Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Пути повышения эффективности функционирования подразделений мвд в условиях конфликта критериев 7
1.1.. Анализ существующих технологий принятия решений используемых в ОВД 7
1.1.1. Основные задачи, решение которых возможно с использованием информационных технологий 7
Г 1.2. Методы, используемые в информационных технологиях для решения поставленных задач 15
1.2. Требования, предьявляемые к информационным технологиям, используемым в структуре МВД 24
1.2.1. Требования к программным продуктам 24
1.2.2. Особенности использования информационных технологий в подразделениях МВД... 28
ГЛАВА 2. Разработка математических моделей принятия решений по управлению подразделениями мвд припроведении специальных операций 36
2.1. Разработка математических моделей и методов принятия решений в условиях невооруженного столкновения 36
2.1.1. Особенности математического описания невооруженного конфликта 36
2.1.2. Способ представления невооруженного конфликта 47
2.2. Разработка математических моделей и методов принятия решений в условиях вооруженного столкновения 54
2.2.1. Особенности, учитываемые при математическом описании вооруженного конфликта 54
2.2.2. Способ представления вооруженного конфликта 59
ГЛАВА 3. Разработка математического и алгоритмического обеспечения проектирования организационно-штатных структур подразделений мвд для выполнения различных операций 72
ЗЛ. Разработка математической модели комплексной охраны объекта подразделениями МВД 72
3.2. Разработка методики проектирования организационно штатных структур подразделений МВД на основе эвристических методов 86
3.2.1. Выбор и математический способ построения организационно-штатных структур подразделений МВД для выполнения различных операций 86
3.2.2. Способ получения исходных данных для автоматизированного построения организационно-штатных структур на основе экстраполяции экспертных оценок 88
ГЛАВА 4. Разработка и внедрение алгоритмов и программных средств обеспечения принятия решения 102
4.1. Использование сетевых методов для организации программного обеспечения оптимизации расходов на эксплуатацию технических средств охраны 102
4.2. Разработка программного обеспечения исследования статистических зависимостей 106
4.3. Разработка программного продукта сбора и обработки экспертных данных 114
Заключение 126
Литература
- Методы, используемые в информационных технологиях для решения поставленных задач
- Особенности математического описания невооруженного конфликта
- Разработка методики проектирования организационно штатных структур подразделений МВД на основе эвристических методов
- Разработка программного обеспечения исследования статистических зависимостей
Методы, используемые в информационных технологиях для решения поставленных задач
На современном этапе для органов внутренних дел актуальной является проблема создания информационных технологий на основе единой системы банков данных. Создание интегрированных банков данных является для ОВД объективной потребностью и обусловлено необходимостью комплексного решения проблемы совершенствования информационного обеспечения деятельности ОВД.
Совместное функционирование в рамках единой информационной системы интегрированных банков данных и программ управления, созданных на основе технологии принятия решений, призвано обеспечить единство информационной поддержки оперативной деятельности подразделений.
Для программных продуктов, созданных для совместной работы с банками данных любого уровня целесообразно применить нетрадиционные, специфичные для органов внутренних дел режимы хранения и обработки информации. В частности, эта система должна обеспечивать регистрацию обращений за информацией других сотрудников
подразделения и таким образом позволить выявлять возможные пути утечки информации или попытки исказить или удалить информацию.
Работа в автоматизированных системах управления (АСУ) связана с получением, накоплением, обработкой и использованием разнообразных информационных потоков, поступающих от различных источников.
В многочисленной литературе встречаются самые различные понятия «источник». Можно выделить следующие категории источников, обладающих, владеющих конфиденциальной информацией или содержащей ее себе: люди, документы, публикации, технические носители, технические средства обеспечения производственной и трудовой деятельности, производственные отходы.
С точки зрения степени участия объекта (владельца защищаемой информации) и субъекта (злоумышленника) в информационном процессе с противоположными интересами, можно рассматривать внутренние и внешние факторы, которые могут привести к утрате охраняемых сведений. Внутренние факторы или действия по тем или иным причинам или условиям инициируются персоналом объекта, внешние — злоумышленником, что обусловлено его активными действиями, направленными на добывание охраняемых сведений любыми способами и средствами.
