Методы и модели надежности, эффективности и безопасности сложных технических систем в конфликтных ситуациях

На современном этапе развития науки, техники и технологии является актуальной проблемой исследование в области моделирования надежности, эффективности и безопасности систем, научных основ эксплуатации и применения по назначению сложных систем, особенно систем специального применения. Необходимо разработать новые качественные и количественные методы исследования поведения систем с точки зрения их надежного, безопасного и эффективного функционирования и использования с учетом различных особенностей и свойств, присущих как самым системам, так и среды их применения.

Анализ современного развития науки и техники показывает, что приоритетными задачами, которые стоят перед человечеством будут например, такие как:

— создание сложных систем для освоения космоса;

— создание нетрадиционных технологий получения новых источников энергии;

— создание телекоммуникационных систем связи;

— создание лазерных технологий для различного применения;

— глобальные решения транспортных систем;

— создание медико-биологических, химических и др. технологий для решения продовольственных проблем и условий выживания человека;

— создание условий и разработка средств защиты территориальной целостности, обитание этноса и национальностей;

— освоение мирового океана и др.

Как видно только из небольшого перечисления стоящих проблем, которые будут решаться в XXI веке, эти проблемы не могут быть решены без серьезной научной проработки и создания математических методов и моделей динамики функционирования сложных создаваемых систем без учета надежности, безопасности и эффективности их функционирования. В настоящее время строгого (с точки зрения математического) определения безопасности сложных систем в литературе не имеется. Поэтому в дальнейшем мы будем опираться на модели и методы, характеризующие безопасность, которые нами будут предложены.

Эффективность и безопасность — это одно из направлений в исследовании систем, порожденное обстоятельствами, при которых угроза нормальному (безопасному) функционированию системы приобретает существенное значение.

Понятие безопасности должно иметь единое понимание всеми исследователями этой проблемы как в области технических систем так и других больших систем. При разработке этого понятия мы основываемся на системном анализе, исследовании операций, теории надежности и эффективности, раскрывающих комплекс факторов, ситуаций, причин, 6 поддающихся моделированию и оптимизации. Наш подход решения проблемы безопасности и эффективности основан на математическом ее смысле и взаимодействии исследуемых систем со средой и человеком. Точное понятие безопасности позволяет разработать необходимые критерии безопасности для рассматриваемой системы. Количество таких критериев определяется при исследовании структуры причинно-следственных связей, характеризующих появление опасности при возникновении неприемлемых ситуаций. Разработка критериев или показателей является необходимым условием для проведения анализа и синтеза эффективности, безопасности и обоснования норм (запасов) безопасности при создании (построении) и функционировании сложной системы. Наши исследования в основном посвящены исследованию безопасности сложной технической системы и ее эффективному функционированию с учетом обеспечения безопасности жизнедеятельности условного пространства.

Безопасность сложной технической системы (СТС) прежде всего связана с аварийной ситуацией. Эти ситуации в обобщенном смысле могут возникнуть в определенный момент времени, начиная с момента функционирования системы, о чем речь пойдет в последующих главах диссертации.

Безопасность СТС мы будем характеризовать устойчивостью, надежностью и интеллектуальными характеристиками операторов.

Таким образом, безопасность СТС — это свойство системы противодействовать появлению аварийной ситуации, порога критичности состояний системы, влияющих отрицательно на жизнедеятельность человека и среду его обитания (окружающую среду) при функционировании системы в соответствии с целевым назначением. Исход выполнения СТС целевого назначения будет безопасен, если это выполнение протекает без нарушения законов функционирования оптимальной работоспособности обслуживающего персонала. Под аварийной ситуацией и порогокритичностью, за которыми начинается катастрофа, понимается такое состояние СТС, в том числе «система-оператор-среда», при котором значения факторов, влияющих на систему, приближается к критичным (предельным) значениям. Эти факторы имеют различную природу, они подлежат анализу и синтезу качественной и каличественной оценке. Состав факторов свойственен конкретно каждой системе в зависимости от ее предназначения. Поскольку безопасность зависит от надежности, устойчивости, то в диссертации моделируется безопасность СТС и ее оценка, связанная с указанными компонентами. Отказовые ситуации системы являются причиной отказа элементов, подсистем, влияющих на работоспособность СТС. Это означает, что в процессе функционирования системы может последовать аварийная ситуация, переходящая в катастрофу. Устранение аварийных ситуаций 7 предполагает ликвидацию ее причин с востановлеиием (заменой) поврежденных элементов СТС и нормальной работоспособности операторов. Из всего сказанного вытекает, что к исследованию и моделированию безопасности применим системный подход, что означает применение методологии комплексного исследования систем и сложных объектов во взаимодействии среды, техники, человека, т. е. как объединение элементов разной природы.

