Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Хлебников Николай Юрьевич

Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия
<
Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хлебников Николай Юрьевич. Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.12 / Хлебников Николай Юрьевич; [Место защиты: ГОУВПО "Рязанский государственный радиотехнический университет"]. - Рязань, 2008. - 180 с. : 40 ил.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ методов создания системы поддержки принятия решений в информационно-управляющей системе технической безопасности хранения и уничтожения химического оружия 11

1.1 Анализ требований нормативно-правовой базы к обеспечению безопасности хранения и уничтожения химического оружия 11

1.2 Определение целей, принципов, задач и структуры управления технической безопасностью хранения и уничтожения химического оружия 15

1.3 Современные методы создания систем поддержки принятия решений 24

1.4 Выводы 28

Глава 2 Разработка системных решений 29

2.1 Разработка организационной и функциональной структуры системы 29

2.2 Разработка схемы информационного взаимодействия 39

2.3 Метод идентификации данных интегрируемых информационных ресурсов в распределенной системе 44

2.4 Разработка моделей автоматизированных процессов управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия 49

2.5 Процессы установления, оценки и контроля уровня целостности ИУС ТБХУХО и ее компонентов 60'

2.6 Выводы 62

Глава 3 Модели распределенныхсистем информационной поддержки принятия решений в управлении технической безопасностью уничтожения химического оружия 63

3.1 Постановка задачи 63

3.2 Базовая модель 65

3.3 Свойства базовой модели 70

3.4 Задача распределения ресурсов 72

3.5 Выводы 78

Глава 4 Показатели и моделиіоценки качества функционирования информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия 79

4.1 Концепция оценки качества создаваемой ИУС ТБХУХО. Постановка задач исследований в части оценки качества ИУС ТБХУХО 79

4.2 Модели и методики оценки показателей характеристик программ ИУС ТБХУХО 84

4.3 Критерий выбора вариантов технических решений и комплексного учета показателей ИУС ТБХУХО при установлении, оценке и контроле уровня целостности системы и ее компонентов 86

4.4 Альтернативные показатели оценки технико-экономических показателей программ ИУС ТБХУХО 90

4.5 Инструментальная поддержка оценки технико-экономических показателей программ ИУС ТБХУХО 92

4.6 Выводы 97

Заключение 98

Библиографический список

Введение к работе

Актуальность темы

На территории Российской Федерации накоплены огромные запасы химического оружия, которое является одним из видов оружия массового поражения и представляет серьезную опасность всему живому на Земле.

В 1993 году Российской Федерацией подписана международная "Конвенция о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении" [1] (далее - Конвенция). В целях выполнения международных обязательств в 1996 году разработана Федеральная целевая программа "Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации" [2] (далее - Программа).

Основными целями Программы являются:

уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации;

конверсия или уничтожение объектов по производству, разработке химического оружия и ликвидация последствий их деятельности;

выполнение Российской Федерацией обязательств по Конвенции.

Одним из главных направлений работ по реализации Программы является обеспечение безопасности хранения и уничтожения химического оружия. В этих условиях актуальным является создание информационно-управляющей системы технической безопасности хранения и уничтожения химического оружия (ИУС ТБХУХО), что предусмотрено в мероприятиях по реализации Программы.

ИУС ТБХУХО должна представлять собой многоуровневую, территориально распределенную систему управления, обеспечивающую выполнение следующих функций:

организация интегрированной информационной среды для всех предприятий, организаций и ведомств, участвующих в уничтожении химического оружия;

сбор, доставка на все уровни управления объективной информации о состоянии безопасности процессов хранения и уничтожения химического оружия;

обработка собранной информации и представление ее должностным лицам;

поддержка принятия управленческих- решений, своевременное доведение принятых решений до исполнителей и контроль их исполнения.

