CC BY
29
А.В. Мельников, С.А. Мальцев
доктор технических наук
УЧЕТ ПРИЗНАКОВ ИНЖЕНЕРНОЙ ОЦЕНКИ В ЭКСПЕРТИЗЕ ПРИЕМНО-КОНТРОЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ
СИГНАЛИЗАЦИИ
ACCOUNTING FOR SIGNS OF ENGINEERING JUDGMENT IN THE EXAMINATION ALARM CONTROL PANELS
OF FIRE ALARM
Предложены подходы к учету характеристик общей инженерной оценки, позволяющих корректировать обобщенный показатель «качество-цена» технических средств охраны, основываясь на субъективных суждениях лиц, обладающих «экспертной властью». Представлены результаты экспертизы приемно-контрольных приборов охранно-пожарной сигнализации, полученные с использованием метода коэффициентов общей инженерной оценки.
The approaches to the integration of the characteristics of general engineering evaluation that allow to adjust the composite index "quality-price " technical means of protection based on the subjective judgments of individuals with "expert authority". The results of the examination of alarm control panels fire alarm systems, obtained using the method of coefficients general engineering evaluation.
Введение. Для практической деятельности подразделений вневедомственной охраны актуальной задачей является рациональный выбор технических средств из имеющегося в распоряжении перечня. При этом очень важно выбрать средство не только наилучшее по своим техническим характеристикам, но и удовлетворяющее заданным ограничениям по стоимости. Таким образом, речь идет о комплексном технико-экономическом обследовании доступных на рынке приборов. Научно-обоснованный подход к решению этой задачи заключается в использовании методов экспертизы
Методика экспертизы достаточно подробно изложена в монографии [1]. Для каждого I -го объекта определяется комплексный нечетко-множественный показатель качества, который в упрощенном виде может быть записан в виде функционала
т
¿1 = Т V ^))*§, I = , (1)
]=1
где — нормированные весовые коэффициенты, ц j (х^ — нечетко-множественные функции принадлежности, х ^ — нормированные признаки объекта экспер-
ч
тизы.
Общее выражение (1) конкретизируется с учетом принципа разделения признаков [1], согласно которому признаки разделяются по виду использованной информации и способам ее обработки на следующие категории: количественные, качественные, наличия, психофизиологической природы, стоимостные, внедренческие и т.д.
В ряде случаев возникает ситуация, когда при экспертизе используются дополнительные сведения, не описываемые перечисленным набором признаков. Например, по некоторым из объектов имеется положительная или отрицательная частная информация, один из объектов уже был испытан и продемонстрировал неудовлетворительные свойства, имеются надежные связи с конкретным поставщиком т.д. Такая ситуация возникает в распространенных случаях, когда в состав экспертной группы включается эксперт, обладающий экспертной властью. Это может быть директор, начальник подразделения, лицо обладающее неоспоримым научным или профессиональным авторитетом. Зачастую именно это лицо заставляет других участников экспертной группы принимать недостаточно обоснованные или просто неверные решения, что нарушает один из главных принципов экспертизы — принцип согласованности экспертной группы.
Цель работы — разработка метода коэффициентов общей инженерной оценки (МКИО), а также его верификация на примере экспертизы пяти приемно-контрольных приборов охранно-пожарной сигнализации,
Теоретический анализ. Для учета таких индивидуальных сведений введем признак общей инженерной оценки хинж е [— 1,1], который при положительных значениях выделяет тот объект, о котором имеется положительная априорная информация, а при отрицательных значениях приобретает роль признака критической оценки. Таким образом, признак хинж достаточно субъективен и несколько корректирует оценку объективных признаков.
Обычно такой дополнительный признак вводится на окончательном этапе экспертизы, после того как были получены оценки согласованной группы экспертов. Поскольку признак вводится лицом, принимающим окончательные решения (директором, представителем руководства предприятия, руководителем экспертной группы), его можно называть признаком менеджера.
Введение таких признаков обусловлено необходимостью учета иерархического характера процесса экспертизы. Оценки верхнего уровня обычно определяются руководителем (директором, начальником управления, начальником отдела и т.д.). Говорят, что такое лицо обладает экспертной властью.
На втором, рабочем, уровне оценки определяются группой квалифицированных экспертов, которая должна проходить предварительное тестирование с целью удовле-
творения требованию согласованности. Эксперты группы кроме познаний в соответствующей предметной области должны владеть теорией экспертизы, использовать современные математические методы и комплексы программ. Поэтому их оценки являются научно обоснованными и дают достаточно надежные результаты.
