WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

Совершенствование управления системой физической защиты важных государственных объектов на основе применения математических моделей

Автореферат кандидатской диссертации

 

                       АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МВД РОССИИ                        .

 

На правах рукописи

 

 

ОЛЕЙНИК АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

 

 

Совершенствование  управления системой физической защиты важных государственных объектов на основе применения математических моделей

 

 

 

Специальность 05.13.10 – управление в социальных

и экономических системах (технические науки)

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

Москва - 2012


Работа выполнена на кафедре информационных технологий управления органами  внутренних дел Академии управлении МВД России

 

Научный руководитель:                 Кирин Вячеслав Иванович

кандидат технических наук, профессор

                                                            

Официальные оппоненты:             Костин Александр Львович  

доктор технических наук,

профессор, Научно-производственное

объединение «Перспектива»,

генеральный директор

Соколов Сергей Викторович 

доктор технических наук,

профессор, Академия государственной противопожарной службы МЧС России,

профессор кафедры управления и экономики  государственной противопожарной службы   

              

Ведущая организация:                    Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки «Институт системного анализа

Российской академии наук»

 

Защита диссертации состоится «17» мая 2012 г. в 14.30 ч на заседании диссертационного совета Д 203.002.04 при Академии управления МВД России по адресу: 125171, Москва, ул. З. и А. Космодемьянских, д.8, ауд. № 415-417.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии управления МВД России (125171, Москва, ул. З. и А. Космодемьянских, д.8).

Автореферат разослан  «23»  марта 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета 

кандидат технических наук, профессор                                                                    В.И. Кирин


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Необходимость совершенствования управления системой физической защиты важных государственных объектов с целью противодействия террористическим угрозам становится в настоящее время важ­нейшей задачей, отвечающей самым насущным потребностям на­селения страны, одной из ключевых предпосылок стабилизации ее социально-экономического положения. Особенно это касается  объектов ядерно-оружейного комплекса и ядерной энергетики, топливно-энергетического и химического комплексов, других критически важных отраслей.

Рост степени организации и квалификации преступных групп, доступ преступных элементов к современным средствам вооружения, взрывным устройствам, оснащение средствами радиосвязи и спецтехникой требует расширения функциональных возможностей системы безопасности важных государственных объектов (ВГО) и, как следствие, ведёт к усложнению её структуры. Оперативный сбор, обработка и отображение информации от сотен и тысяч охранных и пожарных датчиков, контроль и управление доступом на территорию тысяч людей с различными правами доступа невозможны без построения систем физической защиты (СФЗ) на основе использования комплексов современных инженерно-технических средств и квалифицированного персонала, обеспечивающих решение задач обнаружения и пресечения несанкционированных действий.

В условиях возрастающих возможностей современных технологий задача построения СФЗ становится  актуальной уже на ранних стадиях проектирования. Это связано с высокой стоимостью СФЗ и  требованиями, предъявляемыми к их надежности.

В этой ситуации практически единственным методом, позволяющим проводить проверку принимаемых проектных решений, является метод математического моделирования, при применении которого в обязательном порядке должен быть учтен тот факт, что  СФЗ представляет собой конфликтную систему с антагонистическими интересами, содержащую существенный элемент неопределённости.

Главное преимущество математических моделей состоит в том, что они являются удобным инструментом для изучения особенностей функционирова­ния СФЗ важных государственных объектов. Модели позволяют оценить варианты поведения социальной компоненты СФЗ (персонала)  в тех или иных условиях, проанализировать возможные сценарии деятельности, предложить и сразу опробовать различные способы ее совершенствования.

Настоящее  исследование направлено на разработку математической модели, ориентированной на  совершенствование управления системой физической защиты важных государственных объектов, а также анализ механизмов ее функциони­рования в условиях информационной неопределенности.

Степень  разработанности проблемы.

В конце 60-х годов благодаря появлению нового поколения ЭВМ и развитию теории и методов моделирования процессов вооружённой борьбы стала возможным реализация идеи создания моделей крупномасштабных операций войск. Так Цыгичко В.Н., решал задачи принятия военно-стратегических решений в СССР и предложил  математическую модель стратегической операции на континентальном театре военных действий.