В состав нормативно-правовой базы, определяющей требования к безопасности хранения и уничтожения химического оружия, входит ряд федеральных законов. Изучению и анализу требований к обеспечению безопасности процессов хранения и уничтожения химического оружия, принципов управления безопасностью функционирования опасных производственных объектов, определению стратегии и методов решения задач обеспечения безопасности посвящено множество публикаций. Проектирование информационно-управляющих систем невозмолшо без применения средств автоматизированного проектирования. Большой вклад в разработку и исследование САПР внесли Д.И. Батищев, A.M. Бершадский, Ю.Х. Вермишев, В.Н. Гридин, В.П. Корячко, В.М. Курейчик, И.П. Норенков, Г.Г. Рябов, А.Л. Стемпковский, М. Принс, И. Сазерленд и др. Теоретические аспекты анализа системных целей при создании такой уникальной системы как ИУС ТБХУХО нашли отражение в работах В.П. Капашина, Мухидова В.У., Толстых А.В.; вопросами обосновании поддержки принятия решений занимались В.Н. Бурков, Д.А., Новиков, Э.А. Трахтенгерц, А.С. Рыков и др.; проблемами технологии построения систем поддержки принятия решений - Р. Кимбел, Э. Кодд, Б. Инмон и др.

В то же время с началом конкретных работ по созданию ИУС ТБХУХО и, в частности, такого ее компонента как система поддержки принятия решений возникла потребность в моделях и методах, расширяющих теоретическую базу автоматизированного проектирования при проектировании сложных территориально распределенных информационных систем.

Цель работы

Целью диссертации является повышение достоверности и качества принятия решений в системе технической безопасности уничтожения химического оружия путем обоснования моделей и методов автоматизированного проектирования системы принятия решений, разработки процесса установления, оценки и контроля уровня целостности ИУС ТБХУХО и разработки программных средств для автоматизации процесса комплексной оценки уровня целостности системы, создание которой регламентировано Федеральной целевой программой «Уничтожение запасов химического оружия в Российской Федерации».

Основные задачи

В работе поставлены следующие задачи:

сформулировать цели, принципы и задачи управления обеспечением безопасности хранения и уничтожения химического оружия на основе требований нормативно-правовой базы;

разработать организационную и функциональную структуру ИУС ТБХУХО, соответствующую требованиям нормативно-правовой базы к обеспечению безопасности хранения и уничтожения химического оружия;

обосновать применимость формальных моделей для автоматизированного проектирования системы поддержки принятия решений (СГГПР) в ИУС ТБХУХО;

разработать и обосновать методы автоматизированного проектирования процесса установления, оценки и контроля уровня целостности ИУС ТБХУХО;

разработать программные средства для автоматизированного процесса комплексной оценки целостности ИУС ТБХУХО.

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались общая теория систем, системный анализ, статистические методы, теория активных систем, теория многокритериального принятия решений, метод и язык UML.

Научная новизна

В диссертационной работе предлагаются решения поставленных задач, научная новизна которых состоит в следующем:

обоснованы модели для автоматизированного проектирования процессов управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия;

разработан метод идентификации данных интегрируемых информационных ресурсов в распределенной системе;

предложены адаптированные к организационно-технической системе управления технической безопасностью хранения и уничтожения химического оружия теоретико-игровые и оптимизационные модели распределенных систем принятия решений, модели распределения ресурсов среди участников программы по уничтожению химического оружия;

разработан метод автоматизированного проектирования системы оценки качества и поддержки уровня целостности распределенной системы на этапах создания и эксплуатации, поддержанный методом оценки на основе нового обобщенного критерия оценки качества функционирования системы и программ автоматизации оценочных расчетов.

Практическая ценность и внедрение результатов работы.

Применение предложенных моделей автоматизированного проектирования процессов управления, моделей распределенных систем принятия решений и метода идентификации данных интегрируемых информационных ресурсов в распределенной системе позволяет проектировать информационные системы, включающие подсистему поддержки принятия решений; для сложных распределенных организационно-технических систем..