Введенные выше признаки позволяют уменьшить негативное влияние менеджера за счет предварительного учета его мнения относительно отдельных объектов экспертизы и заранее внести его оценки в исходное (референтное) множество в виде признаков общей инженерной оценки. Очевидно, при этом размерность признакового пространства увеличивается. При недостатке образцов для сравнения последнее обстоятельство может привести к проблеме мультиколлинеарности.
С математической точки зрения введение этого признака приводит к экспертизе уже не в четырехмерном, а в пятимерном пространстве. Кроме того, признак критической оценки принимает отрицательные значения.
В монографии [2] были приведены различные формы обобщенных показателей качества объектов экспертизы с учетом нечетко-множественной оценки признаков х ^ ,
аддитивная и мультипликативная формы показателя качества. Общей чертой этих показателей является необходимость определения весовых коэффициентов VГр , V^ .
Предложим два подхода к учету характеристик общей инженерной оценки:
1) добавление в матрицу референтных данных новых признаков,
2) при использовании метода анализа иерархий исходные показатели качества объектов экспертизы умножаются на коэффициенты инженерной оценки. Первый подход приводит к аддитивной модели учета, второй — к мультипликативной.
Преимуществом второго подхода является то, что исходное признаковое пространство не расширяется и вероятность мультиколлинеарности снижается.
Методика. Продемонстрируем эффективность предлагаемого метода коэффициентов общей инженерной оценки (МКИО) на примере экспертизы пяти приемно-контрольных приборов охранно-пожарной сигнализации (ППКОП) («Тандем-1Р», «Приток-GSM», «Hunter-PRO», «Юпитер-ГР/ОРК8-8», «Тандем-ГР-М»). Применительно к характеристикам перечисленных выше приборов критическая оценка осуществляется в отношении ППКОП «Приток-GSM» по следующим причинам. Согласно данным работы [2. — С. 161—162] в отличие от остальных сравниваемых приборов «Приток-GSM» имеет следующие принципиальные недостатки:
- отсутствие возможности расширения объектового комплекса;
- отсутствие ЕШете^канала передачи информации;
- ограниченность видов каналов обмена (возможны только радиальные ШС).
Поэтому для второго объекта «Приток-GSM» выберем хинж = —1. Предположим, что среди остальных объектов хорошей репутацией пользуется «Юпитер-ГР/
ОРЯ8-8» (ХинЖ = 0,5).
Исходные данные приборов приведены в работе [2], а расширенный вектор обобщенных показателей качества
3 =(1,273 1,044 1,681 1,389 1,159)Г. (2)
Определим ранги г: объект 4 — 1; объект 2 — 5; объекты 1, 3, 5 — 2. Заметим, что ранги возрастают в обратном порядке: чем менее значим объект, тем выше ранг. Поэтому второй «неблагополучный» объект имеет наибольший ранг 5, а четвертый «положительный» — 1. Составим матрицу парных сравнений:
Ж =
1 2 2 2
0,5 1 1 1
0,5 1 1 1
0,5 1 1 1
0,2 0,2 0,2 0,2
(3)
На основе процедуры eigenvecs(W) программы МаШсаё определим собственные векторы матрицы W, первый из которых и является вектором приоритетов различных объектов экспертизы:
V = (0,711 0,402 0,402 0,402 0,095)^. (4)
Воспользовавшись (4), составим диагональную матрицу коэффициентов общей инженерной оценки (критического риска)
М =
' 0,402 0 0 0 0 1
0 0,095 0 0 0
0 0 0,402 0 0
0 0 0 0,711 0
V 0 0 0 0 0,402,
(5)
и предложим коррекцию исходного вектора обобщенных показателей качества по формуле
3М=М-3. (6)
Подставив в формулу (6) значения М, J и разделив на нормирующую величину1 Ы= 0,523, получим окончательно
^М = (о,978 0,190 1,292 1,888 0,89\У . (7)
Представим результаты учета общей инженерной оценки различных объектов, полученные методом МАИ, графически (рис. 1).
Метод анализа иерархий
о с
Номера объектов экспертизы
Рис.1. Результаты учета коэффициентов общей инженерной оценки (мультипликативная модель)
1 Величина N выбирается из условий удобства сопоставления мультипликативной и аддитивной модели учета характеристик общей инженерной оценки.
54
Сравним полученные результаты с первым подходом введения дополнительных признаков (аддитивной моделью). При использовании тех же предположений (априорно негативная оценка второго объекта, априорно положительная оценка четвертого объекта).
