CC BY
16
THE COMPOSITION OF THE SEGMENT FIELD OF OPTOELECTRONIC
MEASUREMENT SYSTEMS
V.I. Gorbulin, N. V. Radionov, M.A. Khodor
In the article the integrated use of surveillance radio and op-ticheskogo ranges to compensate for the decline in the quality of field site-data measure-ment systems. The content and mathematical formulation of the problem of choosing the type of optoelectronic means are formulated. In the framework of the method of hierarchy analysis, the analytical dependence of the evaluation of alternatives according to qualitative and quantitative parameters of the ob-jects relative to the prospects of achieving this goal.
Key words: choice, reliability, alternatives, critical characteristics, expert judgment, global priority.
Gorbulin Vladimir Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, v_gorbulin@,mail.ru, Russia, St. Petersburg, A.F. Mozhaysky Military Space Academy,
Radionov Nikolai Vasilievich, doctor of economics sciences, professor, radionov nvamail.ru, Russia, St. Petersburg, A.F. Mozhaysky Military Space Academy,
Khodor Mikhail Alexandrovich, candidate of technical sciences, lecturer, khodorvvv@,mail. ru, Russia, St. Petersburg, A.F. Mozhaysky Military Space Academy
УДК 355; 359.07
ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ГОТОВНОСТИ СЛОЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.М. Зубачев, В.В. Борисов, Д. А. Здиорук
В статье предложена модель обобщенной оценки готовности сложных организационно-технических систем специального назначения, позволяющая учитывать уровни согласованности показателей оценки готовности подсистем управления, исполнительной и материально-технического обеспечения.
Ключевые слова: исполнительная подсистема, композиционная модель, материально-техническое обеспечение, оценка готовности, подсистема управления.
В условиях жесткой конкуренции, когда достижение успеха в значительной мере зависит от способности организационно-технической системы (ОТС) эффективно выполнять поставленные задачи, она будет постоянно подвергаться комплексному воздействию со стороны конкурентов.
В складывающейся ситуации все большее значение приобретает процесс сбора, анализа исходных данных и принятия решений должностными лицами органов управления на сохранение и повышение готовности организационно-технической системы в условиях комплексного воздействия конкурентов и неопределенности системных и внешних факторов.
333
Поэтому решение задач формирования комплекса мероприятий по повышению готовности данной системы должно заключаться: в комплексности подхода; применении композиционных моделей, создаваемых на основе объединения различных моделей для реализации отдельных этапов или частных задач анализа исходных данных и поддержки принятия решений при достижении общей цели; использовании интеллектуальных технологий.
В статье предлагается подход к формированию комплекса мероприятий по повышению готовности сложных организационно-технических систем специального назначения (ОТС СН) на основе разработанной композиционной модели оценки готовности сложной ОТС СН, включающей в себя: модель обобщенной оценки готовности системы; модели оценки готовности подсистем управления, исполнительной и материально-технического обеспечения (МТО); модели оценки влияния мероприятий на показатели подсистем управления, исполнительной и материально-технического обеспечения.
Постановка задачи заключается в следующем. Для сложной организационно-технической системы специального назначения S, включающей в себя совокупность подсистем S2, Sз}, требуется сформировать комплекс С(8) мероприятий из соответствующих этим подсистемам групп [Д^, As1, Asз } мероприятий, реализация которых позволит обеспечить
максимальное повышение готовности Е(5>) этой системы при условии различного уровня согласованности показателей готовности подсистем, а также ограничений на объем привлекаемых материальных средств, обу-
словленных следующими показателями - g3
а/ к,-, V J J
суммарный объем при-
влекаемых материальных средств и Р3 (s-) - доля в общем объеме затраченных материальных средств, выделенных на повышение готовности J-й подсистемы и на время T(C(S)) реализации этого комплекса мероприятий, то есть
E(S)——max; £ g3[а^)1 <Р3(s-) J = 1,..., J; T(C(S))<Тт01Х(ф)\
a,
к,
к-gKj v J J
На рис. 1 показана структура композиционной модели оценки готовности сложных организационно-технических систем специального назначения исходя из сформулированной выше постановки задачи.
