Введение к работе
І.
Актуальность темы. Проблема опасности во всевозможных формах
ее проявления является глобальной, а поэтому разработка научных методов
обеспечения безопасности является одной из приоритетных в настоящее
время. Угрозы социально-экономическим достижениям человека
проявляются в рисках внешних - планетарного масштаба (глобальные
изменения условий жизни, риски столкновения с астероидами и кометами,
глобальные планетарные катастрофы); во внутренних рисках - природные
явления (цунами, ураганы, наводнения), техногенные катаклизмы (аварии
топливно-энергетического и транспортного комплекса и т.д.), и социальные
риски (демографические проблемы, межрелигиозные конфликты,
экстремизм, терроризм, криминогенность общественных отношений и т.д.).
Система внутренней безопасности России, учитывая ее особое экономико-
географическое положение, а также социально-экономические,
политические, национально-религиозные факторы не отвечает требованиям
безопасности цивилизованного общества. Обеспечение внутренней
безопасности страны, безопасности территорий, промышленных объектов
должно быть обосновано в рамках теории качества сложных динамических
систем, их безопасного функционирования по целевому назначению.
Таким образом, проблема обеспечения территориальной и промышленной безопасности, повышения эффективности деятельности государственных структур может быть решена путем создания и функционирования аэромобильных комплексов специального назначения (АМК).
Объектом исследования являются система аэромобильных комплексов и их компоненты, создаваемые на основе существующего ряда летательных и воздухоплавательных аппаратов (ЛВА), радиотехнических средств (РТС), технических систем, а также эффективные АМК для управления силами и средствами, обеспечивающими безопасность социально-экономического развития регионов и промышленных объектов.
Предметом исследования разработка методологии, формализованных методов, моделей эффективного распределения средств АМК, обеспечивающих выполнение целевых задач и принятия решений по способам применения предлагаемых структур.
Отметим, что на протяжении последних десятилетий в некоторых
отечественных и зарубежных научных организациях выполнен ряд работ,
основной целью которых являлась разработка теории системной
безопасности, рискологии, математического моделирования,
алгоритмического и информационного обеспечения, оптимизации, распознавания образов, используемых для решения проблемы обеспечения безопасности функционирования сложных динамических систем. К фундаментальным исследованиям проблемы безопасности можно отнести работы академиков Краснощё'кова П.С., Петрова А.А., Гцеденко Б.В., Журавлёва Ю.И., Евтушенко Ю.Г., Красовского А.А., Моисеева Н.Н. и др. Фундаментально-прикладные исследования проблемы безопасности изложены в работах Воронина Е.А., Гребеникова Е.А., Ильичева А.В., Северцева Н.А., Дедкова В.К., Дикусара В.В., Дружининой О.В., Дивеева А.И., Каштанова В.А., Кульбы В.В., Куклева Е.А., Садыхова Г.С., Рябинина И.Н., Переездчикова И.В., Малинецкого Г.Г., а также в работах иностранных авторов Good Н.Н., Machol R.E., Taylor Н.М., Waipole R.E., Myers R.N.,Yuan L.Z., Yamashira M.A. и др. Большой интерес в данной области представляют работы Н.А. Баранова, разработавшего основы теории безопасности применения летательных аппаратов военного назначения. Существующая методология исследований безопасности не позволяет реализовать эффективное применение АМК на всех этапах его цикла, поскольку не разработан методический аппарат для анализа изменения состояний ЛВА АМК и его составляющих (подсистемы, элементы), в условиях опасных воздействий внешней среды, изменения системы при эксплуатации в результате старения.
Областью исследования являются теоретические и прикладные методы системного анализа задач динамики функционирования и управления безопасным применением АМК по назначению на всех этапах его жизненного цикла.
Цель исследования. На основе системного анализа оптимизировать существующий ряд летательных и воздухоплавательных аппаратов и радиотехнических средств, предназначенных для создания аэромобильных комплексов специального назначения, и разработать математические модели оценивания уровня безопасного функционирования АМК по обеспечению прохождения информационного потока, с учетом воздействия на него внешней среды в обычных и чрезвычайных условиях.
Методы исследования. В диссертационном исследовании использованы методы системного анализа сложных динамических систем, теория управления и оптимизации сложных структур, теория моделирования и функционального анализа, теория исследования операций и надёжности, теория вероятностей и математической статистики.
Научная новизна.
Впервые разработаны основы структурного и параметрического анализа новой сложной динамической системы - «Аэромобильные комплексы специального назначения», предназначенные для эффективного использования в экстремальных ситуациях.
Разработан новый подход к оцениванию эффективности управления безопасностью обслуживаемого объекта с использованием АМК - как сложной динамической системы, обеспечивающей безопасность жизнедеятельности промышленности и регионов страны.
Разработаны математические модели оптимальной организации процессов создания, эксплуатации, управления и использования АМК по назначению. Разработаны методы формирования структуры АМК и стратегии их развития, и сформированы основополагающие задачи
обеспечения эффективного и безопасного функционирования АМК с учетом его функциональной устойчивости.
Разработаны прикладные методы подготовки проекта управленческих решений в задачах обеспечения безопасности и предложена шкальная структура механизма принятия решений.
Обоснованность и достоверность полученных результатов базируется:
на применении основных принципов и системного анализа при постановке научной проблемы и разработке методов их решения;
на результатах анализа значительного количества факторов, влияющих на решение научной проблемы;
на обоснованном выборе основных допущений и ограничений;
на обработке статистических данных по существующим летательным аппаратам различного предназначения;
на обработке статистических данных специальных технических средств мониторинга, технических средств связи и технических средств обеспечения управления, и т. д.;
на использовании фундаментальных наук: функциональный анализ, математическое моделирование, оптимизация и управление сложными системами, теория вероятности, математическая статистика, теория надежности и эффективности, теории множеств, теория исследования операций.
Практическая значимость. Научно обоснована методология и стратегия создания и функционирования новой вооруженной структуры -«аэромобильные комплексы специального назначения», - действующие в обычных и экстремальных условиях и обеспечивающие социально-экономическую и промышленную безопасность, работающие в интересах государственных органов и подразделений. Разработаны научно-технические методы и организационные основы создания АМК и способы их
практического применения по назначению, с учетом агрессивного внешнего воздействия и надежности функционирования комплексов на всех этапах их жизненного цикла. Результаты исследования планируется использовать при создании и эксплуатации аэромобильных комплексов специального назначения.
Личный вклад автора в проведение исследований. В диссертации изложены научно-практические результаты, полученные автором лично. Отдельные положения, полученные другими авторами, принципиально переработаны и на их основе получены новые подходы формирования АМК и критерии оценивания эффективности функционирования исследуемой системы (АМК).
Результаты исследования изложены в 70 публикациях (общим объемом 156 печатных листов), из них 18 статей опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК, объемом 5 пл. Долевое участие в публикациях в соавторстве пропорционально равным долям от количества участников авторского коллектива.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на 12 международных, 8 всероссийских и 6 ведомственных конференциях, на научных семинарах отделов ВЦ РАН им А.А. Дородницына «Надежность и устойчивость систем» и «Нелинейного анализа и проблем безопасности» (2004-2011 гг.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 440 машинописных страниц текста, состоит из введения, шести глав, глоссария, заключения, списка литературы, включающего 211 наименований и приложение. В тексте диссертации: рисунков - 48, таблиц - 23. Приложение содержит две части. Первая часть состоит из 550 станиц, вторая - из 479 страниц. В тексте приложения 356 рисунков и 322 таблицы. Листы переплетены и пронумерованы.