В понятие внешней среды в зависимости от рассматриваемой системы могут включаться природные, техногенные или антропогенные и др. условия, если исследуемая система (объект) является природной. Когда исследуется СТС, то в понятие внешней среды включаются физические и технические данные, сопряженные с исследуемой системой, а также операторы, обслуживающие СТС, внешние и внутренние факторы жизни общества если рассматривается общественная система.

Применение системного и операционного подхода в исследовании и моделировании безопасности систем и эффективное использование позволяет проводить анализ и синтез оптимального процесса функционирования СТС в смысле надежности, эффективности и безопасности. В рамках анализа проектирования СТС с учетом надежности, устойчивости, эффективности и безопасности задача решается путем выработки проектных решений по синтезу системы, реализующий оптимальный процесс достижения цели функционирования, о чем конкретно будет показано в содержательной части.

Исследование и моделирование надежности, эффективности и безопасности применения СТС в конфликтных ситуациях мы будем основываться на следующих принципах:

— сложная техническая система рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов, подсистем (субсистем);

— сложная система нами рассматривается, с одной стороны, как подсистема в системе более высокого уровня (надсистеме, суперсистеме), а с другой — как совокупность образующих ее подсистем и элементов;

— исследование СТС требует анализа всех ее свойств и взаимосвязей;

— исследование СТС, описание ее элементов не должно носить самодавляющего характера, а должно вытекать из задач самой системы и задач ее исследования и применения по функциональному назначению.

Исходя из этих принципов понятие эффективности и безопасности определяется как свойство системы достигать цели своего функционирования. В этой связи эффективности и безопасности СТС присущи элементы операционного свойства, которое проявляется в процессе целенапрвленного ее функционирования. Для обеспечения эффективного, устойчивого и безопасного функционирования СТС должен быть разработан комплекс требований как к внутренним свойствам 8 системы, так и к факторам внешней среды, обусловленным внешним окружением системы. Также должны быть обоснованы обобщенные показатели качества, надежности СТС и ее эффективного функционирования, для чего строятся агрегированные модели. Эффективность и безопасность СТС зависят от показателей качества, которое характеризуется многими показателями. Для безопасного, эффективного и устойчивого функционирования СТС необходимо исследовать вопросы надежности, остаточного ресурса, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности и особенно эффективности применения СТС в проведении операции (для военно-технической системы), т.к. эффективность и безопасность есть системное качество операции, для проведения которой необходимо провести исследования в интересах решения следующих задач:

1. Разработать альтернативный метод (методику) сравнения ВТС.

2. Разработать модели и показатели эффективности ВТС при рассмотрении средств для создания и применения СТС.

3. Разработать алгоритмы сравнения ВТС включая технологию изготовления (на примерах летательных аппаратов).

4. Исследовать вопрос и разработать модели и алгоритмы многокритериального выбора ВТС с учетом распределения ресурсов иформационного обеспечения по эффективному и безопасному применению ВТС.

Учитывая то, что комплексный подход разработки моделей и методов исследования безопасности и эффективного применения ВТС является малоизученным, необходимо определить и методологию исследования указанных задач. К настоящему времени в рамках исследования надежности, эффективности распределения ресурсов имеется значительная и фундаментальная литература [ 8, 62, 63, 79, 109, 143 и др.], то в области исследования безопасности на формальной основе научно-учебной литературы мало. Видимо это объясняется выделением нового научного направления, отсутствием строгой концептуальной базы безопасности и ее трактовкой — определением. Например, зачастую понятие «безопасность «определяется так, что согласно этим определениям до наступления аварии или катастрофы любой объект следует признавать как безопасный. Иногда с понятием безопасности используются такие формулировки, что смысл их неоднозначен, например, такие понятия как «опасный «угроза «, «предотвращать «, «не допускать «и т. д. С точки зрения комплексного подхода мы рассмотрели проблему безопасного и эффективного применения СТС (ВТС) по назначению и попытались ответить на вопрос — какая должна быть СТС (ВТС) на всех этапах жизненного цикла, чтобы эффективно и безопасно решить поставленные задачи в операции, например при защите территориальной целостности страны. 9.