Применение предложенного метода оценки качества, функционирования системы, включающего разработанные инструментальные; средства; поддержки оценочных расчетов, позволяет комплексно* контролировать показатели качества, функционирования, как на этапах создания, так и на этапах эксплуатации систем. При этом снижается трудоемкость, и сроки проектных работ и работ по сопровождению; эксплуатации систем:

В наибольшем объеме: результаты диссертации внедрены при создании и эксплуатации; уникальной; системы; ИУС ТБХУХО: В настоящее время система ИУС ТБХУХО эксплуатируется на 3-х объектах по уничтожению химического оружия, в Федеральном управлении по безопасному хранению и уничтожению химического оружия (ФУ БХУХО) и внедряется еще наряде объектов.

Разработанные методы и модели использованы:

- в ФУ БХУХО при формировании Т3№ 559.8.20 от 05.03.2005 на опытно-конструкторскую работу (ОКР «Система») по созданию^ ИУС ТБХУХО (модели автоматизируемых процессов управления- безопасностью хранения и уничтожения химического оружия, схемы информационного взаимодействия компонентов системы; модели поведения управляет мых объектов по уничтожению химического оружия, модели стимулирования и координации действий участников Программы использованы; для формирования требований к составу системы, к задачам и функциям компонентов системы, к информационной структуре подсистемы поддержки

принятия решений, к топологии и потокам данных телекоммуникаций системы);

- в ФГУП ОКБ «Спектр» при выполнении ОКР «Система» (модели
автоматизируемых процессов управления безопасностью хранения и унич
тожения химического оружия, схемы информационного взаимодействия
компонентов системы при проектировании системы ИУС ТБХУХО и ее
компонентов);

- в ФГУП ОКБ «Спектр» при выполнении ряда НИР и ОКР (обоб
щенный показатель для оценки качества информационных систем, про
грамм и программных комплексов систем, программы автоматизации оце
ночных расчетов - при анализе и выборе вариантов решений в ходе про
ектных работ, при обосновании выбора решений в ходе сертификации про
граммных средств, при контроле уровня целостности систем и их компо
нентов - в ходе проектных работ и при эксплуатации систем).

Достоверность полученных научных положений и выводов подтверждается математическими обоснованиями и доказательствами, а также проверками в ходе практической реализации основных результатов диссертационной работы.

Апробация результатов диссертации

Результаты, полученные в ходе работы над диссертацией, докладывались на международной научно-технической конференции «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций», Рязань, 2005 г., Международной научно-технической конференции «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика», Рязань, 2007 г. Основные результаты, защищаемые в диссертации, использовались в ходе защиты эскизных и технических проектов по ряду ОКР.

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 5 работах, из них 1 работа опубликована в издании, рекомендованном ВАК. В фонде алгоритмов и программ Федерального агентства по образованию зарегистрированы 2 программы. Подана заявка на патент РФ

Положения, выносимые на защиту

Модели автоматизированных процессов управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия.

Метод идентификации данных интегрируемых информационных ресурсов в распределенной системе.

Формализованные модели информационной поддержки для автоматизированного проектирования процесса принятия решений в управлении технической безопасностью химического оружия.

Метод автоматизированного проектирования для установления, оценки и контроля уровня целостности распределенных информационных систем при их создании и эксплуатации, опирающийся на требования нормативных документов, и программы комплексной оценки уровня целостности ИУС ТБХУХО.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка (95 источников), изложенных на 109 страницах (содержит 2 таблицы и 19 рисунков), и четырех приложений. Общий объем диссертации 180 страниц.

Определение целей, принципов, задач и структуры управления технической безопасностью хранения и уничтожения химического оружия

Целями процесса управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия являются: - повышение уровня безопасности функционирования объектов хранения и уничтожения химического оружия за счет выполнения функций управления на основе комплексного анализа результатов оперативного мониторинга по всем направлениям обеспечения безопасности; - предотвращение аварийных ситуаций на объектах хранения и уничтожения химического оружия путем своевременного выявления, и реагирования на нештатные ситуации и неблагоприятные изменения в состоянии объектов; - минимизация ущерба в случае возникновения аварийных ситуаций на объектах хранения и уничтожения химического оружия путем ис 16 пользования современных методов поддержки принятия управленческих решений, доведения принятых решений до исполнителей, планирования действий по выполнению решений и контроля их исполнения.