Баленко С.В. исследовал модели и методы управления операциями специального назначения. Процесс спецоперации рассматривался автором, как совокупность боевых действий, определялась последовательность боевых результатов и стимулов (например, побед и связанных с ними боевых наград и премиальных), их боевая ценность.

Проблемы совершенствования управления системой физической защиты важных государственных объектов были предметом исследования таких учёных как Рёвин С.М., Грачёв Д.Д. и ряда других. Они рассматривали различные аспекты такого совершенствования. За рамками ранее проводимых исследований остались вопросы, связанные с математическим моделированием социальной компоненты СФЗ, поведение её персонала, что обусловливает актуальность настоящего исследования.

Объектом исследования является процесс управления системой физической защиты важных государственных объектов.

Предметом исследования являются математические модели, направленные на совершенствование управления системой физической защиты важных государственных объектов.

Гипотеза исследования. Разработанная в ходе исследования методика использования математической модели для совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов позволяет помимо проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты на имитационной  модели, осуществить выбор наиболее приемлемого варианта (стратегии) защиты  силами охраны уязвимых участков.

Цель диссертационного исследования  -  совершенствование управления системой физической защиты важных государственных объектов на основе использования математических моделей.

Задачи исследования:

  • Анализ программных средств, используемых для моделирования системы физической защиты важных государственных объектов.
  • Разработка методики проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты.
  • Построение математической модели боевых столкновений сил охраны (персонала) и нарушителей.
  • Разработка методики визуализации и анализа информации о ходе боестолкновения.
  • Разработка методики использования математической модели в целях  совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов.
  • Разработка методических рекомендаций по практическому применению программного комплекса для совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов. 

Методологической основой исследования является системный анализ, теория управления, теория вероятностей, теория игр.

Эмпирическую базу исследования составляют актуальные статистических данные, характеризующие современное состояние системы физической защиты важных государственных объектов.  В частности собраны и обработаны данные по всем 10 атомным электростанциям  (АЭС) России: Белоярской, Билибинской, Калининской, Кольской, Балаковской,  Курской, Ленинградской, Нововоронежской, Ростовской, Смоленской, что

составляет сто процентов  действующих АЭС в настоящее время в Российской Федерации.

Научная новизна исследования состоит в том, что:

  • Приведены результаты анализа программных средств, используемых для моделирования системы физической защиты важных государственных объектов.
  • Разработана методика проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты с использованием имитационной модели функционирования системы физической защиты важных государственных объектов.
  • Создана методика визуализации и анализа информации о ходе боестолкновений сил охраны и нарушителей.   
  • Разработана методика использования математической модели в целях совершенствования системы физической защитой важных государственных объектов.
  • Автором разработана математическая модель боевых столкновений сил охраны важных государственных объектов с нарушителями.

Положения, выносимые на защиту:

  • Результаты проведённого анализа программных средств, используемых для моделирования системы физической защиты важных государственных объектов.
  • Авторская методика проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты, которая позволяет выявлять наиболее уязвимые участки СФЗ ВГО, где вероятность защиты сил охраны недостаточна.
  • Математическая модель боевых столкновений сил охраны и нарушителей разработанная автором, отличающаяся от других моделей выбором наилучшей стратегии поведения сил защиты и проведения анализа возможных действий сил нападения используя аппарат теории игр.
  • Методика визуализации и анализа информации о ходе боестолкновения созданная автором  на основе  которой возможно проводить визуальную оценку уязвимости функционирования системы физической защиты и анализ информации о ходе боестолкновения.
  • Методика использования математической модели для совершенствования системы физической защиты ВГО, разработанная автором исследования.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в анализе системы физической защиты и выборе наиболее приемлемых вариантов (стратегий) защиты важных государственных объектов.

Результаты диссертационного исследования использовались в научно-исследовательской работе по теме: «Использование методов моделирования для анализа системы физической защиты важных государственных объектов» Академии управления МВД России совместно с ГК ВВ МВД России (отчёт от 25.11.2011 № 43/19-3647 в соответствии с заявкой ГК ВВ МВД Росс исх. №4/6-10126).