В диссертации сделана попытка разработать элементы методологии исследования безопасности, даются определения опасности, безопасности и сопутствующие им понятия, ибо построение любой формальной теории начинается с перечисления интуитивно-ясных элементарных понятий. Основываясь на фундаментальных классических исследованиях в области устойчивости динамических систем JI. Эйлера, О. Коши, А. Н. Крылова, А. А. Маркова, а в дальнейшим В. И. Зубова, Ю. И. Митропольского, Н. Н. Красовского, А. А. Андронова, JI.C. Понтрягина, А. Н. Тихонова и других, в теории надежности Б. В. Гнеденко, А. Д. Соловьева, Ю. К. Беляева, Р. С. Судакова, И. А. Рябинина, В. А. Каштанова, Г. Д. Карташева, Г. С. Садыхова, Н. А. Северцева, А. Н. Рохмистрова, А. Е. Хинчина, Крамер Г., Clopper J., Pearson Е., Thmit V., И. Н. Коваленко, А. Н. Ширяева, Н. В. Смирнова и др., в теории эффективности и исследовании операций Н. П. Бусленко, Ю. В. Чуева, Е. С. Вентцель, В. М. Глушкова, В. П. Мишина, А. В. Ильичева, Фишберн П., Ю. П. Гермейра, Мулен Э., В. В. Федорова, Г. Б. Петухова, А. Н. Катулева, П. С. Краснощекова, и других представляется возможность комплексного исследования и моделирования эффективного и безопасного функционирования сложных систем (на примере ВТС).

Диссертационное исследование построено с учетом охвата научных методов и вопросов, влияющих на надежное, эффективное и безопасное применение ВТС по своему целовому назначению .

В главе I — Методологические принципы безопасности сложных систем, рассмотрены методические вопросы по разработке матричного подхода анализа проблемы безопасности, вопросы безопасности функционирования системы, дано определение основных понятий и допущений, используемых при исследовании безопасности, предложен методический подход разработки задач, определяющих вопросы исследования безопасности СТС. На основе понятия о том, что процесс функционирования СТС является случайным, выделено из множества состояний системы два класса состояний — класс неаварийных состояний и класс состояний аварии. Такой подход позволил разработать формальное описание исследуемой СТС на основе теории множеств, с построением графов состояний и переходов. В данной главе также разработаны новые методы нелинейного изменения параметров и упреждающих оптимальных профилактик, влияющих на обеспечения надежного, безопасного и эффективного функционирования СТС.

В главе II — Исследование связей между надежностью, устойчивостью и безопасностью сложных систем, разработаны модели надежности, устойчивости и безопасности СТС, формализовано понятие структурной вероятности и структурного индекса средней наработки на отказ, структурные инварианты и свойства структурного.

10 индекса. Определены понятия динамической и статической безопасности СТС, разработаны модели связи между безотказностью и устойчивостью, а также обобщенная модель состояния системы, модели обслуживания и восстановления на основе модели информационного состояния (с примером). Проведено исследование остаточного ресурса системы и влияние его на безопасность. Дана формализация процессов эксплуатации и обслуживания СТС с построением математических моделей.

В главе III — Разработка методов сравнения эффективности военно-технических систем, разработан метод сравнения технического уровня ВТС, основанный на иерархическом представлении проектных и тактических параметров. Эти параметры отражают группы свойств, характеризующих качество ВТС на всех этапах жизненного цикла. Даны примеры. Разработаны методические основы сравнения эффективности ВТС включая их технологию изготовления и применения, что обеспечивает более высокий уровень выходного эффекта от применения ВТС (при сопоставимых затратах и сроках реализации). Разработаны критерии и показатели эффективности, а именно: общий критерий эффективности, частный и обобщенный, характеризующий отдельные стороны — эффективность нескольких этапов.

В главе IV — Разработка моделей эффективности военно-технических систем, разработаны модели выбора альтернатив ВТС на примере с летательными аппаратами, рассмотрена схема проведения безопасной и эффективной операции по воздействию на объект обслуживания, который представляется как групповой и сложно функционирующий, разработана общая модель ВТС в операции, которая представлена совокупностью основопологающих параметров. Проведено моделирование фрагментов операции применительно к ВТС (ПВО). Получены математические зависимости по целераспределению средств, наведению и непосредственному воздействию с учетом противодействия. Разработаны методические особенности сравнения технологий ВТС при комбинированном подходе к оценке эффективности, которые по своей сути являются промежуточным и базируются на косвенном сравнении без детального вычисления абсолютных значений показателей эффективности на примере сравнительной оценки технологий ВТС показано, что выбор перспективных направлений повышения эффективности и безопасности может осуществляться на основе обобщенных показателей. Эти оценки могут быть использованы как для частного влияния отдельных параметров на эффективность (при прочих равных условиях), так и оценки влияния совокупности характеристик на эффективность этапов и операции в целом. и.