Расширим матрицу референтных данных [2] введением пятого столбца признаков инженерной оценки:
0.584 1.000 0.892 0.562 0.000"
X =
0.447 0.250 0.762 0.600 -1.00
0.796 0.711 0.634
0.250 1.000 0.250
0.807
0.929 0.931
1.000
0.548 0.570
0.000
0.500 0.000
(8)
При этом вектор обобщенных показателей качества с учетом признаков общей инженерной оценки примет вид
^=(1,273 0,044 1,681 1,889 1,159)^. (9)
Представим результаты графически (рис. 2).
Метод дополнительных признаков х
1.5
(С
оо I-о ■и
т
со
-О
■1) I-
43 со
со ^
о с
0.5 -
2 3 4
Номера объектов экспертизы
Рис. 2. Результаты учета признаков общей инженерной оценки
(аддитивная модель)
Результаты. Сравнивая рисунки, отметим, что результаты экспертизы качественно совпадают и отражают априорно отрицательное мнение о втором объекте и априорно положительное мнение о четвертом. Вычислим коэффициент корреляции между векторами показателей качества 3м и 3а
согг (3М3А ) = 0,954, (10)
что доказывает сильную корреляционную связь результатов обоих подходов.
Принято считать [3], что наиболее убедительным методом установления статистической связи между двумя рядами упорядоченных факторов является использование коэффициента ранговой корреляции Ч. Спирмена:
где di — разность рангов, к — число парных наблюдений. Для рассмотренных векторов 3м, ¿а вычисление дает « 1. Это подтверждает приемлемость обоих предложенных подходов.
Заключение. Метод коэффициентов общей инженерной оценки - альтернативный подход, заключающийся в том, что на основе метода анализа иерархий вычисляется матрица М коэффициентов общей инженерной оценки (критической оценки) и корректируются референтные данные не признаков X , а обобщенных показателей 3 . Преимуществом такого подхода является то, что исходное признаковое пространство не расширяется и вероятность мультиколлинеарности снижается.
1. Бухарин С. В., Мельников А. В. Кластерно-иерархические методы экспертизы экономических объектов : монография. — Воронеж : Научная книга, 2012. — 276 с.
2. Статистические методы экспертизы технических и экономических объектов : монография / С. В. Бухарин, Д. А. Волков, А. В. Мельников, В. В. Навоев. — Воронеж : Научная книга, 2013. — 274 с.
3. Сидоренко Е. В. Методы математической обработки в психологии. — СПб. : Речь, 2007. — 350 с.
1. Buharin S. V., Melnikov A. V. Klasterno-ierarhicheskie metodyi ekspertizyi ekonomicheskih obyektov : monografiya. — Voronezh : Nauchnaya kniga, 2012. — 276 s.
2. Statisticheskie metodyi ekspertizyi tehnicheskih i ekonomicheskih obyektov : monografiya / S. V. Buharin, D. A. Volkov, A. V. Melnikov, V. V. Navoev. — Voronezh : Nauchnaya kniga, 2013. — 274 s.
3. Sidorenko E. V. Metodyi matematicheskoy obrabotki v psihologii. — SPb. : Rech, 2007. — 350 s.
(11)
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Мельников Александр Владимирович. Профессор кафедры автоматизированных информационных систем органов внутренних дел. Доктор технических наук. Воронежский институт МВД России. [email protected]
Россия 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. (473) 200-55-00.
Мальцев Сергей Александрович. Старший преподаватель кафедры автоматизированных информационных систем органов внутренних дел.
Воронежский институт МВД России. [email protected]
Россия 394065, г. Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. (473) 200-56-46.
Melnikov Alexander Vladimirovich. Professor of the chair of Automated Information Systems of the
Interior.
Voronezh institute of the Ministry of the Interior of Russia. Doctor of Technical Sciences. Work address: Russia, 394065, Voronezh, Prospect Patriotov, 53. Те!. (473) 200-55-00.
Maltsev Sergey Aleksandrovich. Senior lecturer of the chair of Automated Information Systems of the
Interior.
Voronezh Institute of Russian Ministry of Internal Affairs
Work address: Russia, 394065, Voronezh, Patriotov Avenue, 53. Tel. (473) 200-56-46.
Ключевые слова: метод анализа иерархий; экспертиза технических средств охраны; обобщенный показатель «качество-цена».
Key words: hierarchy analysis method; the examination of means of protection; generalized indicator of the "quality-price".
УДК 004.896
