WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |

На правах рукописи

КРУПЕНИН Александр Владимирович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ

СИНТЕЗА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ УПРАВЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка

информации (информационные и технические системы)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Краснодар - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор

Симанков Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Курейчик Виктор Михайлович

доктор технических наук, профессор

Макаров Валерий Фёдорович

доктор технических наук, профессор

Лойко Валерий Иванович

Ведущая организация:

Воронежский институт МВД России

Защита состоится « 30 » сентября 2009 г. в 14 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.100.04 ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2а, Г-251

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского
государственного технологического университета: 350072, г. Краснодар,
ул. Московская, 2а

Автореферат диссертации разослан « 27 » августа 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.100.04,

канд. техн. наук, доцент А.В. Власенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В последние годы наблюдается устойчивая тенденция нарастания потока информации, циркулирующей в системах управления критически важными объектами (КВО) государства. Причём, в зависимости от социально-политической обстановки в стране, характерны резкие колебания текущей нагрузки на центральный орган обработки документированной информации (ООДИ) КВО. Для оперативного и достоверного обеспечения информацией руководства КВО в условиях кризисных ситуаций к центральному ООДИ зачастую привлекаются дополнительные силы и средства. Однако, такие экстренные меры в целом не решают проблему обеспечения инвариантности пропускной способности ООДИ к резким колебаниям нагрузки. Это связано с большими трудозатратами и снижением требуемого уровня функциональной надёжности. То есть традиционные методы обработки информации недостаточно эффективны. В связи с этим на современном этапе возникает проблема недостаточно высокой эффективности информационных систем критически важных объектов государства.

Решение этой проблемы может быть осуществлено на базе совершенствования и развития автоматизированных методов передачи и обработки циркулирующей информации в системах управления критически важными объектами, а актуальность обусловлена решением Правительства Российской Федерации об ускоренном переходе к цифровым технологиям. Для автоматизированных ООДИ критически важных объектов недостаточно полно разработаны теоретические и научно-технические основы их синтеза, что является существенной причиной их низкой эффективности и основным сдерживающим фактором их широкого внедрения в практику.

В связи с вышеизложенным диссертационная работа посвящена методологии синтеза и научно-техническому обоснованию структуры информационных систем автоматизированных комплексов управления критически важных объектов.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является теоретическая и научно-техническая разработка методологии системных исследований анализа и синтеза автоматизированного комплекса управления критически важного объекта на основе автоматизации обработки документированной информации.

Для достижения цели научных исследований в диссертационной работе поставлены и решены следующие научные задачи:

1. Исследовать потенциальные возможности традиционного органа обработки документированной информации критически важного объекта по обработке информации в повседневных условиях и в особые периоды кризисных ситуаций.

2. Разработать методику системных исследований для выбора и обоснования основных критериев и показателей эффективности автоматизированных информационных систем критически важных объектов на основе развития теоретических положений системного анализа и определения области применения типовых систем противодействия автоматизированных органов обработки документированной информации.

3. Разработать основные принципы построения автоматизированного органа обработки документированной информации и синтеза корпоративной и локальной сетей критически важных объектов.

4. Исследовать и разработать комплекс моделей адаптивных алгоритмов работы автоматизированного комплекса управления критически важного объекта на основе использования параллельных каналов связи с решающей обратной связью.

5. Исследовать основы синтеза автоматизированных комплексов управления критически важных объектов, обладающих свойством адаптации к качеству канала связи и разработать математические модели их функционирования.

6. Исследовать и разработать общую структуру корпоративной сети автоматизированных комплексов управления критически важных объектов на основе выбранных наиболее важных критериев, с учётом общих принципов построения автоматизированных информационных систем.

7. Исследовать и разработать методы моделирования типовых программно-моделирующих комплексов на основе разработки функциональных, информационных и динамических моделей его подсистем.

8. Разработать программу имитационного моделирования процесса обработки информации в автоматизированных системах критически важных объектов.

9. Оценить эффективность применения разработанных методов синтеза автоматизированных органов обработки документированной информации в условиях работы при нормальной и повышенной нагрузках.

Предметом исследования является методология системных исследований синтеза информационных систем автоматизированных комплексов управления критически важных объектов.

Объектом исследования является информационная система автоматизированного комплекса управления критически важного объекта.

Теоретической и методологической основой исследования являются: теория сложных многоуровневых иерархических систем; теория информации и управления; теория надёжности; теория случайных сигналов и шумов; теория экспертных систем и основы теории измерений; теория выбора и принятия решений; теория систем автоматического управления; теория матриц; теория конечных графов и сетей; теория вероятностей и математической статистики; теория множеств, математической логики и теория алгоритмов; элементы теории массового обслуживания и основы вычислительной математики; основы теории математического моделирования.

Научная новизна работы состоит в теоретическом обобщении и организационно-техническом решении проблемы синтеза АКУ КВО. В частности:

1. Исследованы и определены причинно-следственные связи повышения нагрузки на информационную систему критически важного объекта и произведена формализация процесса обработки документальной информации. Разработана методика и математическая модель для обоснования оргштатной структуры, а также потенциальной пропускной способности традиционных ООДИ. Проведен сравнительный анализ пропускной способности традиционных и автоматизированных ООДИ для научного обоснования необходимости синтеза автоматизированных органов обработки документированной информации.