Для построения системы управления, реализующей поставленные цели, необходимо определить принципы управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия.

Существует множество публикаций, авторы которых формулируют принципы управления безопасностью функционирования опасных производственных объектов, определяют стратегию и методы решения задач обеспечения безопасности.

В работе [25] дается постановка задачи управления промышленной безопасностью, предложены оптимальные стратегии и методы решения этой задачи.

В работе [32] рассматриваются принципы и методы управления экологической безопасностью, приводятся математические модели механизмов снижения рисков возникновения чрезвычайных ситуаций и смягчения их последствий. ГОСТ Р 52294 [15] определяет базовые принципы, которым должен удовлетворять регламент административной и служебной деятельности вне зависимости от конкретного вида деятельности.

На основе анализа приведенных источников выбираем следующие принципы управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия: - принцип приоритета безопасности жизни и здоровья людей; - принцип интегральной оценки опасностей; - обеспечение согласованности и непротиворечивости деятельности должностных лиц; - удовлетворение объективной потребности в информационном обеспечении управления на всех уровнях иерархии; - принятие управленческих решений только на основе фактической информации о состоянии объекта управления; - постоянный контроль за доведением и исполнением принятых решений; - обеспечение оперативного, непрерывного и устойчивого управления. Задачами управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия являются: - сбор и накопление результатов оперативного мониторинга состояния промышленной, технологической, пожарной, экологической, медико-биологической, санитарно-эпидемиологической безопасности, состояния охраны объектов хранения и уничтожения химического оружия; - сбор и накопление результатов периодического контроля аварийной готовности сил и средств; - аналитическая обработка собранной информации и выявление негативных изменений в состоянии объектов хранения и уничтожения химического оружия; - идентификация и классификация нештатных и аварийных ситуаций на объектах хранения и уничтожения химического оружия, доведение оперативных данных об этих ситуациях до всех уровней управления; - прогнозирование развития и последствий аварийных ситуаций; - выработка вариантов управляющих решений, моделирование последствий реализации решений, выбор оптимального решения; - доведение принятых решений до исполнителей и контроль их исполнения.

Разработка моделей автоматизированных процессов управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия

Современные методы автоматизированного проектирования систем управления предусматривают моделирование автоматизируемых процессов управления, которое включает проведение анализа существующих процессов управления, преобразование этих процессов, построение электронных регламентов управленческой деятельности.

Для моделирования автоматизированных процессов управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия выбран унифицированный язык моделирования Unified. Modeling Language (UML), разработанный международным консорциумом Object Management Group (OMG). В настоящее время консорциум OMG объединяет более 800 компаний и организаций.

Язык UML признан индустриальным стандартом в области языков моделирования. Он представляет собой общецелевой язык визуального моделирования, который разработан для спецификации, визуализации, проектирования и документирования бизнес-процессов, компонентов программного обеспечения. Язык UML одновременно является, простым, и мощным средством моделирования, который может быть эффективно использован для построения концептуальных, логических и графических моделей сложных систем самого различного целевого назначения. Этот язык вобрал в себя наилучшие качества методов программной инженерии, которые с успехом использовались на протяжении последних лет при моделировании больших и сложных систем.

Для концептуального моделирования процессов на верхнем уровне использованы диаграммы вариантов использования Use case diagram, кото

рые определяют взаимодействие автоматизированных процессов управления с внешними субъектами (пользователи системы, смежные системы). При этом реализация процессов управления не раскрывается. Для детального моделирования процессов управления использованы диаграммы деятельности Activity diagram, позволяющие раскрыть на необходимую глубину алгоритмическую и логическую реализацию моделируемых процессов.