В главе V — Разработка моделей и алгоритмов многокритериального выбора военно-технических систем с учетом распределения ресурсов и неопределенности, представлены методические разработки по анализу эффективности и безопасности ВТС. В части исследование выбора вариантов в условиях неопределенности и оптимального распределения ресурсов. Даны основные особенности многокритериальной задачи принятия решений. Сделан анализ выбора необходимой информации, в том числе при проектировании системы для правильного принятия решений для лица принимающего решения (ЛПР). Разработан обобщенный пример. Предложена модель использования экспертной информации о сравнении систем в условиях неопределенности и получены необходимые критерии. Показано, что если эффективность вариантов системы характеризуется его векторной оценкой, то предпочтение вначале описывается в критериальном пространстве (описание состояний предпочтений во множестве вариантов), что требует учета возможностей состояния (среды). Проведено моделирование предпочтений на основе использования языка бинарных отношений. Задача распределения ресурсов интерпретируется как задача математического программирования. При этом, в качестве ресурсов рассматриваются наряды сил и средств, времена выполнения поставленных задач и т. д. С учетом уровня рассмотрения задачи оценки в распределении ресурсов она трансформируется в акценты ее формализации и пр., как правило акценты смещаются из области построения математических выражений для целевой функции и соответствующих ограничений в область организации собственно вычислительных процедур. Для частных задач распределения ресурсов разработана непрерывная модель, которая позволяет создать универсальное математическое обеспечение для решения задач распределения ресурсов на различных этапах (создания и применения). Модель разработана с применением метода условного градиента.

В главе VI — Принципы информационного обеспечения эффективного применения ВТС в конфликтных ситуациях, дан критический анализ разработки алгоритмов обработки информации и предложены методические основы развития построения алгоритмов совместной обработки информации, постуапющей от нескольких источников в виде простой или смешенной выборки векторов измерений параметров состояния объектов на различных этапах оценки и классификации обстановки. Постановка вопроса (задачи) оценивания и класификации формирования качества их решения позволила создать модели движения объектов, разработать критерий качества решения задачи информационно-измерительных систем (ИИС), построить структурные схемы алгоритмов оценки и классификации обстановки. Все это явилось.

12 завершающим этапом обеспечения надежного, эффективного и безопасного применения ВТС по своему целевому назначению.

В главе VII — Моделирование эффективности и безопасности военно-технических систем в конфликтных ситуациях, дано обоснование эффективности и безопасности как системного качества операции, разработаны показатели безопасности в операции, представлен закон распределения границ (односторонних) области допустимых значений показателей операции и влияние внешних факторов, исходя из условий достижения эффективности и безопасности при достижении цели операции. Разработан метод оценивания операции с учетом рассмотрения пространства состояний физических переменных (параметров) технической системы. Показано, что реализующая военно-техническая система цели операции в отношении ее безопасности характеризуется набором «0 «и «+1 что позволяет перейти к исследованию эффективности и безопасности на основе индикаторных функций. Переход от случайных событий к их индикаторам — случайным величинам, который обладает большой гибкостью и универсальностью. Далее в данной главе показано решение задачи исследования эффективности и безопасности операции путем построения «обобщенных показателей «, в частности формирование критериальной функции качественного типа и логического свертывания. Дан метод ведущих компонент.

Идеология диссертационной работы состоит в решении проблемы обеспечения надежного, эффективного и безопасного применения ВТС в конфликтных ситуациях. Решению этой проблемы и посвящено комплексное научное исследование, связанное с решением следующих основных задач:

1. Разработка новой постановки вопроса в решении задачи безопасности СТС при ее эксплуатации и применении с учетом исследования надежности и устойчивости.

2. Исследование взаимосвязи между безопасностью, надежностью и эффективностью при применении СТС (ВТС) по целевому назначению, например в операции.

3. Разработка методов альтернативного выбора СТС (ВТС) с учетом этапов жизненного цикла.

4. Разработка критериев эффективного и безопасного применения ВТС в условиях неопределенности принятия решений и с учетом распределения ресурсов.

5. Разработка моделей и алгоритмов информацинного обеспечения ВТС при принятии решений на ее использование по назначению.

Указанная постановка решения комплексной научной проблемы с охватом перечисленных основных задач исходит от пожелания.