Результаты проведённого исследования внедрены в служебно-боевую деятельность для информационно-аналитической поддержки принятия решений в системе управления подразделениями  по охране важных государственных объектов.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивается:

  • анализом документов по охране важных государственных объектов, полученных в ходе обследования объектов;
  • применением современных математических методов моделирования;
  • апробацией полученных научных результатов при проведении командно-штабных учений и командно-штабных военных игр, специальных операций.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

  • XVII Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов»,  Москва, 20-21 мая 2008г., Академия управления МВД России, тема доклада - «Особенности системы физической  защиты ядерно-опасного объекта, как сложной системы и  основные направления её исследования»;
  • XVIII Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов»,  Москва, 19-20 мая 2009г., Академия управления МВД России, тема доклада - «Центры служено-боевого управления внутренних войск и перспективы их развития»;
  • XIX Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов»,  Москва, 25-26 мая 2010г., Академия управления МВД России, тема доклада - «Использование методов моделирования для исследования системы физической защиты важных государственных объектов»;
  • XX Международная конференция «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов»,  Москва, 24-25 мая 2011г., Академия управления МВД России, тема доклада - «Визуализация и обработка информации с использованием имитационной модели и игрового моделирования»;
  • конференция специалистов управления ВГО в п. Лунёво, 17-22 сентября 2008г., тема доклада – «Компьютерное моделирование во внутренних войсках МВД России».
  • круглый стол «Военно-политическая ситуация в мире и вопросы обеспечения национальной безопасности России», тема доклада «Антитеррористическая защита ядерно-опасных объектов Российской Федерации: методы и технологии» Москва, ноябрь 2011г., РИСИ.

Результаты исследования успешно используются в подразделениях по охране важных государственных объектов и внедрены в войсковые части № 3371, №3795, №3559, о чём свидетельствуют акты о внедрении в практическую деятельность.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс Академии управления МВД в виде фондовых лекций научно-исследовательского семинара «Организация использования информационных технологий в управлении органами внутренних дел», для магистрантов по теме №22: «Компьютерные технологии анализа и прогнозирования», по теме №23: «Имитационное и математическое моделирование».

Подготовленные  материалы предназначены для обучения по профилю подготовки: «Государственное и муниципальное управление», квалификация (степень) выпускника: магистр.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографического списка и приложений.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Анализ современного состояния физической защиты важных государственных объектов

В первом параграфе главы 1 проводится анализ системы физической защиты важных государственных объектов  как сложной социально-технической системы, в которой можно выделить ряд признаков: целостность, структурность, взаимосвязь системы и среды, иерархичность, множественность описания системы.

Оценка эффективности СФЗ может осуществляться экспериментально (учения), аналитически или с помощью моделирования на различных стадиях и этапах создания СФЗ, а также в процессе ее функционировании. Результаты оценки эффективности СФЗ должны использоваться для определения путей совершенствования СФЗ.

Для оценки соответствия СФЗ предъявляемым требованиям на практике используются следующие методы: административно-сверочный, функциональный и математическое моделирование.

Процесс проектирования и анализа сложных человеко-машинных систем, к которым относится СФЗ, требует применения средств автоматизации, начиная с первых этапов проектирования.  Наличие большого числа взаимосвязанных элементов, принципиальная неопределённость из-за неполной информации о потенциальном противнике (нарушителе) и его действиях, многообразие условий функционирования являются основными факторами, определяющими сложность проведения анализа СФЗ ВГО.

Во втором параграфе главы 1 проводится анализ используемых методов моделирования системы физической защиты ВГО.

На основе проведенного анализа основных методов моделирования, используемых для решения задачи анализа уязвимости ВГО у нас в стране и за рубежом установлено следующее.

В проведённых ранее исследованиях недостаточно внимания уделялось рассмотрению СФЗ ВГО, как одного из «участников» конфликтной ситуации, учитывая в явном виде возможные действия, как стороны нападения, так и стороны защиты ВГО с целью получения способов и средств выбора наиболее рационального варианта защиты ВГО.