Модели разработаны с помощью программы Rational Software Modeler из состава продукта IBM Rational Software Development Platform version 6.0. Ниже на рисунках представлены следующие модели: - на рисунке 2.7 - концептуальная модель (Use case diagram) процесса управления безопасностью хранения и уничтожения химического оружия; - на рисунке 2.8 - концептуальная модель (Use case diagram) подпроцесса мониторинга безопасности функционирования объектов хранения и уничтожения химического оружия; - на рисунке 2.9 - детальная модель (Activity diagram) подпроцесса контроля уничтожения химического оружия; - на рисунке 2.10 — детальная модель (Activity diagram) подпроцесса управления ОХУХО в штатном режиме функционирования; - на рисунке 2.11 - детальная модель (Activity diagram) работы "Провести оперативный анализ данных мониторинга объекта"; - на рисунке 2.12 - детальная модель (Activity diagram) работы "Провести комплексный анализ состояния объекта"; - на рисунке 2.13 - детальная модель (Activity diagram) подпроцесса управления ОХУХО в аварийном режиме; - на рисунке 2.14 - детальная модель (Activity diagram) работы "Формировать прогноз развития и последствий аварии на объекте".

Созданные модели были использованы при формировании требований тактико-технического задания на систему ИУС ТБХУХО в части проектирования специального программного обеспечения.

Процессы установления, оценки и контроля уровня целостности ИУС ТБХУХО и ее компонентов

Федеральная целевая программа уничтожения химического оружия (ФЦП УХО) представляет собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, нацеленных на достижение целей химической безопасности страны, оцениваемых по социальным, экономическим и др. критериям. Эта программа служит достижению одновременно нескольких целей и требует определенных затрат. Поэтому эффективность функционирования может оцениваться по многим параметрам. Соответственно, эффект, достигаемый реализацией ФЦП УХО, оценивается по нескольким критериям. Задача управления технической безопасностью уничтожения химического оружия (ТБ УХО) заключается в выделении множества проектов, которые при заданных ограничениях следует реализовывать и поддерживать в первую очередь.

В практике федерального управления субъект, решающий задачу управления, является коллективным, то есть состоит из нескольких субъектов, обладающих собственными интересами и предпочтениями, причем предпочтения различных субъектов могут различаться между собой. Примером может служить ФЦП УХО, реализуемая Федеральным агентством по промышленности (ФАП), которое управляет организациями-разработчиками, строительными организациями, возводящими объекты УХО, и самими объектами (ОУХО). При этом различные участники ФЦП, в том числе и структурные подразделения ФАП, называемые в дальнейшем центрами, могут быть заинтересованы в первоочередном достижении различных целей. Наличие несовпадающих интересов отнюдь не является свидетельством неэффективности системы управления, а отражает объективно существующую сложность объекта управления.

Организационные и социально-экономические системы, в которых имеются несколько управляющих органов, находящихся на одном или нескольких уровнях иерархии, получили название систем с распределенным контролем (РК) или распределенных систем принятия решений (РСПР) [43, 54]. Задача анализа РСПР заключается в описании множества равновесных в том или ином смысле состояний и/или стратегий ее участников, задача синтеза — в поиске процедур взаимодействия (механизмов функционирования) лиц, принимающих решения (ЛПР), позволяющих им согласованно принимать эффективные управленческие решения. Решение задачи анализа РСПР включает в себя три аспекта:

- необходимо иметь модель поведения управляемого субъекта, позволяющую оценить эффективность того или иного решения и зависимость его поведения от этого решения (управляющего воздействия);.