13 руководства специального ведомства СРВ и согласована с научным консультантом.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработаны методологические принципы безопасности СТС, предложены основные понятия и определения безопасности как «чисто «самих СТС, так и использование их в операции. Предложен методический подход к исследованию безопасности на основе теории множеств, а также дано обоснование исследования безопасности, используя матричный подход. Разработан метод оценки безопасности технических систем.

2. Произведено моделирование и исследование связей между надежностью, устойчивостью и безопасностью систем, представлено понятие статической и динамической устойчивости и проведена их формализация на основе графов переходов и состояний. Представлены модели обслуживания и восстановления СТС по ее состоянию. Даны оценки остаточного ресурса системы и его влияния на безопасность.

3. Разработана формализация и дано понятие безопасности СТС как системного качества операции, разработаны критерии и показатели безопасности в операции, а также методы оценивания безопасности ВТС.

4. Исследованы и разработаны методы сравнения эффективности ВТС в конфликтных ситуациях, представлены комплексные критерии и показатели эффективности при выборе альтернатив на создание (с учетом технологий изготовления) и применения ВТС по целевому назначению, даны алгоритмы сравнительной оценки технологий СТС с ДА.

5. Представлены модели и алгоритмы многокритериального выбора ВТС с учетом распределения ресурсов на всех жизненных этапах ВТС, а также модель J11 IP относительно предпочтительности того или иного варианта в условиях неопределенности. Представлена модель использования экспертной информации о сравнении вариантов ВТС в условиях неопределенности.

6. Проведено моделирование информационного обеспечения эффективного применения ВТС в конфликтных ситуациях. Разработан критерий качества оценивания и классификации информации, разработаны модели движения «обслуживаемого «объекта (ов), структурные схемы алгоритмов оценки и классификации обстановки.

Практическая значимость.

Проведенное комплексное исследование надежного, эффективного и безопасного применения ВТС имеет непосредственное применение прежде всего в НИИ, КБ и вузах СРВ, которые занимаются научно-практическими исследованиями в создании собственных оборонных систем и ее элементов. Теоретически разработанные в диссертации такие задачи как безопасность, надежность, устойчивость ВТС и ее элементов на.

14 всех этапах жизненного цикла легли в основу создания практических методик и создания новых курсов в вузах. Исследованные в диссертации вопросы эффективности в широком аспекте, т. е. при создании и отработке системы, при ее эксплуатации и применении по назначению, с учетом технологий изготовления и неопределенности, легли в основу методического руководства по модернизации, закупке ВТС и разработке новых ВТС, а также тактическому формированию ВТС (группировок) по эффективному применению. Ряд научных рекомендаций автора нашли реализацию и в организациях РФ и республики Беларусь.

На защиту выносятся:

1. Методологические и методические вопросы с разработкой методов и моделей исследования безопасности систем.

2. Моделирование и комплекс моделей, алгоритмов и методик, описывающих безопасное функционирование СТС в эксплуатации и эффективное их использование при применении по целевому назначению. При этом проведенное исследование и полученные результаты имеют структурное построение в виде трех логично-последовательных блоков: аБлок методов, моделей и алгоритмов безопасности, надежности и устойчивости системы, обеспечивающих (описывающих) качественное функционирование системы при ее создании и эксплуатации. бБлок методов, моделей и алгоритмов, описывающих выбор СТС с учетом технологий изготовления, распределения ресурсов, отвечающих высокой эффективности в применении. вРазработка критериев, показателей, моделей и алгоритмов СТС при применении ее в конфликтных ситуациях с использованием созданных моделей и алгоритмов информационного обеспечения.

Апробация диссертации и публикации.

Результаты исследований докладывались:

1. Ежеквартально начиная с 1993 г. и по настоящее время (отдельные результаты диссертации) на научном семинаре ИПК РАН и ВЦ РАН.

2. На всемирной конференции «Исследование космоса и геоинформатика «, сентябрь 1998 г., г. Рязань.

3. На международной конференции «Новые технологии на пороге XXI века «, октябрь 1998 г., г. Москва.

4. На международной конференции «Математические методы и моделирование сложных технических систем «, ноябрь 1998 г., г. Ханой.

5. На международной конференции «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем «, май 1998 г., г. Пенза.

6. На международном симпозиуме «Надежность и качество '99 «, посвященном 275» и летию Российской Академии Наук, сентябрь, 1999 г., г. Москва.

7. На международной научно-технической конференции «Транском — 99 октябрь 1999 г., г. С-Петербург.