Наиболее перспективными методами, позволяющим проводить объективный анализ конфликтных ситуаций, учитывая все возможные действия, как со стороны нападения, так и стороны защиты ВГО, является методы математического  и имитационного моделирования.

В третьем параграфе главы 1 проведён анализ программных средств моделирования. В настоящее время существуют методики и программные средства для исследования СФЗ. В работе приведён анализ программных средств анализа уязвимости СФЗ, особенностей их построения и использования. Подробно характеристики программных средств анализа уязвимости СФЗ приведены  в таблице 1.

Характеристики

Программы

EASI

ASSESS

СПРУТ

СПРУТ-ИМ

«Вега-2»

«Контрфорс»

Представление пространственной структуры объекта

последовательность действий на маршруте

схема последовательности действий

3-мерный электронный план

последовательность действий на маршруте

иерархическое дерево участков территории

3-мерный электронный план

Автоматический поиск наиболее опасных маршрутов

-

+

(среди множества заданных)

+

-

+

(среди множества заданных)

-

Ввод характеристик рубежей с помощью шаблонов

-

+

+

-

+

-

Наличие базы данных по средствам охраны

-

+

+

-

+

+

Количество исследуемых маршрутов

1

до 10

не ограни­чено

1

зависит от числа задан­ных секций и переходов

не ограни­чено

Учет случайного характера времени действий нарушителей и сил охраны

+

(нормальный закон распределения)

-

(дисперсия равна 0)

+

(нормальный закон распре­деления)

+

(бета-распределение)

+

(нормальный закон распределения)

+

(нормальный закон распределения)

Учет вида тактики действий сил охраны

-

-

+

-

+

+

Моделирование действий нескольких тактических групп нарушителей и сил охраны

-

+

(при моделировании боя в модуле нейтрализации)

+

-

-

+

Моделирование боевого столкновения

-

+

(в отдельном модуле)

+

-

-

(в отдельной программе)

+

Разработчик

Министерство энергетики США

Лаборатория «Сандия»,

США

Центр анализа уязвимости НПП «Иста»

Центр анализа уязвимости НПП «Иста»

ФГУП «СНПО»

«Элерон»

ГЦ АСУ ВВ МВД России

Таблица 1. Характеристики программных средств анализа уязвимости СФЗ

Более подробно в работе был рассмотрен отечественный программный комплекс «Контрфорс». За последние десять лет накоплен позитивный   опыт применения этого комплекса, программные средства которого позволяет эксперту сделать вывод о соответствии СФЗ предъявляемым требованиям, а также подготовить рекомендации представителям подразделений внутренних войск, выполняющих задачи по охране объекта, и сотрудникам служб безопасности объекта по дальнейшему совершенствованию СФЗ.

Глава 2. Разработка математической модели боестолкновений охраны важных государственных объектов с нарушителями                                                         

В первом параграфе главы 2 рассмотрено информационное обеспечение разрабатываемой математической модели.

Для моделирования функционирования ВГО  и проведения исследования СФЗ ВГО  был сформирован перечень  исходных данных и необходимых документов (информационное обеспечение модели). Собранные данные используются при создании и проведении вычислительного эксперимента на имитационной модели.

К таким исходным данным и документам можно отнести:

  • Результаты обследования объектов.
  • Оценка уязвимости объекта (используются  результаты анализа уязвимости объекта: описание объекта, угрозы, возможные маршруты движения нарушителей, уязвимые места, а так же план охраны и обороны).
  • Растровые битовые массивы для создания реалистичных текстур структурных элементов объекта (текстуры объекта).
  • Результаты панорамной цифровой цветной фотосъемки объекта, содержащие данные для точной координатной привязки изображений к местности.
  • Характеристики элементарных участков СФЗ.
  • Формализованное описание состава и алгоритмов действий личного состава, вооружения и военной техники.
  • Сведения об оснащенности нарушителей - их штатное вооружение и инженерно-технические средства.
  • Сведения о группировке, численности, ролевом составе, характеристиках и других возможностях нарушителя  (противодиверсионный паспорт объекта).
  • Исходные данные для разработки модели местности (рельефа) и трехмерных моделей зданий и сооружений (планы объекта, система внешних ограждений, ситуационный план, схемы охраняемого объекта).

