Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Шолин Николай Алексеевич. Модели алгоритмы расчета параметров информационного взаимодействия национального центра управления в кризисных ситуациях с источниками информации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Шолин Николай Алексеевич; [Место защиты: Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС РФ].- Санкт-Петербург, 2009.- 146 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Условные обозначения и сокращения 5.

Введение 6.

Глава 1. Анализ состояния и основных направлений совершенствования
информационного взаимодействия национального центра управления в
кризисных ситуациях с источниками информации 12.

  1. Система управления единой государственной системой предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций 12.

  2. Национальный центр управления в кризисных ситуациях 19.

  3. Система информационного обмена 24.

1.3.1. Назначение и состав системы информационного обмена 24.

  1. Классификация информации циркулирующей в системе информационного обмена 27.

  2. Анализ процессов сбора, обработки и распределения информации в системе информационного обмена 30.

1.4. Анализ состояния и тенденций развития систем управления в
чрезвычайных ситуациях зарубежных государств 35.

  1. Система управления в чрезвычайных ситуациях США 36.

  2. Система общественной безопасности 911 37.

  3. Европейские службы спасения 112 39.

1.5. Постановка задачи исследования 42.

Выводы по главе 1 44.

Глава 2. Модели и алгоритмы обоснования требований к своевременности и
полноте информации в интересах решения прикладных задач национального
центра управления в кризисных ситуациях 45.

  1. Алгоритм формирования рациональных требований к своевременности информации 45.

  2. Выбор архитектуры баз данных национального центра управления в кризисных ситуациях 48.

  1. Общие сведения о базах данных 48.

  2. Архитектура баз данных 50.

  3. Элементы теории реляционных баз данных 55.

2.3. Теоретические основы применения метода анализа иерархий для
формирования рациональных требований к полноте информации 61.

  1. Методика подготовки и проведения экспертизы 62.

  2. Формальная обработка результатов экспертизы 65.

  1. Алгоритм формирования рациональных требований к полноте информации 77.

  2. Общий алгоритм обоснования требований к своевременности и

полноте информации 83.

Выводы по главе 2 85.

Глава 3. Модели и алгоритмы оценки достоверности сообщений о
чрезвычайных ситуациях 86.

3.1. Математические модели оценки достоверности сообщений от
ненадежного источника информации 86.

3.1.1. Оценка апостериорной достоверности сообщений от
ненадежного источника информации 87.

  1. Оценка вероятности правильного обнаружения 89.

  2. Оценка вероятности ложной тревоги 91.

  3. Оценка априорной вероятности возникновения чрезвычайной ситуации 92.

  1. Алгоритм оценки достоверности сообщений от ненадежного источника 101.

  2. Модель и алгоритм оценки достоверности сообщения по данным нескольких ненадежных источников 103.

3.3.1. Принципы оценки достоверности информации, поступающей
от нескольких ненадежных источников 103.

3.3.2. Оценка достоверности сообщения от двух источников
информации 108.

3.3.3. Оценка достоверности сообщения от нескольких источников

информации 112.

Выводы по главе 3 116.

Глава 4. Практические рекомендации по организации информационного
взаимодействия национального центра управления в кризисных ситуациях с
источниками информации ..117.

4.1. Практические рекомендации по оценке влияния информации
различных видов на эффективность национального центра управления в
кризисных ситуациях 117.

4.2. Практические рекомендации по оценке достоверности сообщений
от ненадежных источников 129.

  1. Практические рекомендации по оценке достоверности сообщения от одного ненадежного источника 129.

  2. Практические рекомендации по оценке достоверности

сообщения от трех ненадежных источников 134.

Выводы по главе 4 138.

Заключение 139.

Список литературы 140.

Условные обозначения и сокращения

ситуациям и

Автоматизированная информационно-управляющая система Автоматизированная система Автоматизированная система управления Автоматическая телефонная станция Гражданская оборона Дежурно-диспетчерская служба Единая дежурно-диспетчерская служба Запасный пункт управления Информационно-навигационная система Комплекс средств автоматизации Министерство внутренних дел Министерство обороны Мобильный пункт управления Министерство по чрезвычайным делам гражданской обороны

Национальный Центр управления в кризисных ситуациях

система населения в

Общероссийская комплексная

информирования и оповещения местах массового пребывания людей Подвижный пункт управления Российская академия наук

Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций Система массового обслуживания Система поддержки и принятия решений Система управления базами данных Федеральное Агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях США Федеральные органы исполнительной власти Центр управления в кризисных ситуациях Чрезвычайная ситуация

Введение к работе:

Россия — страна с огромной территорией, на которой расположено множество потенциально опасных объектов природного и техногенного характера. Несмотря на принимаемые меры, число чрезвычайных ситуаций на этих объектах остается недопустимо высоким. В «Концепции национальной безопасности Российской Федерации» отмечено, что потери людей и материальных средств от чрезвычайных ситуаций нередко сопоставимы с потерями в вооруженных конфликтах [79]. В этих условиях безопасность от ЧС является для России ключевой задачей.

Для решения этой задачи в России создана единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, повседневное управление которой возложено на МЧС [60, 61, 70]. По оценкам специалистов [34, 74] в настоящее время возможности РСЧС не в полной мере соответствуют уровню угроз национальной безопасности Российской Федерации от катастроф и ЧС.

Существует два пути повышения возможностей РСЧС: экстенсивный и интенсивный. Экстенсивный путь предполагает увеличение количества сил и средств постоянной готовности, привлекаемых к работам по предупреждению чрезвычайных ситуаций, к работам по их ликвидации. Интенсивный путь связан с увеличением степени реализации потенциала имеемых сил и средств за счет совершенствования системы управления и системы подготовки личного состава.

Обстановка в условиях катастроф и ЧС по сложности, динамизму изменения, неполноте и противоречивости информации соответствует обстановке, складывающейся при ведении боевых действий[34]. Известно, что хорошая система управления войсками способна удвоить эффективность боевых действий, [4]. Используя аналогию с вооруженными силами, специалисты МЧС утверждают, что совершенствование системы управления окажет большее влияние на эффективность функционирования РСЧС, чем аналогичное по затратам увеличение численности сил и средств постоянной

готовности [34].

Одно из важнейших направлений совершенствования систем управления - автоматизация процессов информационного взаимодействия, [48]. Это в полной мере относится и к системе управления РСЧС. Основным звеном автоматизированной системы управления РСЧС является национальный центр управления в кризисных ситуациях. НЦУКС будет по настоящему эффективным в том случае, если он сможет своевременно формировать интегрированную картину обстановки в зонах чрезвычайных ситуаций, вырабатывать прогноз ее развития и планы по применению сил, привлекаемых к аварийно-спасательным работам. Качественное решение этих задач возможно только при наличии у каждой категории должностных лиц органов управления полной, достоверной и своевременной информации по кругу своих обязанностей.

Для организации информационного взаимодействия в РСЧС создана система информационного обмена. Информация, поступающая в НЦУКС от различных источников через систему информационного обмена, отличается с одной стороны избыточностью, а с другой - неполнотой и противоречивостью. Широкие возможности современных технических средств по добыванию информации и высокая насыщенность информацией многочисленных источников вошли в резкое противоречие с ограниченными возможностями оперативного состава автоматизированных систем по оценке, обработке и распределению поступающей информации [10]. Один из наиболее целесообразных путей преодоления этого противоречия связан с автоматизацией выбора для каждой категории должностных лиц НЦУКС информации представляющей наибольший интерес, с учетом ее своевременности, полноты и достоверности.

Следовательно, для повышения эффективности функционирования НЦУКС нужны модели и алгоритмы автоматизированного выбора параметров информационного взаимодействия НЦУКС с источниками информации.

Таким образом, тема диссертации является актуальной. Подтверждением актуальности темы является то, что она соответствует пункту 6 федеральной целевой программы «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2010 года», [63].

Особая актуальность темы диссертации связана с ускорением изменений, происходящих в обществе. Необходимая скорость принятия решений начинает все более и более превышать предельно возможные скорости принятия решений человеком [86, 87, 88]. Для повышения скорости принятие решений человеком необходимо как можно большее количество информационной работы перекладывать на вычислительную технику. Но переложить выполнение какой-либо информационной работы на ЭВМ можно только в том случае, если существуют соответствующие модели и алгоритмы.

Цель диссертационной , работы - поиск научно обоснованных технологических решений по сбору, обработке и распределению информации о ЧС в интересах повышения эффективности НЦУКС.