Основные результаты диссертации опубликованы в 9 статьях всероссийских научных журналах, в книге «Исследование операций: принципы принятия решений и обеспечение безопасности «Тверь, Твер.гос.ун-т, 1999 г., в монографии «Методы и модели безопасности, эффективности и надежности систем «издания ВЦ РАН, 2000 г., в монографии «Моделирование эффективности и безопасности систем «изд-ва Гос. Тех. Университета им. Jle Куи Дона, СРВ, 2000 г. и в отчетах по НИР: ИПК РАН 1993 г. № 26−38, ИВВС РАН 1994 г. № 26−39, ВЦ РАН 1999 г. № 26−40.

Выводы.

1. Даны основные понятия и определения безопасности как системного качества операции, где выделены такие определения как «сложная система «, «операция «, «целевой эффект «, «качество «, «ресурсы «. Обоснована связь СТС с целями операции и ее отдельных этапов, мера достижения цели операции является ее эффективностью, безопасность СТС определяется безопасностью операции.

2. Разработаны критерии и показатели безопасности операции такие, как оценка качества СТС по критериям пригодности, т.к. оценки СТС отвечающие условиям оптимальности (превосходства) находятся на множестве, отвечающей критериям пригодности.

3. Представлен показатель качества операции с учетом влияния факторов внешней среды исходя из условий безопасности, который сводится к определению функции распределения супериндикаторов.

4. Разработан метод оценивания безопасности операции с применением СТС на основе индикаторов (слуайных величин), т.к. исследование вероятностных свойств слуайных величин обладает большей гибкостью и универсальностью.

5. При сравнительном оценивании безопасности операций с применением различных СТС возможны противоречия из-за неоднородности ситуации для ЛИР, поэтому необходимо разработать обобщенный показатель. В данной главе рассмотрено формирование критериальной функции качественного типа, логическое свертывание, методы главной и ведущих компонент.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Проблема исследования и моделирования эффективности и безопасности сложных систем в операции формулируется и решается в данной диссертационной работе в основном с точки зрения системного и операционного подходов. Разработанные методические принципы безопасности СТС являются основой для комплексного исследования эффективности безопасного применения ВТС в операции. Из проведенных исследований данной работы получены следующие новые результаты:

1. На основе разработанного методического подхода матричного анализа проблемы безопасности и подхода к оценке важности элементов системы при исследовании безопасности получена формализация структурной функции безопасности, позволяющая исследовать систему по ее состоянию.

2. Исходя из определения структурной вероятности, структурного индекса и его свойств разработан подход к исследованию надежности сложных систем по состоянию. При этом построены модели определения состояния, обслуживания и восстановления СТС, а также модель информационно-методического обеспечения. Разработанный обобщенный метод надежной работы СТС является одним из основных принципов оптимальной эксплуатации СТС по состоянию.

3. При исследовании оценки остаточного ресурса системы и ее элементов выявлена степень влияния остаточного ресурса системы на ее безопасность функционирования, раскрыты связи между отказоустойчивостью и безопасностью. Построена структурная функция безопасности и получена полумарковская модель безопасности систем.

4. Для моделирования эффективности и безопасности СТС в операции сформулированы критерии и показатели безопасности в операции. На их основе разработаны методы оценивания безопасности систем в операции, которые являются прикладным расширением понятий стохастических индикаторов применительно к безопасности операции.

5. При сравнении эффективности ВТС в операции разработан метод сравнения технического уровня военно-технических комплексов и их компонентов исходя из показателей сравнения. На основе экспертных оценок получены количественные оценки качества и разработаны методические вопросы сравнения образцов ВТС включая технологию. Основой построения математических моделей разработано структурно-функциональное описание операции, отражающей участие в ней ВТС.

6. Разработаны модели типовых фаз функционирования ВТС и ее элементов с представлением вероятностных оценок. Предложенная аналитическая модель процесса поиска используется для сравнительных оценок и анализа вариантов. Показатель эффективности распознавания объектов построен на основе формулы Байеса.

Показатель эффективности распределения средств и показатель наведения формулируются с учетом стохастического распределения взаимозависимых неоднородных средств и точности воздействия. Представлена общая модель воздействия.

7. При исследовании многокритериального выбора СТС с учетом распределения ресурсов разработаны модели использования экспертной информации о сравнении вариантов СТС в условиях неопределенности и модели оптимального распределения ресурсов, которые позволяют создать универсальное математическое обеспечение для задач оптимального распределения ресурсов на различных уровнях и этапах процесса создания СТС.