В большинстве случаев активные действия сторон вполне осознаны и целенаправленны. К таким действиям относятся:
1. Разглашение информации ее владельцем или обладателем — умышленные или неосторожные действия должностных лиц и граждан, которым соответствующие сведения в установленном порядке были доверены по службе или работе, приведшие к ознакомлению с ними лиц, не допущенных к этим сведениям.
2. Утечка информации — бесконтрольный выход конфиденциальной информации за пределы организации или круга лиц, которым эта информация была доверена.
3. Несанкционированный доступ — противоправное, преднамеренное завладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим право доступа к охраняемым сведениям.
Утечку информации в общем плане можно рассматривать как неправомерный выход конфиденциальных сведений за пределы организации или круга лиц, которым эти сведения доверены или стали известны в ходе работы. Утечка информации, по своей сущности, всегда предполагает противоправное (тайное или явное, осознанное или случайное) завладение конфиденциальной информацией, независимо от того, каким путем это достигается. В процессе отчетной, информационной и иной деятельности организации могут сложиться различные факторы и обстоятельства, которые и создают предпосылки для утечки конфиденциальной информации. К таким факторам относятся: недостаточное знание работниками подразделения правил защиты конфиденциальной информации и непонимание необходимости их тщательного соблюдения; использование не аттестованных технических средств обработки конфиденциальной информации; слабый контроль за соблюдением правил защиты информации правовыми, организационными и инженерно-техническими мерами; текучесть кадров, в том числе допущенных к защищаемым сведениям.
Особенности математического описания невооруженного конфликта
Если победу одержат криминальные элементы, то ожидаемой количество оставшихся активными единиц оказывающих сопротивление = 1,621.
Вероятность того, что будут нейтрализованы силы нарушителей правопорядка =(99/128) =0,7734.
Если победу одержит подразделение МВД, то ожидаемое количество оставшихся в строю единиц подразделения = 3,061.
Из последних высказываний следует, что если мы рассматриваем вооруженный конфликт, когда численность, вооружение и боеготовность противоборствующих сторон примерно одинаковы, при больших значениях Т линейный закон Ланчестера плохо подходит для его описания. В случае когда стороны применяют огнестрельное оружие, происходит накопление сил конфликтующих за счет концентрации, в виду возможности использовать оружие для поражения противника на расстоянии. В этой ситуации линейный закон Ланчестер не может быть применен из-за своей неточности.
Совсем другая ситуация, если мы описываем ситуацию, когда плохо организованной и слабовооруженной структуре толпы противостоит подразделение МВД, специально подготовленное для действий в таких условиях [41]. При подобных операциях огнестрельное оружие сторонами, как правило, не применяется. В данном случае значение «соотношения потерь» может принимать относительно большие значения, и высказывание о том, что толпа может быть полностью рассеяна без каких либо потерь со стороны подразделения МВД, не выглядит умозрительно. В пользу этого так же говорит и то, что на последних этапах операции оставшаяся часть толпы может быть повержена в бегство под действием только общих психологических факторов. 2.2. Разработка математических моделей и методов принятия решений в условиях вооруженного столкновения
Еще одной важной проблемой является описание специальных операций подразделений МВД, проводимых с применением огнестрельного оружия, как основного средства поражения. Как правило, в соответствии с существующим законодательством, подобные операции проводятся в отношении групп, оказывающих вооруженное сопротивление.
Вооруженные столкновения, в отличии от невооруженных, зависят от гораздо большего набора факторов. Главным образом это связано с особенностями типов применяемого комплекса вооружений и от способов защиты от него. Рассмотрим подробнее критерии эффективности комплекса вооружений [1].
Комплекс вооружения предназначен для поражения противника непосредственным (огневым) воздействием на него. Содержание понятия «поражение противника» связано с ущербом, который наносится в результате этого воздействия.
Для некоторого одиночного объекта (боевой единицы) ущерб, как правило, определяется временем 7#, в течение которого объект вынужден не функционировать. Время Тц зависит от поражаемого объекта и средства поражения, а также от ошибок стрельбы. Характеристики объекта и средства поражения, влияющие на величину Тп, носят случайный характер. Случайной, например, является ошибки стрельбы. Поэтому время Тц является случайной величиной. Как видно, поражение объекта — понятие вероятностное. По существу, это есть случайное событие, состоящее в том, что нанесенный объекту ущерб не равен нулю.