Во втором параграфе второй главы представлена разработанная методика проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты.

В соответствии с этой методикой  для каждого набора исходных данных в плане вычислительного эксперимента формируется ситуационный план. Он разрабатывается на основе плана охраны и обороны объекта. На ситуационный план наносятся маршруты движения нарушителей к цели, характеристики нарушителей и другие данные.

Построение модели СФЗ ВГО осуществляется на основе структуры объекта защиты,  в модель  включаются все системы и связи, оказывающие влияние на охрану объекта защиты. Используя имитационную модель, был проведён вычислительный эксперимент.

Вычислительный эксперимент проводился с применением имитационной модели, которая использует возможности программного комплекса «Контрфорс».

На его основе разработана гипотетическая модель СФЗ ВГО, которая составила 53 участка. На каждом участке  расположены свои инженерно-технические средства охраны.

Описание: C:\Users\Александр\Desktop\Учебная модель.bmp

Рис. 1. Схема вариантов проникновения сил нападения на гипотетический объект

Рассматривался штатный состав караула, согласно требованиям и наставлениям по охране важных государственных объектов.

Исследовались варианты проникновения сил нападения от 1 до 6 человек через каждый участок. Схема вариантов проникновения сил нападения на гипотетический объект представлена на рис. 1.

Задача сил нападения сводилась к проникновению на объект, совершению диверсии и возвращению обратно.      Было сделано допущение, что индивидуальные параметры бойцов  сил охраны и сил нападения равны.

В ходе исследования были получены эмпирические данные:

1. Отношение побед сил охраны к победам сил нападения;

2. Потери живой силы;

3. Потери автотехники;                                            потери сил защиты

4. Потери бронетехники;

5. Потери нападающей стороны.

6. Подробный журнал ведения всех действий, как составом караула, так и силами нападения.

Описание: Основной%20модуль%208

Рис. 2. Информация о соотношении побед защитников и нападающих

Описание: Основной%20модуль%209

Рис. 3. Информация о потерях личного состава сторон

Описание: Основной%20модуль%2010

Рис. 4. Информация о потерях автотехники сторон

Описание: Основной%20модуль%2011

Рис. 5. Информация о потерях бронетехники сторон

Описание: Основной%20модуль%2012

Рис. 6. Информация о распределении потерь защитников

Описание: Основной%20модуль%2013

Рис. 7. Информация о распределении потерь нападающих

Разработанная методика позволяет выявлять наиболее уязвимые участки СФЗ ВГО, где вероятность защиты сил охраны недостаточна. Пример результатов моделирования уязвимости объекта при нападении группы из 6 человек представлен на рис. 8.

Рис. 8. Результаты моделирования уязвимости объекта (с разбивкой по участкам) при нападении группы из 6 человек

В третьем параграфе второй главы представлена математическая модель боевых столкновений сил охраны и нарушителей.    

Для выбора  наилучшей стратегии поведения сил защиты и проведения анализа возможных действий  сил нападения был разработан математический аппарат, позволяющий решить данную задачу.

Разработана математическая модель боевых столкновений сил охраны и нарушителей, которая основана на аппарате теории игр. Для  разработки  математической модели боевых столкновений сил охраны и  нарушителей  формировались варианты (стратегии) защиты ВГО.  Математическая модель боевых столкновений позволяет дать оценку возможных вариантов действий,  как защищающейся стороны, так и нападающей стороны и возникающих в этом случае ситуаций.

Выбор вариантов (стратегии) защиты ВГО зависит от конкретной задачи сил охраны. В нашем случае используются следующие показатели, как для защищающейся стороны, так и для стороны нападения: потери сил охраны, потери автомобильной и бронетехники, потери сил нападения.  Эти показатели важные, но наиболее существенным является вероятность защиты: максимальная для защищающейся стороны, минимальная для стороны нападения.

При этом рассматривается антагонистическая игра (двух лиц) с нулевой суммой. Оба игрока действуют исходя из необходимости max (min) вероятности защиты объекта.

