспечения безопасности функционирования региональных подсистем.
6. Предложены архитектура и технологии формирования целостной информационной среды (агентной платформы) поддержки управления безопасностью развития региона на базе одноранговых телекоммуникационных систем и мультиагентного подхода.
Очевидно, что многие задачи в масштабе всей Арктики нельзя решать без совместного участия Российской Академии наук, региональных и федеральных институтов власти, ведущих ВУЗов, а также представителей среднего и крупного бизнеса.
Полученные и ожидаемые результаты исследований в области создания когнитивных информационных технологий управления региональным развитием смогут найти применение при формировании комплексной системы поддержки управления безопасностью развития Арктических регионов РФ в рамках реализации «Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года» и «Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года» на территории Мурманской области, а также могут быть учтены региональными органами государственной власти при разработке стратегических планов и антикризисных стратегий безопасного социальноэкономического развития Мурманской области на долгосрочный период.
Литература
1. Быстров, В.В. Информационная поддержка управления качество образования в контексте глобальной безопасности развития региона / В.В. Быстров, А.В. Маслобоев // Качество. Инновации. Образование.- 2011. - №10(77).
- С. 2-10.
2. Выступление на международной конференции «Современное государство и глобальная безопасность».- Режим доступа: http://www.kremlin.ru/transcripts/5469.
3. Гапоненко, Н.В. Форсайт. Теория. Методология. Опыт / Н.В. Гапоненко.- М.: Юнити-Дана, 2008.- 240 с.
4. Горохов, А.В. Когнитивные функции концептуальных моделей социальноэкономических систем / А.В. Горохов, А.Г. Олейник, В.А. Путилов // II Междунар. конф. по когнитивной науке: тез. докл. в 2 т., г. Санкт-Петербург, 9-13 июня 2006 г. - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006.- Т.2.- С. 576-577.
5. Датьев, И.О. Имитационное моделирование развития региональных информационно-коммуникационных систем / И.О. Датьев, А.В. Маслобоев // Инфокоммуникационные технологии.- 2010.- Т.8.- №2.- С. 51-56.
6. Датьев, И.О. Исследование динамики информационных потоков региональных информационно-коммуникационных систем при реализации различных сценариев социально-экономического развития приарктических территорий / И.О. Датьев, А.М. Федоров // Теория и практика системной динамики: мат. докл. IV Всерос. научно-практич. конф. г. Апатиты, 29-31 марта 2011 г. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2011.- С.58-60.
7. Десятов, И.В. Когнитивные центры как информационные системы для стратегического прогнозирования / И.В. Десятов // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2011. - №1.- С.65-81.
8. Додин, Д.А. Устойчивое развитие Арктики (проблемы и перспективы) / Д.А. Додин.- М.: Наука, 2005.- 288 с.
9. Емельянов, С.В. Информационные технологии регионального управления / С.В. Емельянов, Ю.С. Попков, А.Г. Олейник, В.А. Путилов. - М.: Эдиториал УРСС, 2004.- 400 с.
10.Итоги 2010 года с Президентом России.- Режим доступа: http: //www.kremlin. ru/transcripts/9888.
11.Калинина, А.Э. Развитие информационного пространства региональной хозяйственной системы / А.Э. Калинина.- Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2005.
- 360 с.
12.Кузык, Б.Н. Интегральный макропрогноз инновационно-технологической и структурной динамики экономики России на период до 2030 года / Б.Н. Кузык, Ю.В. Яковец.- М.: Изд-во: Институт экономических стратегий, 2006.- 432 с.
13.Лавров, С.В. "Новый Договор о СНВ и матрица глобальной безопасности. Политическое измерение" / С.В. Лавров // Международная жизнь.- №7.
- 2010. Режим доступа: http: //interaffairs.ru/arpg.php?pg=270.
14. Ломов, П.А. Интеграция онтологий с использованием тезауруса для осуществления семантического поиска / П.А. Ломов, М.Г. Шишаев // Информационные технологии и вычислительные системы.- 2009.- №3.
- С.49-59.
15.Маслобоев, А.В. Архитектура и технологии формирования интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью развития региона / А.В. Маслобоев, М.Г. Шишаев // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - СПб: СПбГУ ИТМО. - 2011. - №6(76).
- С. 98-104.
16.Маслобоев, А.В. Гибридная архитектура интеллектуального агента с имитационным аппаратом / А.В. Маслобоев // Вестник МГТУ: Труды Мурманского государственного технического университета. -2009.-Т.12.
- №1.- С. 113-125.
17.Маслобоев, А.В. Информационно-аналитическая поддержка управления безопасностью развития Арктических регионов России: задачи, методы, технологии / А.В. Маслобоев, В.А. Путилов // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. - 2011.- №3(73).- С.143-145.