- необходимо учитывать тот факт, что все участники рассматриваемой системы обладают свойством активности (то есть способностью самостоятельно принимать решения - выбирать состояния, сообщать информацию т.д., в соответствии с собственными интересами [31]), следовательно, и модель управляемого субъекта, и процедуры взаимодействия ЛПР, должны, учитывать эту активность;

- система принятия решений, помимо распределенной архитектуры, характеризуется сложной многоуровневой структурой, поэтому исследования двухуровневых моделей (ПРОЕКТ на нижнем уровне и «горизонтальная» РСПР на верхнем уровне) оказывается недостаточно - следует рассматривать и многоуровневые системы. Другими словами, имеют место как «горизонтальная» распределенность в принятии решений (характеризуемая наличием нескольких принимающих решения субъектов, находящихся на одном и том же уровне иерархии), так и «вертикальная» распределенность, в принятии решений (характеризуемая наличием нескольких уровней иерархии, на которых находятся принимающие решения субъекты).

Модели целенаправленного поведения изучаются в рамках таких направлений теории управления в социально-экономических системах как: теория активных систем [31, 62, 66, 67], теория иерархических игр [37, 38,40], теория выбора [18, 43, 59] и др. Основным методом исследований является теоретико-игровое моделирование, позволяющее предсказать поведение участников системы и выбрать управляющие воздействия, приводящие систему в наиболее предпочтительные с точки зрения выбранного критерия состояния.

Базовой моделью теории активных систем (АС) является двухуровневая статическая детерминированная АС, содержащая один управляющий орган — в данном случае ФАП со своими структурными подразделениями - на верхнем уровне иерархии и один управляемый субъект (УС) - ОУХО, на нижнем уровне. Результаты теоретико-игрового анализа базовой модели приведены в [37, 63, 64]. Наиболее близкими к РСПР являются модели многоэлементных АС [66], одноэлементных АС с РК [41, 67] и многоуровневых АС [62]. Многоэлементные многоуровневые АС с РК до недавнего времени в литературе не рассматривались (см. системы классификаций и обзоры в [66, 67]), но с 2002 года этому вопросу уделяется постоянное внимание, обусловленное вовлечением все более расширяющегося круга участников в вопросы управления различными отраслями современного бизнеса [39]. Поэтому в данной работе сначала исследуется выделенный класс моделей АС применительно к проблеме управления ТБ УХО, а затем теоретические результаты используются для построения и анализа РСПР по поддержке проектов и деятельности участников ФЦП УХО, направленных на решение вышеназванной проблемы.

На первом этапе рассмотрим базовую модель - многоэлементную двухуровневую АС с РК, характеризуемую равновесными стратегиями ФАП и УС -ОУХО, в которой определяются возможности согласования интересов участников АС. Затем полученные результаты послужат основой для анализа многоуровневых многоэлементных АС с РК, согласование интересов которых (в том числе -критериев оценки ФЦП) производится в рамках РСПР, моделируемой взаимодействием участников верхних уровней иерархии.

Модели и методики оценки показателей характеристик программ ИУС ТБХУХО

За основу оценки технических характеристик программ ИУС ТБХУХО принимаются математические модели, рекомендованные в ГОСТ РВ 51987 - 2002 с заменой модели оценки Таояа.

В частности, модель для оценки надежности представления информации -при экспоненциальной аппроксимации распределений исходных характеристик и их независимости вероятность надежного представления информации Р„ад в течение заданного периода Гзад вычисляют по формуле: гр 2 над - , 7 V Т + Т Г " v вое нар J\ зад нар ) где Гнар - среднее время наработки на отказ программно технических комплексов (ПТК), реализующих программы ИУС ТБХУХО; вос - среднее время восстановления ПТК после отказа; Гзад- средний задаваемый период надежного функционирования программ. Значений Гнар, Гвос определяют в результате расчета, учитывающего надежностные характеристики компонентов из состава технических средств ПТК и ЗИП.