В исследовании  рассмотрены ещё две модели. Модель с ненулевой суммой основана на том, что у каждого из игроков имеются собственные критерии принятия решения. У сил защиты - max защиты объекта нападения, а у сил нападения -  max числа оставшихся в живых, min потерь. Критерий сил защиты – вероятность защиты ВГО, при этом его требуется максимизировать, критерий сил нападения максимизация числа оставшихся в живых нападающих.

Вторая модель иррационального поведения основана на том, что важно для сил нападения: совершение акции или  min потерь (число оставшихся в живых).

В нахождении  наиболее приемлемой стратегии сил охраны (варианта) реализован следующий алгоритм:

  • Ищем игру в чистых стратегиях.
  • Если седловой точки нет, то ищем решение в смешанных стратегиях.
  • Упрощаем матрицу: вычеркиваем дублирующие и заведомо невыгодные стратегии.

Пример упрощения матрицы в количестве нападающих состоящих из четырёх человек представлен на рис. 9.

Рис. 9. Порядок упрощения матрицы в количестве нападающих состоящих из четырёх человек

  • Составляем систему линейных неравенств, решение  осуществляется методом линейного программирования.

После решения системы линейных уравнений

Описание: example_2_1_13

Описание: example_2_1_7

Описание: example_2_1_6

с использованием метода линейного программирования получены следующие результаты:

? = 1/f(x*),  где ? – цена игры;

pj = xj /?, где  pj – оптимальная вероятность применения той или иной стратегии.   

Итогом являются наиболее приемлемые стратегии (варианты) сил охраны.

Структурная  схема математической модели боевых столкновений сил охраны ВГО и нарушителей представлена на рис. 10.

Описание: C:\Documents and Settings\User\Рабочий стол\CorelDRAW X4 Graphic.bmp

Рис. 10. Структурная  схема математической модели боевых столкновений сил охраны и нарушителей

Глава 3. Разработка методических материалов по использованию математической модели боестолкновений для совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов 

В первом параграфе главы 3 описывается методика визуализации и анализа информации о ходе боестолкновения, разработанная автором исследования.

Методика включает в себя следующие этапы:

    • создание зданий, сооружений и инженерных конструкций;
    • создание в виртуальном пространстве модели объекта;
    • создание моделей персонажей, вооружения и техники;
    • создание ландшафтов произвольного и заданного вида;
    • создание моделей сенсоров, барьеров и эффекторов;
    • размещение на объекте сил и средств охраны;
    • программирование действий людей и техники;
    • визуализация действий сил нападения и сил охраны при нападении на объект.

    Основное назначение методики визуализации и анализа информации: оценка уязвимости функционирования системы физической защиты (или ее компонентов) реальных охраняемых объектов, обучение персонала охраны ВГО.

    Методика позволяет визуализировать и проводить анализ информации о ходе боестолкновения. Построена она на базе программного комплекса «Контрфорс».

    Все редакторы программного комплекса работают с объектами единой модели и с единой базой данных. Для графической визуализации разработанного программного обеспечения в базу данных комплекса были добавлены различные трёхмерные графические объекты рельефа местности, зданий, сооружений и инженерных конструкций, моделей людей, вооружения и техники, моделей сенсоров, барьеров, разработанные  автором с применением трёхмерной графики. Пример трёхмерной визуализации гипотетического объекта представлен на рис. 11.

    Описание: 30 copy

    Рис. 11. Трехмерная визуализация гипотетического объекта

    Доработанное программное обеспечение  успешно используется концерном «Росэнергоатом» для решения заявленного диапазона задач и внедрено на все атомные электростанции  Российской Федерации.

    Во втором параграфе главы 3 описывается авторская методика использования математической модели для совершенствования системы физической защиты.

    Применение разработанной методики осуществляется в два этапа. Первый этап - оценка эффективности существующей системы физической защиты. Второй - проверка вариантов с целью повышения эффективности системы физической защиты при использовании конкретных мер направленных на её совершенствование.