При планировании боевых действий важно знать численные значения ущерба, наносимого противнику. Именно поэтому общее понятие поражения объекта целесообразно сделать более конкретным. Практически оказывается достаточным одиночный объект рассматривать в трех состояниях: объект уничтожен, объект выведен из строя, объект поврежден.
Понятиям уничтожение, вывод из строя, повреждение объекта соответствуют заданные временные интервалы, в течение которых он не может функционировать. Условно уничтожение объекта называется поражением по типу А, вывод из строя— поражением по типу В, повреждение — поражение по типу С.
Для группового объекта ущерб определяется числом входящих в его состав пораженных одиночных объектов. При планировании боевых действий групповые объекты рассматриваются в трех состояниях: объект разгромлен, объект подавлен, объект дезорганизован. Разгрому объекта соответствует такое его состояние, при котором половина входящих в его состав одиночных объектов уничтожается. При подавлении половина одиночных объектов выводится из строя, при дезорганизации половина одиночных объектов получает повреждение.
Для площадного объекта ущерб U определяется относительным числом входящих в его состав пораженных одиночных объектов. При этом предполагается, что одиночные объекты по всей площади площадного объекта распределяются равномерно. Если So—полная площадь, a Sj/ — пораженная площадь объекта, то ущербом (/будет случайная безразмерная величина: US If So (2.11) При планировании боевых действий площадные объекты, как и объекты групповые, можно рассматривать в трех состояниях: объект разгромлен, объект подавлен, объект дезорганизован.
Цели, как и объекты, могут быть одиночными, групповыми, площадными. Понятие «поражение цели» адекватно понятию «поражение объекта».
Эффективность боевой единицы ----- это уровень ее функционального совершенства. Высокая эффективность боевой единицы обеспечивается также умелыми управленческими действиями.
Количественным выражением эффективности является показатель, или критерий, эффективности W. Конкретный вид показателя эффективности зависит от типа цели и постановки боевой задачи.
При действии по одиночным целям боевая задача ставится так: цель должна быть уничтожена (поражена по типу А), или выведена из. строя (поражена по типу В), или повреждена (поражена по типу С). Показателем эффективности W в этом случае будет вероятность поражения цели соответственно по типу А, В или С. Если Р(А), Р(В), Р(С) соответственно вероятности поражения цели по типу А, В, С, то для одиночных целей W Р(А); W Р(В); W Р(С). (2.12) При действии по групповым целям боевая задача ставится так: цель должна быть разгромлена, или цель должна быть подавлена, или цель должна быть дезорганизована. Обозначим: Ар, В г, С/— события, состоящие в том, что при огневом воздействии по групповой цели не менее половины входящих в ее состав одиночных целей будет, поражено соответственно по типу А, В или С. Тогда показателями эффективности поражения групповой цели будут: W-P(Ar); W Р(Вг); W Р(СГ). (2.13)
Разработка методики проектирования организационно штатных структур подразделений МВД на основе эвристических методов
Рассмотренные значения могут быть посчитаны только путем адекватного задания функции / (Рвозн(т); Кущ(т)), и обоснованностью построения векторов скалярных значений параметров технических средств, а так же правильностью определения значений параметров. Изучая проблему моделирования комплексных систем безопасности (КСБ), можно выделить несколько взаимосвязанных аспектов: цель, стратегии и ресурсы: цель = стратегии о ресурсы Рассмотрим кратко абстрактное содержание этих системных категорий. Под целью функционирования будем понимать множество W(X) состояний X(t) = (xl(l), x2(t), ..., xm(t)) системы 5", желаемых ЛПР (X(t) є W(X)).
Именно цель определяет развитие и необходимость создания систем. Описание множества W(X) заключается в формировании ограничений на вектор X(t) и в задании вектора оценки E(W) свойств цели (вектора эффективности), которые ЛПР в данных условиях считает предпочтительными.