Рассмотрим более подробно представленные на рис. 1 модели. На рис. 2 показан пример структуры модели обобщенной оценки боеспособности системы с учетом уровней согласованности показателей оценки боеспособности подсистем управления и разведки, боевой и МТО. На данном рисунке показаны уровни согласованности (совместимости) соп-,g(g = 1,...,3) между показателями е^-)(- = 1,...,3) оценки боеспособности подсистем управления и разведки, боевой и МТО. При этом соп-,g е [ЛС, ЬС, МС, НС, ^С|, - g = 1,..., 3,
где N0 - низкий уровень совместимости; ЬС - уровень совместимости ниже среднего; МС - средний уровень совместимости; НС - уровень совместимости выше среднего; ГС - высокий уровень совместимости.
Рис. 1. Структура композиционной модели оценки готовности сложных организационно-технических систем
Рис. 2. Структура модели обобщенной оценки готовности системы
Для определения указанных уровней согласованности могут использоваться различные подходы, трактующие conj g(j,g = 1,...,J), например, с точки зрения их корреляции или взаимовлияния и определяющие их как аналитически, так и экспертным путем [1].
В качестве примера определим следующие уровни согласованности: con 12 = MC; con i з = LC; con 23 = HC. Указанные уровни согласованности между показателями готовности подсистем в дальнейшем используются для сопоставления с ними операций свертки этих показателей. В таблице выполнено сопоставление уровней согласованности показателей с операциями их свертки.
Сопоставление уровней совместимости показателей _с операциями свертки_
№ Уровни согласованности показателей Операции свертки показателей e(sj) и e(sg)
1 NC mm ^ } e(sg))
2 LC med (e(sj), e(sg ) 0,25)
3 MC med (e(sy), e(sg ) 0,5)
4 HC med (e(sj ) e(sg );0,75)
5 FC max(e(sj), e(sg))
Для получения обобщенной оценки готовности системы с использованием рассматриваемой модели предварительно требуется задать одну из перечисленных ниже стратегий оценивания, определяющих, во-первых, порядок просмотра уровней совместимости показателей при выборе очередности их агрегирования с использованием соответствующих операций свертки, во-вторых, пересмотр уровней совместимости после каждой операции свертки показателей:
- от наиболее к наименее согласованным показателям;
- от наименее к наиболее согласованным показателям.
В статье задана стратегия оценивания от наиболее к наименее совместимым показателям. В результате сформирована следующая модель обобщенной оценки готовности системы
E(S) = med (e(si), med (e(s2), Ф3); 0,75); 0,25).
В соответствии с необходимостью учета неопределенности при оценке воздействия различных факторов на готовность подсистем выберем нечетко-логический подход в качестве основы для создаваемых моделей. Процедуры построения и использования предлагаемых моделей рассмотрим на примере модели оценки готовности подсистемы управления. Процедура построения этой модели включает в себя нижеследующие этапы.
Этап 1. Задание структуры нечеткой продукционной модели оценки готовности подсистемы управления. На вход данной модели с выхода модели влияния мероприятий на показатели подсистемы управления поступают значения показателей p1(s1) и p2(s^, а значения показателей p3(s1) и p4(s1) подаются на эту модель непосредственно (рис. 1). Выходной же нечеткой переменной этой модели является показатель готовности e(s1) подсистемы s1.
Этап 2. Построение лингвистических шкал для входных и выходной нечетких переменных [1].
На рис. 3 приведен пример лингвистической шкалы для нечеткой входной переменной p1(s1).
Этап 3. Создание базы нечетких продукционных правил модели. По результатам данного этапа формируется совокупность нечетких продукционных правил следующего вида:
П1: Если р^) есть Ьт и р2^) есть Ьр2$1 и рз^) есть ЬpзSl и р4^) есть Ьр^ то е^) есть Ьф^;
П1: Если р^) есть М^ и p2(sl) есть Ьр2^ и рз^) есть Ь^ иР4^1) есть Ьр4$1 то е^) есть Ь^;
Пу: Если р^1) есть Мрц и р2^0 есть Мр8 и рз^) есть Мр^^ и р4^) есть Мр4&1 то Ф1) есть Мф^;
ПУ: Если р^) есть Н^ и р2^) есть Нр2^ и рз^) есть Нрз^ и р4^) есть Нр^ то е^) есть Не(8 ).