8. Для полного решения задач эффективности и безопасности СТС разработаны критерии и модели информационного обеспечения, которые позволяют создать единое информационное пространство СТС.

Полученные результаты диссертационной работы являются основой для дальнейшего комплексного решения проблемы эффективности и безопасности ВТС. static void near zastavka (void) — static void near pascal draw Wn (double An, double Bn) — static void near pascal draw Wd Vcd (double Av) — static void near pascal draw WdDtd (double Adt) — static void near pascal draw Wd Ned (double Ancd, double Bncd) — static void near pascal draw Wk (double q, double n) — Graphics routines */ static void near pascal reper (int *xc, int *yc, char *, char *) — static void near pascal triangle (int xl, int yl, int x2, int y2, int x3, int y3, int fill) — void pascal printH (int left, int top) — void Initialize (void) — void pascal grafik (double startx, double endx,.

DOT *ray, int n, char *xname, char *yname) void drawborder (void) — void gprintf (int x, int y, char *fmt, .) — static void near pascal setarea (int left, int top, int right, int void shut down (void) — main () begin double x, yatexit (shutdown);

Inittext () — Initialize () — zastavka () — switch (getkey ()) { case 'p': case 'P': printarea (0,0,MaxX, MaxY, BLUE, BLUE) — breakcase ESC: exit (O) — default: breakclearviewport () — setarea (VLEFT, VTOP, VRIGHT, VBOTTOM) — for (x = 0.2- x le 0.501- x = x+0.1) for (у = 0.1- у le 0.701- у = y+0.2) draw Wn (x, у) — end.

——————————————— ****.