Эффективность E(W) оценивается как свойствами множеств, так и непосредственно свойствами - характеристиками цели. Поскольку достижение целевых состояний X(t) є W(X) возможно различными путями-стратегиями, то в общем случае существует целое множество A(Y) стратегий Y(l) (у 1(1), y2(t), ..., yk(lj), Y(l) є A(YJ, реализующих цель W(X).
Эффективность стратегий (вектор Е(Л)), с одной стороны, формируется свойствами результата (эффективностью вектора состояний X(l), критериями оценки вариантов системы ,S - надежностью, себестоимостью, производительностью и др.), с другой - непосредственно
свойствами стратегий - времени реализации стратегии, стоимостью, надежностью, устойчивостью к дестабилизирующим факторам.
Ограниченность ресурсов d(t) определяет некоторую область D(d): (d(t) є DfdJJ, эффективность которой будем обозначать через вектор критериев E(D). Такое представление характеризует стратегию в виде кортежа: Y(l) 4X(t), d(l), Е(Л)) (3.14) Введем понятие многоцелевой системы (МС). Будем считать, что задана МС, если перед системой поставлена не одна цель, а несколько. То есть имеется множество целей W (W(X) : W(X) -- W1(X), ... ,Ws (Х)},к которым стремится ЛПР. Следуя работе [1], можно говорить о взаимной нейтральности целей: V ij і,.у, i j Wi(X) l, WjfX) (система применительно к отдельным целям характеризуется и рассматривается независимо); кооперируемости: V ij - -і, .у, /V/ Wi(X) L Wj(X) (отсутствие конфликта между целями - система рассматривается применительно к одной цели, а остальные достигаются одновременно), конкурировании: V /.,) l,.y, /Vy Wi(X) I Wj(X) (наличии конфликта между целями - в этом случае одной цели можно достигнуть лишь за счет другой).
Множество целей определяет проблему выбора на этом множестве. В этом случае можно говорить о наличии функции полезности ЛПР 0W(E) - 0(E(W)) и попытаться перенести принципы построения схем компромисса, имеющих место в задачах векторной оптимизации. Самые простые подходы - это сведение множества целей к одной - глобальной и перевод остальных в разряд ограничений. Глобальную цель можно выбрать путем их ранжирования, оценивая эффективность E(W). Если некоторое ранжирование целей имеет место, то можно реализовать процедуру наподобие метода уступок. На пер 85 вом шаге определяется множество состояний Q(X), удовлетворяющих цели высокого ранга, далее это множество выступает в роли ограничений, применительно к следующей по важности цели, и т. д.
Можно также реализовать процедуру Парето - оптимального выбора целей по вектору критериев E(W), отсеивая из множества W такие Wj(X), j l,\, которые не конфликтуют по критериям IV/(X) (исключение не конкурирующих целей).
Наконец, если предположить, что каждый критерий Ei(W), /=1,5-может быть задан числом на шкале отношений W, то можно говорить о построении функции полезности, например, в виде: 0w(E) mKl (w(x)) i = l или (Pw(E) ----- max ai Ei ( W(X) ), ai 0; ai = /. Sn 1 = 1 Тогда задача выбора сводится к задаче оптимизации типа: 0w(Ej ,(Л.. , ) тт. (3.15) Переходя к внутреннему содержанию цели, рассматривая только допустимые состояния Х(1) є Q(X), можно говорить о задаче выбора на множестве Q(X). В этом случае говорят, что цель W(X) количественно измерима на множестве состояний Q(X), если на Q(X) задана вещественная функция полезности Фх(Е(Х)), такая, что если Xi(t) \N(X) . W(X) у Xj (і), то Фх(к(Хі)) Фх(к(Х]), где символ означает «лучше в смысле W(X)) . Для количественно измеримых целей задача выбора лучших состояний сводится к отысканию, например, минимума Фх(Е), т.е. Фх(Е) - x.:Q[.x:i тт. (3.16) Задача (3.16) сводится к типовой задаче векторной оптимизации, пути решения которой более или менее изучены. Таким образом, мы имеем математический аппарат для описания комплексных систем безопасности.
Разработка программного обеспечения исследования статистических зависимостей
Когда эксперты изолированы, то каждый высказывает свое мнение независимо от других (решает свою задачу выбора). При этом используют статистические методы обработки экспертной информации, поскольку оценки отдельных экспертов можно рассматривать как независимые реализации случайной величины.