Процедура использования построенной нечеткой продукционной модели оценки готовности системы состоит из следующих этапов.
Этап 1. Определение степеней принадлежности значений входных переменных для всех нечетких высказываний в предпосылках всех правил.
Этап 2. Агрегирование степеней истинности нечетких высказываний предпосылок по каждому правилу.
Этап 3. Активизация заключений по каждому правилу.
Этап 4. Аккумулирование активизированных заключений по всем правилам.
Этап 5. Получение четких значений выходной переменной
N ( \
I 4пк) -Ме'^)№к)]
е
И=1
Ме'^ )(еЫ(«) )
где N - число элементов в дискретизированном базовом множестве выходной переменной е^).
Рис. 3. Пример лингвистической шкалы для входной нечеткой переменной рф\)
Входными переменными каждой из моделей оценки влияния мероприятий на состояния подсистем (управления, исполнительной и МТО) яв-
(5.)
ляются мероприятия в^ е Ау,ку = 1,...,Ку из групп мероприятий, соответствующих определенной подсистеме у = 1, ..., 3„ а выходными перемен-
зз7
ными - показатели р^) и р2(^) 1-й подсистемы. Различный набор факторов и нелинейный характер зависимостей между ними позволяет обосновать целесообразность использования для построения моделей оценки влияния мероприятий на состояния соответствующих подсистем нечетких когнитивных карт [2, 3].
Моделирование влияния мероприятий с^1 ^е Л8 на показатели
к1 1
р1(^1) и р^) подсистемы с использованием разработанной модели осуществляется в соответствии со следующими шагами:
во-первых, задание начальных значений концептов нечеткой когнитивной карты (с учетом выбранных мероприятий);
во-вторых, запуск моделирования в соответствии с выбранным выражением для изменения значений концептов;
в-третьих, завершение моделирования либо при завершении установленного времени, либо при переходе модели в устойчивое состояние, либо при достижении критериальных значений каких-либо концептов.
Процедура моделирования при формировании комплекса С(5) мероприятий по повышению готовности сложной ОТС СН с использованием
разработанной композиционной модели в обобщенном виде заключается в
■)
задании различных сочетаний мероприятий с]1 е Л8.,к; = 1,...,К; для всех
к1 ]
подсистем (51, 52, 53}, и в определении такого набора этих мероприятий, который обеспечивает максимальное значение показателя Е(5) готовности системы.
Таким образом, в статье выполнена постановка задачи оценки готовности сложной организационно-технической системы специального назначения, включающей в себя совокупность подсистем управления, исполнительной и материально-технического обеспечения. Постановка этой задачи заключается в формировании комплекса мероприятий из соответствующих этим подсистемам групп мероприятий, реализация которых позволит обеспечить максимальное повышение готовности сложной ОТС СН при условии различного уровня согласованности показателей готовности подсистем, а также ограничений на объем привлекаемых материальных средств и на время Т(С(5)) реализации этого комплекса мероприятий.
Разработана композиционная модель оценки готовности сложной ОТС СН, включающая в себя совокупность следующих моделей: модель обобщенной оценки готовности системы; модели оценки готовности подсистем;
модели оценки влияния мероприятий на показатели подсистем. Предложена модель обобщенной оценки готовности сложной организационно-технической системы специального назначения, позволяющая учитывать уровни согласованности показателей оценки готовности подсистем управления, исполнительной и МТО.
Обоснован нечетко-логический подход и предложены процедуры построения и использования нечетких продукционных моделей оценки готовности подсистем управления, исполнительной и МТО.
338
Для оценки влияния мероприятий на показатели готовности подсистем предложены нечеткие когнитивные карты, обеспечивающие возможность моделирования воздействия различных мероприятий и их сочетаний на состояние подсистем и изменение готовности, а также выявление отношений их взаимовлияния.