Drawing formulas' curves!!! **** static void near pascal setarea (int left, int top, int right, begin char *msg="ESC-ke.$, -$q bl- +lh%" - TEXTINFO tiint ygettextsettings (&ti) — setfillstyle (SOLIDFILL, LIGHTGRAY) — bar (0,0,MaxX, MaxY) — setviewport (left, top, right, bottom, 1) — setcolor (WHITE) — draw border () — detine SHDX 15 #define SHDY 13 setviewport (0,0,MaxX, MaxY, 0) — setfillstyle (SOLIDFILL, DARKGRAY) — bar (right+1, top+SHDY, right+SHDX, bottom+SHDY) — bar (left + 15, bottom+1, right, bottom+SHDY) — у = 326- settextstyle (TRIPLEXFONT, HORIZDIR, 4) — settextjustify (1, 2) — setcolor (LIGHTMAGENTA) — setfillstyle (HATCH, FILL, CYAN) — bar (2, y, MaxX-2. y+24) — outtextxy (MaxX/2, 319, msg) — settextstyle (ti.font, HORIZDIR, ti. charsize) — settextjustifу (ti.horiz, ti. vert) — end static void near pascal drawWn (double An, double Bn) begin j register iint left=VLEFT, top=VTOP, right=VRIGHT, bottom=VBOTTOM- * * * * * * * * ** double h, dpndouble a=0.5, b=5. — setviewport (left, top riqht, bottom, 1) — h = (b — a) / (double) MAXPOINTSfor (i = 0, dpn = ai It MAXPOINTS+1- begin ray[i]. x = dpnray[i]. y = Wn (An, Bn, dpn) — dpn = dpn + hend setfillstyle (SOLIDFILL, BLUE) — bar (1, 1, VRIGHT-VLEFT-1, VBOTTOM-VTOP-1) — setfillstyle (SOLIDFILL, WHITE) — setviewport (left, top, right, bottom, 0) — settextstyle (DEFAULTFONT, HORIZ^DIR, 1) — grafik (a, b, ray, MAXPOINTS+1, «P «, «W «) — setviewport (0, 0, MaxX, MaxY, 1) — setcolor (WHITE) — define LX 15 #define LY 7 setlinestyle (SOLIDLINE, 0, NORMWIDTH) — line (left+LX, top+LY, left+L.X+8, top+LY) define TOPX (right — 34) #define TOPY (bottom — 12) #define TW 8 #define TH 6 triangle (T0PX-TW/2, TOPY+TH, TOP^X, TOPY, TOP printH (VLEFT+26, VTOP+14) — printH (VRIGHT-18, VBOTTOM-9) — gprintf (VLEFT+300, VTOP+13, «A = %.2f, В = printH (VLEFT+310, VTOP+17) — printH (VLEFT+398, VTOP+17) — line (TOPX+7 TOPY-2 TOPX+17, TOPY-2) — switch (getkey ()) { case 'p': case 'P': printarea (left, top, right, bottom, BLUE, BLUE) — breakcase ESC: i++) Ini exit (О) — default: break- } end static void near pascal drawWdVcd (double Av) begin register iint left=VLEFT, top=VTOP, right=VRIGHT, jbottom= double h, Vcddouble a=0.5, b=5. — setviewport (left, top, right, bottom, 1) — h = (b — a) / (double) MAXPOINTSfor (i = 0, Vcd = ai It MAXPOINTS+1- i++) begin ray[i]. x = Vcdray[i]. y = WdVcd (Av, Vcd) — /* Initialize ar Vcd = Vcd + hend setfillstyle (SOLIDFILL, BLUE) — bar (1, 1, VRIGHT-VLEFT-1, VBOTTOM-VTOP-1) — setfillstyle (SOLIDFILL, WHITE) — setviewport (left, top, right, bottom, 0) — settextstyle (DEFAULT^FONT, HORIZDIR, 1) — grafik (a, b, ray, MAXPOINTS+1, «Vcg», «Wg») — setviewport (0, 0, MaxX, MaxY, 1) — setcolor (WHITE) — define LX 15 #define LY 7 setlinestyle (SOLIDLINE, 0, NORMWIDTH) — line (left*LX, top+LY, lett+LX+8, top+LY) — gprintf (VLEFT+300, VTOP+13, «Av = %.2f», Av) — line (TOPX-l, TOPY-2 TOPX+6, TOPY-2) — switch (getkey ()) { case 'p' case 'P' printarea (left, top, right, bottom, breakcase ESC: exit (0) — default: break- } end static void near pascal drawWdDtd (double Adt) begin register iint left=VLEFT top=VTOP, right=VRIGHT bottom=VBOTTOMdouble h, dtddouble a=0.5, b=5. — int dx = left+312- int dy = top+ 17- setviewport (ieft top, right, bottom, 1) — h = (b — a) / (double) MAXPOINTSfor (i = 0, dtd = ai It MAXPOINTS+1- i++ begin ray[i]. x = dtdray[i] .у = WdDtd (Adt, dtd) — /* Initialize array dtd = dtd + hend setfillstyle (SOLIDPILL, BLUIE) — bar (1, 1, VRIGHT-VLEFT-1, VBOTTOM-VTOP-1) — setfillstyle (SOLID, FILL, WHITE) — setviewport (left, top, right, bottom, 0) — settextstyle (DEFAULTFONT, HORIZDIR, 1) — grafik (a, b, ray, MAXPOINTS+1, «tg», «Wg») — setviewport (0, 0, MaxX, MaxY, 1) — setcolor (WHITE) — define LX 15 #define LY 7 setlinestyle (SOLIDLINE, 0, NORMWIDTH) — line (ieft+LX, top+LY, left+LX+8, top+LY) — gprintf (VLEFT+300, VTOP+13, «A = %.2f», Adt) — gprintf (VLEFT+317, VTOP+16, «t») — line (TOPX+7, TOPY-2, TOPX+17, TOPY-2) — triangle (TOPX-TW/2, TOPY+TH, TOPX, TOPY, TOPX+T W/2 triangle (dx, dy, dx-TW/2+l, dy+TH, dx+TW/2-l, dy+TH7 0) switch (getkey ()) { case 'P': printarea (left, top, right, bottom, BLUE, BLUE) — breakend double pascal Wn (double An, double Bn, double dpn) begin double factorfactor = 1. — l./pow (dpn, 2./3.) — return exp (-An*Bn*factor) — end double pascal WdVcd (double Av, double Vcd) begin return pow (Av, 1. — l./Vcd) — end double pascal WdDtd (double Adt, double dtd) begin return pow (Adt, 1. — dtd) — end define NCDII 10 double pascal WdNed (double Ancd, double Bncd, tdouble ncd) begin ' double fl, f2- double Ncdl;

Ncdl =(double)(NCDII*ncd-l)/(double)(NODII-1) fl = pow (Ancd, 1. — l./ncd) — f2 = pow (Bncd, 1. — Ncdl/ncd) — return fl*f2- end double pascal Wk (double Sk, double Qk, int n) begin double fl, f2- fl = Sk*Skf2 = pow (Qk, 2./3.)*nreturn f1/f2- end /* 1999 © Copyright by Tikhon N. K All my regards to Borland Internati.

Рис. 1.

Рис. 3.

Рис. 9.

Рис. 17.

Рис. 21.

Рис. 23.

Рис. 25.

Рис. 27.

Рис. 29.