Идея обратной связи в экспертизе заключается в следующем. Эксперты дают оценки, которые обрабатываются. После этого каждому из них предъявляют результирующую оценку, вообще говоря, вместе с другой информацией. На основании полученных данных эксперты уточняют свои оценки, после чего процедура повторяется снова до тех пор, пока не будет получена удовлетворяющая исследователя согласованность оценок.
К числу наиболее известных процедур с обратной связью относится метод Дельфы. Экспертам предлагается ответить на ряд вопросов и свои ответы аргументировать. Исследователь изучает ответы экспертов экспертов и определяет их согласованность. Если мнения экспертов недостаточно согласованы, то он сообщает каждому из них дополнительные сведения о системе, а также ответы на поставленные вопросы и аргументацию других членов экспертной группы. С учетом вновь полученной информации эксперты снова отвечают на поставленные вопросы.
Первым шагом при подборе экспертов является определение количественного состава экспертной группы. Для каждой задачи этот вопрос решается, как правило, отдельно. Число экспертов должно быть достаточно большим для того, чтобы они в совокупности могли учесть существенные свойства задачи и чтобы решение, найденное при их помощи, было достаточно точным. При слишком большом количестве экспертов их мнения становятся несогласованными (за счет экспертов низкой квалификации), возникают трудности в организации экспертизы. С учетом этого целесообразно включить в группу от 10 до 20 человек. Возможны отклонения как в большую, так и в меньшую стороны.
Когда численность экспертной группы определена, переходят непосредственно к подбору экспертов. Для этого определяют круг решаемых задач и составляют список лиц, компетентных в рассматриваемой и близких областях. Для составления списка экспертов можно предложить следующую итеративную процедуру.
Первоначально отобранным экспертам предоставляют список вопросов, на которые в процессе проведения экспертизы должны быть получены ответы, и просят рекомендовать специалистов, способных дать заключение по представленным вопросам. Затем список вопросов предоставляется каждому из названных специалистов, которые в свою очередь тоже называют людей, компетентных в вопросах данного списка, и т. д. Этот процесс заканчивается, как только пере 122 только перестают называться новые специалисты. Такая процедура позволяет составить достаточно полный список компетентных лиц.
Помимо компетентности, хороший эксперт должен обладать еще целым рядом качеств. Основными из них являются следующие: креативность — способность решать задачи, метод решения которых полностью или частично неизвестен; эвристичность — способность выявлять неочевидные проблемы; интуиция—способность угадывать решение без его обоснования; предикатность — способность предсказывать или предчувствовать будущее решение; независимость—способность противостоять мнениям большинства; всесторонность—способность видеть проблему с разных точек зрения. Требования, предъявляемые к экспертам, зависят также от метода организации экспертизы [9,31,34]. Так, при работе эксперта в комиссии, где эксперты вступают в непосредственный контакт друг с другом, важное значение приобретают психологические факторы. Часто специфические требования к эксперту непосредственно вытекают из формы организации и проведения экспертизы. Для отбора экспертов из составленного списка, как правило, используют тестирование. Тест состоит в следующем: эксперту предлагают ответить в письменной форме на ряд вопросов с тем, чтобы проверить его знания в области проводимой экспертизы и выявить наличие качеств, перечисленных выше. В таких тестах может применяться самооценка, т. е. эксперту предлагается оценить свои знания (например, по пятибалльной шкале) по каждому вопросу теста. Для обработки и составления таких тестов привлекают специалистов в области психологии.
При подборе экспертов следует учитывать заинтересованность экспертов в том или ином результате экспертизы. Наиболее благоприятным является тот случай, когда эксперту безразличен конечный результат экспертизы. Это способствует его большей объективности.
В ряде случаев при подборе экспертов используются некоторые численные оценки, характеризующие их качества. Такие численные оценки носят статистический характер, и их применение возможно только тогда, когда эксперт достаточно часто привлекался для решения задач экспертизы одного типа. Примером может служить определение экспертами качества продукции в отделе технического контроля. Численные оценки могут быть использованы для улучшения состава экспертной группы и повышения достоверности результирующей оценки.