Каждая из программ ИУС ТБХУХО может формировать в процессе функционирования несколько типов запросов. Время реакции на каждый тип запроса в общем случае может быть различным и носит характер случайной величины. В связи с этим среднее время реакции программ при обработке запроса и/или доведения информации Гпшшносит интегральный характер. В ГОСТ РВ 51987 — 2002 рекомендована модель массового обслуживания для оценки Тпотг Значительная часть программ ИУС ТБХУХО реализованы и известны экспериментальные оценки времени реакции на отдельные виды запросов. Для упрощения оценки Гпшш принимается следующая математическая модель.

При определении ГП0Л1 необходимо учитывать как среднее время реакции системы при обработке запроса і-то типа Тполн t, так и частоту ft использования запроса і-то типа. Интегральной оценкой Гполн принимается: YT f. - ПОЛИ 1 J I полн — V / \ - ) і где Тпош . - среднее время реакции системы при обработке /-го запроса (время выполнения технологической і-и операции), ft} - частота использования У)-го запроса под частотой /, подразумевается относительная величина, определяющая насколько конкретная функция, технологическая операция (запрос) / используется чаще, чем другая функция, принятая за базовую; /( может принимать значения 1 и = 1, например /( = 2 означает, что функция / используется в 2 раза чаще, чем базовая, a ft = 0,5 - в 2 раза реже. Значимость запроса /технологической операции/ может быть оценена в интегральной характеристике увеличением оценки частоты/ .

Для сравнительной оценки стоимости создания программы (Sc) принимается методика, изложенная в [17].

Критерий выбора вариантов технических решений и комплексного учета показателей ИУС ТБХУХО при установлении, оценке и контроле уровня целостности системы и ее компонентов

Математические аспекты многокритериальной оптимизации, модели формирования и выбора вариантов систем, принятие решений в многокритериальной среде рассмотрены в [21, 44, 69]. Известен целый ряд критериев синтеза оптимальных модульных систем обработки данных [57], основанных на минимизации различных характеристик, (время обслуживания заданного множества запросов пользователей системы, суммарного времени загрузки системы и обслуживания запросов и т.д.). В известных критериях учитываются ограничения на отдельные требования к системе. Для систематической интегральной оценки качества проектирования программ ИУС ТБХУХО необходим учет дополнительных характеристик, которые должны быть максимизированы. Для обоснования выбора вариантов технических решений программ ИУС ТБХУХО необходимо видоизменить известные критерии [73].

Показатели (Pmn І) программ ИУС ТБХУХО, которые должны быть минимизированы: показатели экономических характеристик - стоимость создания Sc; - стоимость эксплуатации S3; показатель надежности представления запрашиваемой или выдаваемой принудительно информации - среднее время восстановления после отказа или сбоя Твос ; показатель своевременности представления запрашиваемой информации - среднее время реакции системы при обработке запроса и/или доведения информации Гпол„;

Показатели (Pmxj ) программ ИУС ТБХУХО, которые должны быть максимизированы: показатели надежности представления запрашиваемой информации - средняя наработка на отказ или сбой Тнар ; - коэффициент готовности Кг; показатель полноты используемой информации - полноты оперативного отражения в ИУС ТБХУХО новых реально суще ствующих объектов учета предметной области Рпопн; показатель актуальности используемой информации - вероятность сохранения актуальности информации на момент ее исполь зования Р ; показатели безошибочности информации после контроля - вероятность Р6ум отсутствия ошибок во входной информации на бумажном носителе при допустимом времени на процедуру контроля Гзад; - вероятность Рызш отсутствия ошибок во входной информации на машинном носителе при допустимом времени на процедуру контроля Гзад; показатель корректности обработки информации программами - вероятность -Ркорр получения корректных результатов обработки информа ции за заданное время Гзад; показатель сохранения конфиденциальности информации - вероятность сохранения конфиденциальности информации Ркоиф в тече ние периода ее объективной конфиденциальности Гконф; показатель защищенности программ ИУС ТБХУХО от опасных программно-технических воздействий

Похожие диссертации на Модели и методы автоматизированного проектирования компонентов информационно-управляющей системы технической безопасности уничтожения химического оружия