2. Проведён системный анализ органа обработки документированной информации в структуре управления критически важным объектом с учётом иерархии критериев эффективности подсистем. Найдены обоснованные наиболее значимые критерии эффективности информационной системы и решена многокритериальная задача синтеза сложной критически важной системы.

3. Разработана методика оценки и выбора типовых систем обеспечения устойчивости информационной сферы КВО на основе синтеза комплексной модели её функционирования.

4. Разработаны теоретические основы синтеза автоматизированных информационных систем КВО на основе Intranet технологии, повышающие оперативность, достоверность и надёжность передачи и приёма информации.

5. Разработана методика построения и произведена оценка информационных систем КВО, а также на этой основе синтезированы корпоративная и локальная сети критически важных объектов.

6. Разработана динамическая математическая модель функционирования программно-моделирующего комплекса ООДИ КВО, путём иерархического разбиения его на системно связанные подсистемы, позволяющая оптимизировать его структуру.

7. Произведена оценка эффективности синтезированной автоматизированной информационной сети обработки документированной информации по основным критериям, а также разработана методика оценки экономической эффективности.

Результаты, выносимые на защиту

1. Методика и математическая модель для определения структуры и потенциальных возможностей традиционных органов обработки документированной информации критически важных объектов.

2. Методика выбора наиболее значимых критериев эффективности функционирования информационной автоматизированной системы обработки информации КВО.

3. Методика системных исследований для оценки и выбора типовых систем противодействия угрозам информационной сферы для комплектования информационных систем автоматизированных комплексов управления КВО.

4. Общая структура корпоративной сети КВО на основе выбранных наиболее значимых критериев, с учётом общих принципов построения информационных систем.

5. Теоретические основы синтеза информационных систем автоматизированных комплексов управления КВО на основе разработанных адаптивных алгоритмов и типового программно-моделирующего комплекса, повышающие производительность, достоверность и надёжность информации.

6. Оценка эффективности синтезированных автоматизированных методов обработки документированной информации по сравнению с традиционными.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением апробированного и общепринятого математического аппарата, идентификацией, верификацией данных на основе обширного экспериментального материала и имитационного моделирования, сопоставлением расчётов на основе разработанных моделей с известными эталонными численными решениями, проверенными натурными экспериментами, расхождение с которыми не превышает заданного уровня достоверности, широкой апробацией полученных результатов на Международных и Всероссийских конференциях, публикацией в реферируемых журналах ВАК РФ, а также экспертизой технических решений, подтверждённых патентами на предлагаемые устройства и свидетельствами на программное обеспечение разработанных алгоритмов.

Теоретическая и практическая ценность работы

Теоретическая значимость работы заключается в разработке научно-методического аппарата, который может представить общенаучный интерес для задач синтеза информационных систем КВО в различных предметных областях государственных структур. Теоретическая часть работы может рассматриваться в качестве прикладного элемента методологии системного анализа при решении задач указанного класса.

Практическая значимость работы заключается в разработке архитектуры информационных систем КВО, позволяющей решать задачи автоматизированной обработки документированной информации с обеспечением требуемого уровня функциональной надёжности их эксплуатации, а также оперативности и достоверности информации.

Разработанные научные положения и методики синтеза ИС КВО могут быть использованы для проверки на соответствие информационных систем требованиям функциональной стабильности и сертификации объектов КВО при аттестации объектов информатизации, удовлетворяющие требованиям отечественных и международных стандартов.

Реализация научных результатов

Разработанный научно-методический аппарат и технические решения использовались при разработке локальных сетей КВО Краснодарского края на базе программно-технических комплексов интеграции информационных ресурсов в вопросах определения оргштатной численности личного состава органа по обработке документированной информации и его потенциальных возможностей, путём использования разработанных адаптивных алгоритмов функционирования информационных систем для повышения надёжности, оперативности и достоверности передаваемой информации.

Разработанный научно-методический аппарат и результаты научных исследований внедрены в учебный процесс Краснодарского университета МВД России и используются при подготовке лекций и учебно-методических материалов для проведения занятий.

Использование результатов диссертационных исследований подтверждено двумя актами внедрения.

Апробация результатов научных исследований

Результаты исследований докладывались на научных семинарах, конференциях и симпозиумах: на Международных научно-технических конференциях «Интеллектуальные системы (IEEE AIS'04,05,06)» и «Интеллектуальные САПР (CAD-2004,2005,2006)» (Дивноморское-Россия, 2004, 2005, 2006 г.); на II Всероссийской НПК «Математические методы и информационно-технические средства» (г. Краснодар, 2006 г.); на VII Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (INTELS’2006) (Россия, Краснодар, 2006 г.); на научно-практических конференциях и межвузовских НТК Краснодарского высшего военного училища (военного института) (г. Краснодар, 2004, 2005, 2007, 2008 г.); на научном семинаре в Южном федеральном университете (г. Таганрог, 2008 г.); на научном семинаре в Воронежском институте МВД России (г. Воронеж, 2008 г.)

Публикации результатов научных исследований

Основные результаты научных исследований опубликованы в 30 научных работах: 8 научных статях; 15 докладах и тезисах докладов; 5 патентов на полезную модель; 1 патент на изобретение; 1 авторское свидетельство на государственную регистрацию программы для ЭВМ.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»