Теоретическим базисом исследования являются концепции
современной автоматизации процессов анализа и обработки информации в
системах управления организационно-технического типа, а

методологическими средствами — методология проектирования систем управления сложными организационно-техническими системами и методы математического моделирования.

Объектом исследования является национальный центр управления в кризисных ситуациях, а предметом — процессы информационного взаимодействия НЦУКС с источниками информации. Задачи диссертационного исследования:

1. Произвести анализ состояния и основных направлений совершенствования информационного взаимодействия национального центра управления в кризисных ситуациях с источниками информации

  1. Разработать научно-методический аппарат для оценки своевременности данных, поступающих от источников информации, для выбора рационального состава информации в интересах решения прикладных задач НЦУКС и для оценки достоверности информации, поступающей от ненадежных источников.

  2. Разработать рекомендации по организации информационного взаимодействия национального центра управления в кризисных ситуациях с источниками информации для решения ряда прикладных задач.

Для решения указанных задач в диссертационной работе использовались методы:

общей теории систем [35, 46, 47, 48, 71, 76],

теории дифференциальных уравнений [53],

- теории вероятностей, математической статистики и теории
случайных функций [11, 14, 31,51],

теории массового обслуживания [22, 30, 33, 92],

математического программирования [12, 20, 28, 37, 38, 77, 91],

теории принятия решений [6, 8, 13, 16, 18, 42, 44, 45, 50, 73, 75],

общей теории управления [2, 3, 4, 5, 9, 14, 26, 27, 32, 43, 48, 54, 86],

экспертных оценок [7, 23, 24, 41, 72],

теории реляционных баз данных[6, 8, 13, 16, 18, 42, 44, 45, 50, 73, 75].

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

  1. Теоретические основы применения метода анализа иерархий для формирования рациональных требований к полноте информации.

  2. Общий алгоритм обоснования требований к своевременности и полноте информации.

  3. Модели и алгоритмы оценки достоверности сообщений о чрезвычайных ситуациях.

Новизна первого научного результата состоит в адаптации метода

анализа иерархий к решению задачи формирования рациональных требований к полноте информации, поступающей на НЦУКС от источников информации. Применение метода анализа иерархий позволяет поставить задачу формирования рациональных требований к полноте информации как задачу математического программирования - задачу «о ранце».

Новизна второго научного результата состоит в формализации процессов анализа информационных потребностей НЦУКС, с учетом требований к своевременности и качеству решения прикладных задач НЦУКС в рамках заданных стоимостных ограничений.

Новизна третьего научного результата состоит:

в использовании статистического подхода для получения оценок вероятностей правильного обнаружения чрезвычайной ситуации и вероятности ложной тревоги;

в использовании теории массового обслуживания для оценки априорной вероятности возникновения чрезвычайной ситуации;

- в использовании многомерной формулы Байеса для оценки
апостериорной достоверности сообщений по данным от нескольких
ненадежных источников.

Достоверность выдвинутых в диссертации положений и выводов обоснована и подтверждена применением апробированных методов исследования и практическим внедрением результатов диссертационной работы.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке научно-методического аппарата для оценки и обоснования элементов информационного взаимодействия в сложных системах управления организационно-технического типа.

Практическая ценность работы заключается:

- в оценке влияния различных типов информации на эффективность решения национальным центром управления в кризисных ситуациях ряда

11 прикладных задач;

- в разработке методики оценки достоверности сообщения о чрезвычайной ситуации по данным трех ненадежных источников информации.

Предложенные в диссертации модели и алгоритмы могут быть использованы для совершенствования специального математического и программного обеспечения НЦУКС.

Результаты диссертационного исследования внедрены в деятельность Северо-Западного регионального центра МЧС Росси, ГУ МЧС России по Московской области, отдельные теоретические положения диссертации используются в учебном процессе на кафедре автоматики и сетевых технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на

заседаниях кафедры автоматики и сетевых технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на: VI Международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий ЧС», Санкт-Петербург, 19 октября 2007 г.; Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы», Санкт-Петербург, 23-24 апреля 2008 г.; III Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму», Санкт-Петербург, 20-21 мая 2008 г.

По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, из них 2 по перечню ВАК.

Структура и объем диссертационной работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Общий объем - 147 с, из которых: оглавление - 4 с, условные обозначения и сокращения - 1 с, основного текста -134 с. (таблиц - 49, рисунков -11 ), библиография - 8 с. (93 наименования + 5).


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net