    На первом этапе происходит обработка исходных данных, собранных на ВГО в ходе обследования объекта и необходимых для проведения эксперимента, непосредственно сам эксперимент, осуществляется с использованием имитационной модели с целью выявления уязвимых участков СФЗ.

    На втором этапе с использованием математической модели боевых столкновений осуществляется непосредственно решение по выбору стратегии  (варианта)  защиты, итогом которого будет наиболее приемлемая  стратегия (вариант) сил охраны ВГО. Стратегии сил охраны  могут не просто проверяться, но и обсчитываться на имитационной модели.  Возможно комплексирование стратегий обороны  для  совершенствования системы физической защиты объекта.

    Данная методика создана для информационно-аналитической поддержки принятия решений в системе управления подразделениями, частями и соединениями по охране важных государственных объектов. Методика используется в центрах служебно-боевого управления (ЦСБУ) внутренних войск с целью совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов.

    В третьем параграфе главы 3 приведены разработанные авторские методические рекомендации по практическому применению программного комплекса для совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов.

    Методические рекомендации применяются   для   анализа системы физической защиты важных государственных объектов и направлены на её совершенствование системы физической защиты важных государственных объектов и оказания помощи  персоналу служб безопасности и войсковым нарядам в осуществлении защиты ВГО.

    В заключении подводятся итоги исследования, делаются общие выводы:

    1. Проведённый анализ программного обеспечения, позволяет сделать выводы, что по ряду параметров наиболее предпочтительным комплексом для проведения исследования, направленного на совершенствование СФЗ, является программный комплекс «Контрфорс».  Данный программный комплекс разработан специалистами Главного центра автоматизированной системы управления внутренних войск, в том числе и автором диссертационного исследования. За последние годы накоплен позитивный   опыт применения этого комплекса, программные средства которого позволяют эксперту сделать вывод о соответствии СФЗ предъявляемым требованиям, а также подготовить рекомендации представителям подразделений внутренних войск, выполняющих задачи по охране объекта, и сотрудникам служб безопасности объекта по дальнейшему совершенствованию СФЗ.

    Данный программный комплекс может быть использован как при решении задач охраны от нападения на охраняемый объект, так и для решения задач пресечения проникновений за территорией охраняемого объекта.

    Однако одним из недостатков данного комплекса являются слабые возможности по использованию трёхмерной визуализации информации о ходе боестолкновений.

    • Разработана методика проведения эксперимента по выявлению уязвимых участков системы физической защиты, в соответствии с которой  для каждого набора исходных данных в плане вычислительного эксперимента формируется ситуационный план. Он разрабатывается на основе плана охраны и обороны объекта. На ситуационный план наносятся маршруты движения нарушителя к цели, характеристики нарушителя и другие данные.

    Непосредственно сам вычислительный эксперимент происходит с использованием имитационной модели, которая использует возможности программного комплекса «Контрфорс».

    Разработанная методика позволяет выявлять наиболее уязвимые участки СФЗ ВГО, где вероятность защиты сил охраны недостаточна.

    Для  обеспечения  защиты наиболее уязвимых участков СФЗ формировались варианты (стратегии) защиты ВГО.

    Для выбора  наилучшей стратегии поведения сил защиты и проведения анализа возможных действий  сил нападения необходимо разработать математический аппарат, позволяющий решить данную задачу.  

    • Разработана математическая модель боевых столкновений сил  охраны и нарушителей, которая основана на аппарате теории игр. Для  разработки  математической модели боевых столкновений сил охраны и нарушителей  формировались варианты (стратегии) защиты ВГО.  Математическая модель боевых столкновений позволяет дать оценку возможных вариантов действий,  как защищающейся стороны, так и нападающей стороны и возникающих в этом случае ситуаций.

    Итогом являются наиболее приемлемые стратегии (варианты) сил охраны.

    • Разработана методика визуализации и анализа информации о ходе боестолкновения, которая позволяет проводить визуальную оценку уязвимости функционирования системы физической защиты и анализ информации о ходе боестолкновения. Она построена на базе программного комплекса «Контрфорс».

    С целью графической визуализации элементов ВГО в базу данных комплекса были добавлены различные трёхмерные графические объекты, сделанные автором с применением трёхмерной графики.