Описана обобщенная процедура моделирования для формирования комплекса мероприятий по повышению готовности сложной организационно-технической системы.
Список литературы
1. Andreev S.N., Borisov V.V. Linguistic Analysis Based on Fuzzy Similarity models // Sequences in Language and Text. Edited by G.K. Mikros, J. Macutek. Berlin / Boston: De Gruyter Mouton, 2015. Iss. 69. P. 7-34.
2. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. 2-е изд., стереотип. М.: Горячая линия - Телеком, 2002. 382 с.
3. Борисов В.В., Круглов В.В., Федулов А.С. Нечеткие модели и сети. 2-е изд., стереотип. М.: Горячая линия - Телеком, 2012. 284 с.
Зубачев Алексей Михайлович, канд. воен. наук, заместитель начальника кафедры, alks 72@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского,
Борисов Вадим Владимирович, д-р. техн. наук, профессор, младший научный сотрудник научно-исследовательского центра, [email protected], Россия, Смоленск, Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского,
Здиорук Денис Александрович, заместитель начальника научно-исследовательского отдела научно-исследовательского центра, zdioruk. denisa yandex.ru, Россия, Смоленск, Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А . М. Василевского
SUBSTANTIA TION OF COMPLEX MEASURES TO IMPROVE THE READINESS COMPLEX ORGANIZATIONAL-TECHNICAL SYSTEMS SPECIAL PURPOSE
A.M. Zubachev, V. V. Borisov, D.A. Zdioruk
The article suggests a generalized model of an estimation of readiness of complex technical-organizational systems, special purpose, allowing to evaluate the consistency levels of indicators to assess the readiness of the subsystems of management, Executive and logistical support.
Key words: executive subsystem, composition model, logistical support, estimation of readiness, management subsystem.
Zubachev Aleksey Mikhaylovich, candidate of military sciences, Deputy Head of Department, alks 72a mail. ru, Russia, Saint Petersburg, Military-Space Academy named after A.F. Mozhayskiy,
Borisov, Vadim Vladimirovich, doctor of technical Sciences, professor, junior researcher, research center, alks 72@mail. ru, Russia, Smolensk Military Academy of the military defense of the Armed Forces of the Russian Federation named after Marshal of Soviet Union A. M. Vasilevsky,
Sidoruk Denis Aleksandrovich, deputy head of the research department of the research center, zdioruk. denisayandex. ru, Russia, Smolensk Military Academy of the military defense of the Armed Forces of the Russian Federation named after Marshal of Soviet Union A. M. Vasilevsky
УДК 69.059.4
МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ НАЗЕМНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ СПУТНИКОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
С.И. Богомолов, С.Ю. Карасев, В.Н. Щельников
Изложены современные принципы безопасной эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры. Проведен анализ состава, назначения и особенностей объектов инфраструктуры. Оценены контролируемые параметры инженерных сооружений. Рассмотрены основные принципы создания систем мониторинга уникальных зданий и сооружений.
Ключевые слова: мониторинг, космодром, наземная космическая инфраструктура, ГЛОНАСС, уникальные здания и сооружения.
Безопасная эксплуатация объектов наземной космической инфраструктуры (НКИ) определяется надежностью функционирования входящих в ее состав зданий и сооружений, которые в результате влияния техногенных и природных воздействий различного характера могут испытывать значительные статические и динамические нагрузки, вызывающие перенапряжение и деформацию несущих конструктивных элементов. Подобные воздействия также приводят к перемещениям зданий и сооружений в пространстве. При этом пространственные изменения положения сооружений носят как постоянный (статический), так и временный (динамический) характер.
Для выработки обоснованных рекомендаций по применению навигационных технологий для мониторинга НКИ необходимо:
провести анализ состава, назначения и особенностей объектов НКИ;
выполнить классификацию состояния объектов наземной инфраструктуры;
провести оценку целесообразности и необходимости мониторинга взаимного пространственного линейного и углового положения, целостности, деформации, отклонений, колебаний, вибрации, скорости перемещения объектов.