18.Маслобоев, А.В. Концептуальная модель интегрированной информационной
среды поддержки управления безопасностью развития региона / А.В. Маслобоев, В.А. Путилов // Вестник МГТУ: тр. Мурманского
государственного технического университета. - Мурманск: МГТУ. - 2011. -Т.14.- №4. - С.842-853.
19.Маслобоев, А.В. Механизмы согласования индивидуальных и групповых целей программных агентов на основе теории нечетко-множественных отношений / А.В. Маслобоев // "Наука и Образование - 2011": мат. Межд. научно-практич. конф. г. Мурманск, 4-8 апреля 2011 г.- Мурманск: МГТУ, 2011.- С.115-121.
20.Маслобоев, А.В. Обеспечение глобальной безопасности регионального развития: постановка задачи / А.В. Маслобоев, В.А. Путилов // Труды Института системного анализа РАН: Прикладные проблемы управления макросистемами. - М.: КРАСАНД, 2010.- Т.59.- С.29-44.
21.Маслобоев, А.В. Разработка и реализация механизмов управления
информационной безопасностью мобильных агентов в распределенных мультиагентных информационных системах / А.В. Маслобоев, В.А. Путилов // Вестник МГТУ: тр. Мурманского государственного технического
университета. - Мурманск: МГТУ. - 2010.- Т.13, №4/2.- С.1015-1032.
22.Олейник, А.Г. Технология представления знаний для информационной поддержки управления региональными системами. -Ч.1. / А.Г. Олейник // Известия. ВУЗов. Приборостроение.- 2005.- Т.48.- №10.- С.3-6.
23.Постановления Правительства РФ «Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу» (утверждено Президентом РФ 18.09.2008 г., Пр.-1969).- Режим доступа: http://www.scrf.gov.ru/documents/98.html, 2008.
24.Путилов, В.А. Системная динамика регионального развития / В.А. Путилов,
А.В. Горохов.- Мурманск: НИЦ «Пазори», 2002.- 306 с.
25.Путилов, В.А. Технологии распределенных систем информационной поддержки
инновационного развития региона / В.А. Путилов, М.Г. Шишаев, А.Г. Олейник // Труды Института системного анализа РАН: Прикладные проблемы
управления макросистемами. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008.
- Т. 39. - С.40-63.
26.Смирнов, А.И. Глобальная безопасность: инновационные методы анализа конфликтов /А.И. Смирнов и др.- М.:Общество «Знание» России, 2011.-272 с.
27.Сухорослов, О.В. Принципы самоорганизации в пиринговых системах / О.В. Сухорослов // Труды Института системного анализа РАН: Прикладные проблемы управления макросистемами. - 2004. - Т.8 - С.141-174.
28.Филиппов, В.А. Интернет и семантический WEB / В.А. Филиппов и др.- М.: Ленанд, 2007.- 104 с.
29.Филиппов, В.А. Информационные взаимодействия и Web-сервисы /
В.А. Филиппов, Б.А. Щукин, Л.В. Богатырева.- М.: УРСС, 2009. - 144 с.
30.Швецов, А.Н. Распределенные интеллектуальные информационные системы / А Н. Швецов, С.А. Яковлев - СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003 - 318 с.
31.Шишаев, М.Г. Архитектура и современные технологии информационных систем поддержки развития открытых инноваций / М.Г. Шишаев, А.В. Маслобоев // Инновации, 2010. - №8(142) - С.85-91.
32.Юсупов, Р.М. Концептуальные и научно-методологические основы информатизации /Р.М. Юсупов, В.П. Заболотский.- СПб.: Наука, 2009.- 542 с.
33.DeTombe, D.J. Global Safety / D.J. DeTombe // Pesquisa Operational.- 2010.
- Vol.30. - No.2.- P.387-404.
34.Wooldridge, M. An Introduction to MultiAgent Systems / M. Wooldridge. - John Wiley & Sons Ltd, 2002.- 366 p.
Сведения об авторах Маслобоев Андрей Владимирович
к.т.н., научный сотрудник. Учреждение Российской академии наук Институт информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН.
Россия, 184209, г. Апатиты Мурманской обл., ул. Ферсмана, д. 24А. е-mail: [email protected]
Andrey V. Masloboev
Ph.D. (Tech. Sc.), research. Institution of Russian Academy of Sciences, Institute for Informatics and Mathematical Modeling of Technological Processes, Kola Science Center оf RAS.
Russia, 184209, Apatity Murmansk region, Fersman St. 24А.
Путилов Владимир Александрович
д. т.н., проф., директор. Учреждение Российской академии наук Институт информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН.
Россия, 184209, г. Апатиты Мурманской обл., ул. Ферсмана, д. 24А. е-mail: [email protected]. net. ru
Vladimir A. Putilov
Dr. of Sc. (Tech. Sc.), Prof., director. Institution of Russian Academy of Sciences, Institute for Informatics and Mathematical Modeling of Technological Processes, Kola Science Center оf RAS.
Russia, 184209, Apatity Murmansk region, Fersman St. 24А.