    • Разработана методика использования математической модели для совершенствования системы физической защиты, которая состоит из двух этапов. Эта методика позволяет на первом этапе оценить эффективность существующей системы физической защиты, на втором  проверить варианты  с целью повышения эффективности системы физической защиты при применении конкретных мер по её совершенствованию.

    В приложении диссертации приводятся эмпирические данные, полученные в ходе эксперимента по выявлению уязвимых участков в системе физической защиты важных государственных объектов и результаты вычислительного эксперимента на математической модели боевых столкновений сил охраны и нарушителей.

    Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 12 научных статьях (6 из них – в соавторстве), общим объёмом 3,2 п. л.

    Научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК:

    • Олейник А.С.  Анализ современных программных средств моделирования систем физической защиты объекта /В.И. Кирин, А.С. Олейник// Научно-практический журнал «Вопросы защиты информации». 2010. - №1. - С. 57-62. (0,22 п.л., соавт. не разделено).
    • Олейник А.С. Методика использования имитационной модели для совершенствования системы физической защиты важных государственных объектов /А.С. Олейник // Труды Академии управления МВД России. – 2011. - №4. - С.114-117. (0,19 п.л.).

    Научные статьи, опубликованные в других научных изданиях:

    • Олейник А.С.  Особенности системы физической  защиты ядерно-опасного объекта, как сложной системы и  основные направления её исследования /А.С. Олейник // Сборник трудов XVII Международной конференции «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов». – М.: Академия управления МВД России. 2008. - С.216-218. (0,16 п.л.).
    • Олейник А.С. Центры служено-боевого управления внутренних войск и перспективы их развития /А.С. Олейник // Сборник трудов XVIII Международной конференции «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов». -  М.: Академия управления МВД России. 2009. -  С.224-226. (0,19 п.л.).
    • Олейник А.С. Использование методов моделирования для исследования системы физической защиты важных государственных объектов / Кирин В.И., Олейник А.С. // Сборник трудов XIX Международной конференции «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов». - М.: Академия управления МВД России. 2010. - С.201-204. (0,19 п.л., соавт. не разделено).
    • Олейник А.С. Визуализация и обработка информации с использованием имитационной модели и игрового моделирования /А.С. Олейник // Сборник трудов XX Международной конференции «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов». - М.: Академия управления МВД России. 2011. - С.176-180. (0,31 п.л.).
    • Олейник А.С. Современные подходы к оценке уязвимости системы физической защиты объекта на основе использования информационных технологий /А.С. Олейник // Оперативно технический журнал «Ориентир». – 2009. - №4.   - С.51-56. (0,28 п.л.).
    • Олейник А.С. Программные средства анализа уязвимости системы физической защиты объекта / Кирин В.И., Олейник А.С.  // Сборник трудов «Информационные технологии, информационная безопасность, специальная техника». - М.: Академия управления МВД России. 2009. - С.213-221. (0,56 п.л. соавт. не разделено).
    • Олейник А.С. Нарушителям поставлен «Блок» /А.С. Олейник // Журнал «На Боевом посту» внутренних войск. -  2007. - №5. - С.34-35. (0,13 п.л.).
    • Олейник А.С. Антитеррористическая защита ядерно-опасных объектов Российской Федерации: методы и технологии  / Абаев Л.Ч., Олейник А.С.  // Сборник материалов РИСИ. - 2011. - С.174-180. (0,25 п.л., соавт. не разделено).
    • Олейник А.С. О некоторых подходах к моделированию антитеррористической защиты ВГО РФ / Абаев Л.Ч., Олейник А.С.  // Сборник вопросов оборонной техники. - 2011. - С.112-118. (0,19 п.л., соавт. не разделено).
    • Олейник А.С. Анализ и моделирование антитеррористической защиты значимых объектов инфраструктуры России (на примере защиты ядерно-опасных объектов) / Абаев Л.Ч., Олейник А.С. // Информационно-аналитический и научно-практический журнал «Противодействие терроризму». - 2011. - №2. -  С.42-47. (0,23 п.л., соавт. не разделено).
     
    Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.